選修生物一-酵素與酸鹼值的探究

今年的教學主軸，除了「測量值不是應變變因」、「科學圖表的橫軸應該是操縱變因」及「數據需要附不確定度的估計（以前是標準差）」之外，今年測試不同的紀錄指示（紀錄每兩分鐘的氣泡總體積vs記錄每兩分鐘新增的氣泡體積），會有哪些不同的影響。

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另外，每年都忘記要怎麼布置跟調整器材，今年來記錄一下。

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首先，在這個實驗中，我要教的是數據的觀察及轉換。

在數據的觀察部分：

在教科書上的指示都錯誤的讓學生直接用測量到的所有數據去做圖。
但其實應該先做數據的觀察。
記錄並繪製「每分鐘的氣泡體積」是為了要觀察「取哪一段數據才是『有效的』反應速率」。

計算整個十分鐘的反應速率是沒有意義的。

在數據的轉換部分：

大多學生跟教科書都是使用測量值當作應變變因，這不只是對變因定義的誤解，而且也展現了對"化學反應速率"的誤解，同時也展現了對科學製圖的低掌握度。

另外，沒有一本教科書教學生要附上誤差估計，更不用說更新為目前物理課本所教的「不確定度的估計」

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器材主要調整部分：

• 直接使用量筒讓學生做實驗，而不是用試管。
• 每桌四個10ml量筒 pH6、7、8、9各做一次（而非3、5、7、9）

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實驗前準備的調整

• 電腦投影三個分頁：實驗影片、班級紀錄檔案及量筒使用配置的照片
• 200克馬鈴薯+300-400ML水比較好(視馬鈴薯的新鮮程度)
• 等學生大多將緩衝液跟過氧化氫都取好，再開始打馬鈴薯汁，分裝到小燒杯（10ml/杯）

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上課流程

1. 先說明今天要做的實驗是探討酸鹼值對酵素的影響。
2. 展示最後要處理數據的檔案
3. 但其實這個單完要學的是數據處理及誤差估計
4. 說明誤差的傳播、測量值vs應變變因
5. 觀看實驗流程影片（說明各步驟的原理及注意事項）
6. 說明講桌上的藥品配置，並說明小組實驗桌上的五支量筒用途及動線。（量筒使用配置照片）
7. 讓學生量取緩衝液及雙氧水。
8. 打馬鈴薯汁，分裝，讓學生來領。
9. 等待大家數據回傳

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常見錯誤

• 每個pH只用一個數據
• 以時間為橫軸
• 使用平均速率而非最佳速率
• 沒有不確定性的估計

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學生真的很有趣。
我都已經把各組的數據放在同一個表格了，還是會有1/3的小組特別把自己的數據抽出來。
顯示沒有重複測試的概念，更完全沒有想到要估計不確定度。

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在估計不確定度的部分，約有1/3的小組會計算標準差
（但沒有計算不確定度，可惜了。因為我們探究實作有教計算標準差，不確定度是在物理課教的，所以學生沒有應用的經驗）

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有的小組雖沒有注意到重複測試，但有注意到「速率」的計算，而非直接將體積作為應變變因

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我同樣都有說明需要將測量值轉換為反應速率，但測試不同的記錄方式對學生的影響

第一個班級是按照課本上的指示做紀錄。紀錄檔案。

有一個班級我讓他們登記的是「每兩分鐘增加的體積」，紀錄檔案。

有一個班級登記的則是「每兩分鐘的總體積」，紀錄檔案。

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不論哪一種記錄方式，取平均反應速率的組別數遠高於取最佳反應速率。

表示即使表格中「兩分鐘內增加的體積」是負值，畫出來的圖也下降，還是無法讓他們發現「不能取平均反應速率」

這顯示了我們的科學教育中，「基於實驗的原理去觀察數據」的訓練是很薄弱的。

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