繆茜

摘要在“探究饅頭在口腔中的變化”實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料、試劑、裝置等，增加學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的真實(shí)性、安全性、可操作性。

關(guān)鍵詞 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 磨牙棒 唾液淀粉酶

中圖分類(lèi)號(hào)G633. 91文獻(xiàn)標(biāo)志碼B

“探究饅頭在口腔中的變化”是人教版初中生物七年級(jí)下冊(cè)第二章第二節(jié)的重要教學(xué)內(nèi)容，內(nèi)容豐富，對(duì)學(xué)生知識(shí)和能力的培養(yǎng)要求較高，因此難度較大。為達(dá)成教學(xué)目標(biāo)，教材編排了比較詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案。但是，在具體實(shí)施中，常遇到諸多制約探究活動(dòng)的困難。故而，在參考教材的基礎(chǔ)上，筆者充分利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的設(shè)備，遵循真實(shí)模擬、便捷操作、效果顯著的原則，設(shè)計(jì)并實(shí)施了改進(jìn)方案，發(fā)展學(xué)生創(chuàng)造性思維能力和動(dòng)手實(shí)踐的能力。

1選材與用具

1.1妙用磨牙棒替代饅頭

已有不少教師對(duì)實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行過(guò)改進(jìn)，但僅對(duì)饅頭用量、取樣方式等做出一定的優(yōu)化，并沒(méi)有顛覆材料本身。最重要的是，在教學(xué)實(shí)施中發(fā)現(xiàn)饅頭存在無(wú)法保證大小一致、不易研磨成碎屑、遇水易泡散等問(wèn)題，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果不佳。因此，在嘗試了多種不同實(shí)驗(yàn)材料，包括饅頭、米飯、自配的瓊脂培養(yǎng)基等后，發(fā)掘了嬰兒磨牙棒這一替代材料。本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是淀粉被淀粉酶分解。目前市面上購(gòu)買(mǎi)的原味饅頭主要原料是小麥粉，而原味磨牙棒的主要原料也是小麥粉，從本質(zhì)上看，二者差別不大，都適于“探究饅頭在口腔中的變化”。但是，磨牙棒有著比饅頭更顯著的優(yōu)勢(shì)：可用尺子、電子秤、小刀分裝成等量大小；適用研缽研磨成碎屑；遇水不易泡散，容易對(duì)照。多次實(shí)驗(yàn)證明，磨牙棒質(zhì)量為0.1 g、大小5×5×5 mm3為宜。

1.2改用試劑配制唾液淀粉酶

收集足量的純凈唾液是本實(shí)驗(yàn)的難點(diǎn)，也是實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵點(diǎn)。酸物刺激法、棉球擠壓法、棉棒收集法等，多少都會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生不適，不愿意配合，而充斥在空氣中的唾液異味則直接影響了實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。同時(shí)，考慮到防疫要求，教師更應(yīng)該開(kāi)展安全教學(xué)，因此選擇配制的唾液淀粉酶溶液而非收集學(xué)生的唾液。興趣小組的學(xué)生經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，將0.5 g唾液淀粉酶粉末置于100 mL水中配制而成的淀粉酶溶液（2 mL即可），實(shí)驗(yàn)更易操作，節(jié)省時(shí)間，更安全衛(wèi)生。

1.3利用水浴鍋加熱材料

在37℃溫水保溫5～10 min的過(guò)程中，燒杯中的水溫下降明顯，為保證實(shí)驗(yàn)效果，需要及時(shí)補(bǔ)充熱水。但是，這一過(guò)程容易造成水溫不穩(wěn)定、易磕碰玻璃儀器、實(shí)驗(yàn)時(shí)間不好把握等問(wèn)題。用唾液淀粉酶粉末配制的溶液作用溫度一般在55～75℃之間，需要說(shuō)明的是淀粉酶粉末是提取物，不能和唾液一樣置于37℃，不然存活不了。課前設(shè)定恒溫水浴鍋溫度為55～75℃，課上只需加熱2 min就能達(dá)到較好的實(shí)驗(yàn)效果，大大降低了反應(yīng)時(shí)間，還可以確保實(shí)驗(yàn)溫度不發(fā)生變化，順利推進(jìn)實(shí)驗(yàn)。

1.4巧用碘液驗(yàn)證結(jié)果

教材提到在材料充分反應(yīng)后滴加碘液檢驗(yàn)結(jié)果，并未說(shuō)明碘液的使用濃度。事實(shí)上，碘液濃度會(huì)直接影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。重復(fù)探究發(fā)現(xiàn)：將市面上常見(jiàn)的盧戈氏碘液加水按1∶10的比例稀釋?zhuān)瑢?shí)驗(yàn)效果明顯且穩(wěn)定（表1）。

2討論與反思

2.1顯色問(wèn)題

根據(jù)教材的實(shí)驗(yàn)步驟，②號(hào)試管中呈現(xiàn)藍(lán)紫色而非預(yù)期的藍(lán)色。一般天然淀粉有直鏈淀粉和支鏈淀粉兩種類(lèi)型。直鏈淀粉是α-1，4糖苷鍵縮合而成，遇碘形成螺旋形復(fù)合物，在620～680 nm間呈現(xiàn)最大光吸收，因此呈深藍(lán)色。支鏈淀粉較于直鏈淀粉是高度分支的，主要成分除α-1，4糖苷鍵外，其分支點(diǎn)處存在α-1，6糖苷鍵，與碘形成的絡(luò)合物在530～555 nm間呈現(xiàn)最大光吸收，因此呈現(xiàn)紫紅色。谷類(lèi)淀粉（如小麥淀粉、玉米淀粉、馬鈴薯淀粉等）主要是支鏈淀粉，因此饅頭遇碘液呈現(xiàn)藍(lán)紫色而非深藍(lán)色。

2.2褪色現(xiàn)象

若反應(yīng)時(shí)間充足，②號(hào)試管呈現(xiàn)藍(lán)紫色靜置一段時(shí)間后會(huì)褪色，這與碘不穩(wěn)定的性質(zhì)有關(guān)。淀粉與碘通過(guò)范德華力形成藍(lán)色絡(luò)合物，由于碘容易揮發(fā)、被氧化，而且通過(guò)范德華力結(jié)合的鍵也不穩(wěn)定，因此加入的碘消耗完后，顏色會(huì)褪去。重新加入碘，若溶液中仍有淀粉，藍(lán)色會(huì)再次出現(xiàn)。反應(yīng)后，③號(hào)試管呈現(xiàn)淡藍(lán)色，若反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，淡藍(lán)色會(huì)褪去。這是因?yàn)榈矸勖笗?huì)逐步滲透到饅頭內(nèi)部促使淀粉分解，使得原來(lái)的淡藍(lán)色褪去。

2.3課前培訓(xùn)

七年級(jí)學(xué)生沒(méi)有接觸過(guò)化學(xué)，不懂器具的操作，教師花費(fèi)大量時(shí)間在課上指導(dǎo)顯然不合理。為推動(dòng)課堂進(jìn)程，教師應(yīng)在課前進(jìn)行分組，確立組長(zhǎng)，培訓(xùn)組長(zhǎng)用具的規(guī)范操作。

參考文獻(xiàn)：

[1]赫萍.“饅頭在口腔中的變化”實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)改進(jìn)[J].生物學(xué)教學(xué)，2017，42（2）：43-44.

[2]王鏡巖，朱圣庚，徐長(zhǎng)法.生物化學(xué)（（上冊(cè)）[M].北京：高等教育出版社，2002：41-43.