陳潔花
摘要:“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗,是必修一第二章第一節(jié)《細胞中的元素與化合物》的一個重要的實驗,實驗安排在學習蛋白質,糖類和脂類等知識之前,對接下來學習各類有機物奠定感性認識基礎,這個實驗也是高考生物中的一個高頻考點,另一方面,結合高一學生的認知特點和心理特征,對于培養(yǎng)生物學科的興趣是一個很好的機會。教材的這個實驗偏向于驗證性實驗,而新課改的理念是倡導學生進行探究性實驗,培養(yǎng)學生的實驗探究能力,故筆者把這個實驗改為引導學生參與設計的探究性實驗,將這個實驗作為高一學生進行探究性實驗的起點,引發(fā)學生對教程中實驗的思考,提高學生的批判性思維能力和創(chuàng)新意識。
關鍵詞:深度探究 ?實驗設計 ?實驗改進 ?實驗創(chuàng)新
一、引導學生設計探究實驗
人教版高中生物必修1《分子與細胞》的第二個實驗是選擇某一種生物組織樣液進行一種有機物的檢測,這會讓學生產(chǎn)生該樣液只含這一類物質的誤會,為此筆者把這個實驗改為一個作為高中生物探究性實驗入門的實驗,在實驗課前,利用導學案引導學生分組進行實驗設計。實驗材料有兩類,一類是教師提供梨汁、馬鈴薯勻漿、牛奶、花生種子勻漿,一類是學生自帶饅頭、熟雞蛋、可樂、雪碧、脈動、餅干等。實驗過程中假設每位學生都是食品檢驗員,請每個小組自選待測樣品進行探究實驗。
材料選擇上要求:每組至少選擇一組教師材料,而且至少要有兩個小組選擇相同的實驗材料,這樣做目的是教給學生多次重復試驗,實驗結果更為準確的實驗設計理念。
每一種材料都可以用各種試劑進行檢測,讓學生選擇自己感興趣的生物材料(可自帶,也可選擇實驗室提供的)進行實驗設計,并在探究中尋找答案。
二、分組實驗,結果分享
實驗室準備的材料有馬鈴薯勻漿、梨汁、牛奶、花生勻漿、浸泡過的花生,學生帶的材料五花八門,有飲料(比如蘋果汁、運動飲料、水溶C等等),也有鮮榨的果蔬汁、雞蛋等等。提醒學生有些自帶的飲料屬于非生物材料,不是很適合當作本實驗的材料,但是也可以進行探究,只要保證本組選擇了合適的生物材料即可。這樣可以提高他們的實驗探究興趣,讓他們體會到生物學這門學科和我們的生活并不遙遠。學生分組完成實驗,并將要求用的材料和得出的結論填寫到表格中。部分學生的結果如下:
第1、2小組選擇梨汁和白蘿卜汁作為實驗材料,在實驗結果記錄表結果填寫項目中,他們設計了兩欄,一欄是預測結果,一欄是實際結果,這切實貫徹了“提出問題-作出假設-進行實驗-得出結果”的探究實驗過程。生物組織中大多都含有多種有機物,但是1、2小組檢測結果顯示:梨汁和白蘿卜汁只含有還原糖。
第3、4小組想知道早、午餐都進食了哪些營養(yǎng)物質,于是他們選擇牛奶、肥肉、餅干作為實驗材料,實驗結果顯示:在牛奶中檢測出蛋白質,在肥肉漿中檢測出了脂肪,在餅干中檢測出了淀粉和蛋白質。
第5、6小組想知道日常飲品是否像廣告中所說的那么健康,于是他們選用馬鈴薯勻漿、可樂和脈動作為實驗材料,這里可樂本身的顏色可能會影響實驗結果的觀測,但是由于可樂的顏色是脫不掉的,所以它正好可以作為反面典型材料。實驗結果顯示:在馬鈴薯勻漿中檢測出了淀粉,可能還有脂肪,在脈動中檢測出了還原糖,而可樂由于本身顏色的影響,實驗結果不能確定。
三、關于實驗的幾點思考和改進
1.一般教師帶著學生做這個實驗,往往用的都是實驗室事先準備好的材料,而在上這節(jié)課第一課時時,筆者除了讓學生設計探究實驗,還布置任務,讓學生自帶生活常見中的一兩種生物材料,比如自榨的果蔬汁(如去皮的葡萄汁、蘋果汁等,要求榨汁后材料沒有顏色或者顏色很淺,不影響實驗的觀察)或者平時自己喝的飲料(同樣飲料本身不能帶顏色)、雞蛋、全脂牛奶和脫脂牛奶等等。實驗中發(fā)現(xiàn)學生往往對自帶的材料更感興趣,這樣極大地激發(fā)學生的學習興趣和做實驗的熱情,也能讓學生將生物學這門學科和我們的生活聯(lián)系在一起。探究實驗中要確保每個組所選的材料會用到斐林試劑、雙縮脲試劑、蘇丹Ⅲ染液和碘液這四種試劑,設置好對照實驗,并設計表格,方便實驗時填寫數(shù)據(jù)。在設計實驗的時候,讓每個學生至少設計一個上面的表格,這樣一方面學生更容易理解探究實驗中的單一變量原則和對照原則,另一方面方便記錄現(xiàn)象進行實驗結果的分析,通過一個組內結果的對比分析,可以讓學生得出哪些材料富含某種化合物,更適合做哪種實驗的結論。結合前面第二章第一節(jié)內容的學習,學生更加能理解理論上細胞中各類有機化合物多少都有,只是含量會有差別。
2.教材中,脂肪的檢測有兩種方法,但是向花生勻漿中添加蘇丹Ⅲ染液,無明顯現(xiàn)象,這個方法可以舍去。用顯微鏡觀察花生子葉切片,對學生來說最大的問題是如何把花生子葉切成薄片,書上說的徒手切片對學生來說操作起來比較煩瑣,而且不容易成功,可以改成用刀片從花生子葉的橫切面上進去刮取部分材料,然后染色,這樣操作更為簡便,效果也非常好。
3.關于生物組織中淀粉的檢測,可以利用生活中常見的材料。材料容易獲得,而且成本低廉。比如將少量的馬鈴薯或者紅薯制成勻漿,再用水進行稀釋;或者選擇淘米水也可用來做該實驗。
參考文獻:
[1]劉雪琴,李勇慧,張敏.2010.探究性教學在生物實驗中的應用.洛陽師范學院學報,29(2):177-179.
[2]母華強.2011.“還原糖及蛋白質的鑒定”實驗的學生探究活動.生物學教學,36(9):59-60.