黃 芳

(南京市棲霞區(qū)實(shí)驗(yàn)初級(jí)中學(xué) 江蘇南京 210046)

“食物在口腔內(nèi)的化學(xué)性消化”是蘇教版《生物學(xué)·七年級(jí)·下冊(cè)》第九章第二節(jié)“人體的消化與吸收”中的探究實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)內(nèi)容在《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022 版)》中隸屬“人體生理與健康”主題。七年級(jí)的學(xué)生對(duì)于“消化”積累了一定的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)基礎(chǔ),因此教師可以在咀嚼饅頭的真實(shí)情境下帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)探究實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘f(shuō)出口腔中的唾液淀粉酶可以促進(jìn)淀粉分解;學(xué)會(huì)從生活現(xiàn)象提出問(wèn)題,進(jìn)而通過(guò)科學(xué)探究初步形成基于證據(jù)和邏輯的思維習(xí)慣,做到獨(dú)立思考與判斷;關(guān)注消化作用對(duì)身體的影響,從而形成健康的飲食習(xí)慣,提升責(zé)任態(tài)度。但是依托教材推薦器材設(shè)計(jì)出的實(shí)驗(yàn)方案存在耗時(shí)長(zhǎng)、操作不便等客觀問(wèn)題,對(duì)培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于探索生命的奧秘以及教師課堂教學(xué)的整體框架構(gòu)建存在阻礙作用。本項(xiàng)目的教學(xué)嘗試對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn),不僅縮短了實(shí)驗(yàn)時(shí)間,取得了較好的實(shí)驗(yàn)效果;而且通過(guò)學(xué)生切身體驗(yàn)探究改進(jìn)的過(guò)程,有助于學(xué)生掌握一定的科學(xué)思維習(xí)慣和能力,并增加對(duì)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的興趣。

1 教材中指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題

教材中“探究指導(dǎo)”推薦的器材有試管、燒杯、溫度計(jì)、量筒、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、玻璃棒、饅頭、面粉(制作淀粉糊)和碘液等。第一個(gè)問(wèn)題是器材的選用。在推薦的器材中可以采集唾液的器材只能是試管或者燒杯?；诖饲疤?采集唾液的方法為口對(duì)著試管或者燒杯吐唾液。但此方法在實(shí)際課堂教學(xué)過(guò)程中,學(xué)生覺(jué)得不雅、不體面,甚至有點(diǎn)粗魯和尷尬。即使學(xué)生勉強(qiáng)同意,將口閉合,收縮腮部肌肉努力分泌唾液的樣子也會(huì)引其他學(xué)生哄笑。其次,唾液淀粉酶促進(jìn)淀粉分解需要適宜的溫度,教材推薦的酒精燈加熱法存在水溫不恒定,水溫不好控制在37 ℃的問(wèn)題。由于以上兩個(gè)問(wèn)題的存在,探究實(shí)驗(yàn)消耗的時(shí)間太長(zhǎng),對(duì)課堂教學(xué)整體進(jìn)度和構(gòu)建都存在阻礙作用,降低學(xué)生探索的興趣。因此,經(jīng)過(guò)多次探究實(shí)踐,提出如下實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案。

2 材料用具的改進(jìn)

2.1 采集唾液的器具改進(jìn)

本實(shí)驗(yàn)可以使用棉簽替代試管或者燒杯作為采集唾液的器具。分泌唾液的舌下腺和下頜下腺的開(kāi)口都位于舌下,學(xué)生可以直接將干凈的棉簽放入舌下采集唾液。這樣操作不僅方便,而且視覺(jué)上給人體面、舒適的感受,學(xué)生樂(lè)于參與。同時(shí),由于棉簽作為一個(gè)“異物”刺激口腔,非條件反射作用下學(xué)生的唾液腺不自主地分泌唾液,較教材方案相比,大大地提高了采集唾液的效率。

2.2 改用棉花球固定棉簽水浴加熱

原教材實(shí)驗(yàn)方案用試管收集唾液和淀粉糊,因此學(xué)生可以直接用試管夾夾取試管進(jìn)行水浴加熱。鑒于現(xiàn)在采集唾液的器具變成了棉簽,因此學(xué)生可以將棉花球固定棉簽于試管中(圖1)進(jìn)行水浴加熱。經(jīng)過(guò)教師操作演示后,學(xué)生操作熟練。教師引導(dǎo)學(xué)生注意棉簽的頭部盡量不用碰到試管管壁。

圖1 改進(jìn)后的唾液采集器具

2.3 水浴加熱器具的改進(jìn)

在實(shí)際探究過(guò)程中,學(xué)生使用教材中推薦的酒精燈加熱會(huì)導(dǎo)致燒杯內(nèi)的水溫不好控制,需要不時(shí)地補(bǔ)充冷水或者繼續(xù)加熱。同時(shí),還出現(xiàn)學(xué)生對(duì)酒精燈外焰、內(nèi)焰位置把控不準(zhǔn),加熱過(guò)程中水浴溫度忽高忽低從而導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗。此外,酒精燈的使用也存在用火安全隱患問(wèn)題。本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)過(guò)程中,教師曾嘗試使用實(shí)驗(yàn)室的恒溫水浴鍋替代酒精燈加熱,但是存在實(shí)際困難。一般情況下,一個(gè)中學(xué)實(shí)驗(yàn)室配備的水浴鍋只有1—2 臺(tái),每臺(tái)水浴鍋都需要連接電源,而實(shí)驗(yàn)室甚至是教室里都只有1—2 個(gè)插座。由于在實(shí)際操作中,水浴鍋的搬取、電源有無(wú)的問(wèn)題,教師綜合考慮最終舍棄了這一做法。經(jīng)過(guò)多次摸索,本改進(jìn)實(shí)驗(yàn)最后決定選用實(shí)驗(yàn)室配備的保溫壺作為水浴加熱的器具。依據(jù)保溫桶的保溫原理,教師可以在課前準(zhǔn)備溫水,以備課上使用。為確保唾液淀粉酶在37 ℃發(fā)揮較好的作用,水浴溫度需要高于37 ℃,經(jīng)過(guò)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)以及查閱資料最終確定,課前保溫壺中水的溫度設(shè)置為45 ℃能夠使實(shí)驗(yàn)在5 分鐘內(nèi)出現(xiàn)最好的實(shí)驗(yàn)效果。

3 探究步驟的改進(jìn)

3.1 實(shí)驗(yàn)材料加入的先后順序改進(jìn)

基于教材原有的“探究指導(dǎo)”,實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組均是分別先加入淀粉糊,后加入采集好的唾液。本次實(shí)驗(yàn)的教學(xué)基于前面材料用具的改進(jìn),將滴加順序調(diào)整為先加入采集好的唾液再加入淀粉糊。改進(jìn)原因如下:選用了棉簽采集唾液,不可能將取完淀粉糊的棉簽再放入舌下收集唾液,因此調(diào)整為先取唾液,后加入淀粉糊。

3.2 實(shí)驗(yàn)材料用量改進(jìn)

教材原有的“探究指導(dǎo)”中,1 號(hào)試管加入2 mL淀粉糊,再加入2 mL 唾液作為實(shí)驗(yàn)組,2 號(hào)試管同樣先取2 mL 的淀粉糊,再加入2 mL 清水作為對(duì)照組。但是基于前面的改進(jìn),棉簽的使用面積遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于試管的面積,因此用量2 mL 均改為2 滴。基于以上操作增加了材料用量少導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)失敗的可能性,在本實(shí)驗(yàn)的實(shí)際教學(xué)過(guò)程中,教師通過(guò)多次嘗試發(fā)現(xiàn)如果對(duì)照組滴加2 滴清水,不僅會(huì)稀釋原本用量不多的淀粉糊,而且會(huì)出現(xiàn)因?yàn)椴僮鞑划?dāng),淀粉糊隨著清水直接流走的現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)查閱資料,空白對(duì)照是條件對(duì)照的特殊情況,清水作為無(wú)關(guān)因素可以去除,因此教師對(duì)本實(shí)驗(yàn)做如下改進(jìn):1 號(hào)棉簽放入舌下采集唾液之后滴加2 滴淀粉糊作為實(shí)驗(yàn)組,2 號(hào)棉簽先不作任何處理之后滴加2 滴淀粉糊作為對(duì)照組。

3.3 實(shí)驗(yàn)材料滴加位置的改進(jìn)

基于唾液淀粉酶和淀粉發(fā)生反應(yīng)的面積減少的問(wèn)題,為了更大程度地提高實(shí)驗(yàn)成功率,本實(shí)驗(yàn)的教學(xué)利用在棉簽上做標(biāo)記的方法固定滴加材料的位置(圖2),實(shí)際操作演示視頻如圖3所示。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,學(xué)生在棉簽的標(biāo)記處滴加淀粉糊,水浴加熱后仍然在做標(biāo)記的位置滴加碘液。教師帶領(lǐng)學(xué)生操作后,實(shí)驗(yàn)成功率大大提升。

圖2 固定滴加材料位置的示意圖

圖3 實(shí)際操作演示視頻

4 改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)

(1)采集唾液的方法得體舒適,采集效率提高。(2)水浴溫度控制得當(dāng),減少酒精燈使用時(shí)可能帶來(lái)的安全隱患,操作方便;(3)減少實(shí)驗(yàn)材料的用量,減少浪費(fèi)。(4)大大地縮短了實(shí)驗(yàn)的時(shí)間,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率。(5)培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的思維習(xí)慣,增加學(xué)生樂(lè)于探索生命奧秘的興趣。