关于高中生物实验《比较过氧化氢在不同条件下的分解》的改进方案_饮水思源

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关于高中生物实验《比较过氧化氢在不同条件下的分解》的改进方案

(2011-02-24 17:26:05)

标签：

教育

分类：教育随笔

人教版必修一《分子与细胞》第78页设计了这个实验，目的是要通过比较过氧化氢在不同条件下分解的快慢，了解过氧化氢酶的作用和意义，从而引导出学生对高中对照试验的理解和掌握，分析出单一变量对因变量的影响，从而能够更好的对实验现象和相应原因进行分析，同时也能够比较得出“酶的高效性”这一特性。

书本中对实验过程进行了比较详细解说设计，但是在教学过程中，笔者对于实验中一些问题进行了分析，同时也对实验设计作了一些改进，以其能够更好、更高效的利用这个实验讲授相关实验原则，并分析酶的更多性质。

第一、要完成这个实验，材料用具需要先做出一定的改变：

原教材材料用具	改进后材料用具
新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液	新鲜的质量分数为20%的猪肝研磨液和经过100^oC煮沸过的质量分数为20%的猪肝研磨液
质量分数为3.5%的FeCl溶液	质量分数为6%的FeCl溶液
新配制的体积分数为3%的过氧化氢溶液	新配制的体积分数为5%的过氧化氢溶液
	蒸馏水、HCl溶液、NaOH溶液
试管4只	试管9只
量筒、试管架、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、大烧杯、试管夹、卫生香、火柴	量筒、试管架、酒精灯、三脚架、石棉网、温度计、大烧杯、试管夹、卫生香、火柴

对于为何改变FeCl溶液和过氧化氢溶液的浓度，是因为这个实验在高一阶段开设，按照省教育厅要求，高一生物开设2个课时，书本内容讲解到这部分时基本在11月份，天气气温较低，需要适当提高试剂的浓度，实验效果才会比较明显。

第二、实验过程的设计：

1. 书本中的实验设计可以采用以下表格进行概括：

步骤		试管编号
步骤		1	2	3	4
一	H₂O₂浓度	5%	5%	5%	5%
一	剂量	2ml	2ml	2ml	2ml
二	反应条件	常温	90℃	3.5%FeCl₃	新鲜猪肝研磨液
二	剂量			2滴	2滴

书本实验，预计实验结果应是如下：

气泡产生情况	无	较少	少量	大量
卫生香燃烧	/	/	火星变亮	复燃

最后，教师可以采取对（1号和2号）（1号和3号）（1号和4号）进行对照比较分别得出温度、无机催化剂、酶对于反应速率的影响，还可以通过对（3号和4号）进行对照比较得出酶的高效性。

2. 改进后的实验设计可以采用以下表格进行概括：

步骤		试管编号
步骤		1	2	3	4	5	6	7	8	9
一	H₂O₂ 浓度	5%	5%	5%	5%	5%	5%	5%	5%	5%
一	剂量	2ml	2ml	2ml	2ml	2ml	2ml	2ml	2ml	2ml
二	反应条件	常温	90℃	6% FeCl₃	新鲜猪肝研磨液	6% FeCl₃	（水浴加热到36.5^oC）新鲜猪肝研磨液	煮沸猪肝研磨液	（已经将pH调节至1.0）新鲜猪肝研磨液	（已经将pH调节至13.0）新鲜猪肝研磨液
二	剂量	蒸馏水2滴	蒸馏水 2滴	2滴	2滴	6滴	2滴	2滴	2滴	2滴

改进后的实验，实验结果如下：

气泡产生情况	无	较少	少量	大量	较多量，稍等后有大量	大量，溶液有外溢现象	无	无	无
卫生香燃烧	不复燃	不复燃/	火星变亮	复燃	复燃	燃烧猛烈，听到较响的声音	不复燃	不复燃	不复燃

第三、实验改进的设想，相比较原书本实验所取得的教学效果：

改进后的实验，教师在分析讲解时或是学生自主学习分析时，可以取得更多的对照组，对于对照试验的“对照原则”和“单一变量原则”可以取得更多的了解和掌握，对于酶的性H₂O₂质也可以有更多的先期的了解。

对照组	实验结论	设计思路和教学效果
1号----2号	温度可以改变反应速率	因为后面的对照中涉及到（1号和3号）、（1号和4号）的对照，为保证单一变量，此步骤中也需加入两滴清水以保证各组实验的H₂O₂浓度相当。
1号---3号	FeCl₃可以改变反应速率	温度太低，H₂O₂本身的能量低，反应速率过慢，故改变H₂O₂和FeCl₃的浓度，才可以得到3号组火星变量、4号组复燃的现象，便于学生观察比较。
1号---4号	酶可以改变反应速率
3号---4号	酶对于化学反应速率的影响更显著，酶具有高效性
4号---6号	温度对酶的活性具有影响	设计这几组实验，可以增强这个实验的探究性，可以将相应的水浴、酸碱溶液给予学生自主探究，对于培养学生思维能力、动手能力、小组分工协作能力具有更佳显著的作用。
4号---7号	温度对酶的活性具有影响
4号---8号	PH对酶的活性具有影响
4号---9号	PH对酶的活性具有影响

本实验的设计改进，是于笔者开展实验教学后的一些思路，经过实际教学检验对比，改进后的实验对于学生而言，内容更加丰满，实验操作更加具有吸引力，更加能够引发学生的求知欲，学生可以分组进行实验讨论、设计、操作，对于学生分工协作精神和探究思维能力的培养有着更好的效果，也能够让学生对于“对照试验”的基础知识和“酶的特性”有了更深的了解和掌握。

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