2011年11月3日

2011「酵素的作用」實驗反省

承繼著去年改良「酵素的作用」實驗-含冰塊與水浴槽DIY的作法,本來好像應該用精簡版的方式讓這實驗更快做完。不過今年想試試看別的方法,讓學生完全按照課本的實驗流程來做實驗,我只更改以下幾項,看看大家做的情形如何。
1.用含冰塊的方式取唾液,所以講桌上事先放一袋冰塊
2.在教室後方用電磁爐先燒熱水備用
3.各桌分裝好澱粉液和本氏液

我在開始上課之後,交代各桌上有澱粉液和本氏液,講桌上有冰塊,後面有熱水之後,就要學生自己看課本完成實驗。結果過程還蠻順利的,學生光是自己閱讀流程就可以完成實驗了。

我帶學生在做實驗時,會儘量在一開始就把必要的事情講完,中間的過程減少打斷學生的實驗過程。因為我有時會聽到別間實驗室裡老師們帶實驗的情形,有老師會每隔一兩分鐘就不斷告訴學生「你們要加什麼什麼」「你們要放OO在XX」,那個過程我聽都覺得很吵了,何況是學生。我覺得學生很難一邊做實驗,一邊留意老師現在在講什麼,所以倒不如一開始就把事情交代清楚。

雖然學生有能力自己讀實驗步驟,自己做實驗,不過這個實驗設計所安排的時間,我還是不太滿意,因為學生幾乎都是在下課鐘響時做完實驗,扣掉我一開始交代事情的時間,學生花了快40分鐘的時間才完成,就算是實驗速度快的,也要35分鐘,這還是我有準備熱水的情況呢。

後來發現有些問題是出在實驗步驟上
1.課本的實驗步驟寫著「將甲試管放入沸水中隔水加熱5~10分鐘」、「將甲乙丙三支試管放入35~40度C的溫水中,作用15~20分鐘」。實驗步驟把溫度寫成一個區間範圍是不錯啦,可是時間寫成一個區間就有點麻煩了,學生常在問我,加熱要5分鐘還是10分鐘,作用15分鐘還是20分鐘。這兩個步驟加起來要20-30分鐘,學生取唾液要5分鐘,老師講解要5分鐘,加上中間過場5分鐘,難怪學生要下課鐘響才完成實驗。

2.課本裡畫的水量都畫得太多了,以至於學生也跟著加水加很多,這樣加熱就會比較花時間。

3.沒有寫清楚唾液吐哪裡,步驟只有寫「在甲、乙兩試管中各加入2毫升唾液」。雖然說開放式的步驟可以讓學生自由發揮,不過我想還是直接寫說吐在量筒或是燒杯裡頭吧。


當我做完兩個班之後,我突然想到,課本的實驗都只有看高溫時酵素活性會怎樣,那何不新增一個試管,把酵素放在冰水中作用,讓學生看看會怎樣。這個念頭加上前兩個班的經驗,我乾脆把注意事項和怎麼新增一管試管的過程,通通寫下來,上課的時候發給學生,讓他們自己閱讀。

這個過程我想像得很美好,我想學生既然能夠讀課本,應該也可以再讀一張小memo吧,最後結果讓我蠻失望,學生沒有辦法把我memo上的資訊和課本的流程結合在一起,結果新增的第四管,不是忘了加本氏液,不然就是加了也忘記放在熱水中加熱,甚至還有班級,全班到下課鐘聲響都還沒做完。不過多一管試管,就讓學生沒辦法在時間內順利完成實驗,這問題也可能是出在我沒有把這些資訊整合在一起。

出現這些問題,讓我決定明年應該要自己寫實驗步驟給學生,不過在那之前,我得先找到以下幾個答案。
1.步驟寫要把唾液用沸水加熱5~10分鐘,但真的要這麼高溫,加熱這樣久的時間,才可以讓酵素失去活性嗎?
2.學生做酵素放在冰水裡的活性時,有幾組都是有活性的結果,而且還跟放在37度的水裡的顏色變化相同,頂多慢幾十秒才出現反應,或是顏色淡一點。如果冰水中的活性和37度一樣的話,那是不是還要35~40度的水浴呢?

就我所知,會用這個溫度是因為「人體溫是37度C,所以唾液中的澱粉酶應該在37度左右有最高的活性」,不過我查到一篇好久以前的paper-The Effects of Temperature Changes on Salivary Amylase Activity,它是寫唾液澱粉酶在以下條件時(pH about 6.8, NaCl 0.25 per cent, mixed human saliva, final dilution 1:4000)時,最適的活性是50° C。另外一個沒有發paper的,說60° C是 pH7 時的最適溫度。另外還順便查到一篇說氯離子可以活化唾液澱粉酶,所以加點鹽,反應會更好囉?

除了這種酵素的定性實驗之外,查資料的過程中還查到有很多種酵素實驗可以做,我很喜歡這個實驗,不過得想想那個實驗盤要用什麼東西代替。

對了,還有一點很值得紀錄的,之前教了那麼多年,我給學生用的澱粉液都是便宜行事版本的,直接拿澱粉加水攪一攪弄出來的,學生取澱粉液放到試管去加熱時,澱粉都會沈澱在試管底部發生糊化反應,最後的結果就會變成試管底部出現一小團黏黏黃色或橙色的東西。今年終於認真的做出澱粉液了,把澱粉加冷水攪拌之後,再加入大量熱水加熱,這樣的澱粉液終於不會有過去那樣沈澱糊成一團的樣子了。