高中生物實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中如何打造高效課堂

雷耀華

摘 要： 本實(shí)驗(yàn)要求學(xué)生利用不同顯色劑，嘗試檢測生物組織中的糖類、脂肪、蛋白質(zhì)和淀粉的方法。實(shí)驗(yàn)難度不大，但因檢測項(xiàng)目多，所需時(shí)間較長，很難在一節(jié)課內(nèi)完成。本文對一些檢測方法進(jìn)行簡化改進(jìn)，以期在有限的時(shí)間內(nèi)，更快、更高效地完成實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)三維目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞： 高中生物 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 高效課堂

1.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法

1.1還原糖的鑒定

1.1.1實(shí)驗(yàn)原理

斐林試劑為0.1g/mL的氫氧化鈉和0.05g/mL硫酸銅配制而成的淡藍(lán)色Cu（OH）■沉淀的懸濁液。Cu（OH）■與加入的葡萄糖在加熱的條件下，能夠生成磚紅色的Cu■O沉淀，而葡萄糖本身則氧化成葡萄糖酸。用斐林試劑鑒定還原糖時(shí)，溶液變化過程為：淺藍(lán)色→棕色→磚紅色沉淀。

1.1.2遇到的問題

①所需蘋果或梨的勻漿需要利用榨汁機(jī)提前制取，于課前分發(fā)至各實(shí)驗(yàn)小組，易產(chǎn)生褐變反應(yīng)，使顏色加深，影響實(shí)驗(yàn)效果；②若改為現(xiàn)場榨取，則存在耗時(shí)、安全性、清晰實(shí)驗(yàn)器具難度較大等問題。③直接利用勻漿檢測，不利于學(xué)生對“組織”這一概念的直觀認(rèn)知與理解，降低實(shí)驗(yàn)樂趣。

1.1.3實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

將蘋果或梨去皮，用刀片將切取的蘋果片或梨片切碎，直接放入試管后利用玻璃棒搗碎，加入適量剛配置好的斐林試劑，水浴加熱可改成酒精等直接加熱，片刻就可以看到試管內(nèi)的液體顏色變化為：藍(lán)色→橘黃色→深棕色→磚紅色。

優(yōu)點(diǎn)：直接利用新鮮蘋果或梨制成待測材料，不易產(chǎn)生較重的褐變反應(yīng)，還有助于加深學(xué)生對“組織”這一概念的直觀感受和理解；直接對試管加熱大大節(jié)約了時(shí)間；因被測材料含糖濃度較大，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯；每實(shí)驗(yàn)組只需一個(gè)蘋果或梨，即可滿足一個(gè)年級十幾個(gè)班對材料的使用需求，降低了實(shí)驗(yàn)成本。

不足：用玻璃棒不能完全將待測組織搗成勻漿，會殘留大小不等的碎塊；產(chǎn)生的沉淀不能完全沉入試管底部，會積累在碎塊的縫隙之間；由于未進(jìn)行稀釋，待測樣液含糖量較高，反應(yīng)產(chǎn)生的顏色較“磚紅色”深。

1.2脂肪的鑒定

1.2.1實(shí)驗(yàn)原理

蘇丹Ⅲ在脂肪中的溶解度比在酒精中的溶解度大，當(dāng)用蘇丹Ⅲ的酒精溶液處理含有脂肪的生物組織時(shí)，酒精中的蘇丹Ⅲ進(jìn)入脂肪中，將脂肪染成橘黃色。蘇丹Ⅲ染液遇脂肪的顏色反應(yīng)為橘黃色，蘇丹Ⅳ染液遇脂肪的顏色反應(yīng)為紅色。因?yàn)樘K丹Ⅳ染液與脂肪的親和力比較強(qiáng)，所以，染色的時(shí)間更短，一般為1min左右。

1.2.2遇到的問題

①花生浸泡時(shí)間太短，切片易發(fā)生碎裂或卷曲，浸泡時(shí)間太長，則組織太軟，切片不宜成形。②學(xué)生徒手切出高質(zhì)量的切片難度較大，因切片往往較厚，細(xì)胞層疊，影響染色與觀察效果。③花生組織較硬，不易將細(xì)胞壓散成薄層。因切片薄厚不均，利用顯微鏡尋找到理想的觀察位置，較為耗時(shí)。④因經(jīng)驗(yàn)不足，切片時(shí)易切破手指。⑤若利用花生種子勻漿，則不利于學(xué)生對“組織”這一概念的認(rèn)知與理解。

1.2.3實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1.2.3.1花生泥法。將浸泡過的花生種子橫切為兩半，利用刀片在切口上沿一個(gè)方向輕輕刮取少量糊狀花生泥，直接涂抹于載玻片中央，經(jīng)染色和漂洗后制成臨時(shí)裝片，在顯微鏡下觀察，可見到被著色的大小不等的球形脂肪油滴。

優(yōu)點(diǎn)：刮取花生泥難度較小，組織易分散開，染色效果好，易于觀察，還能加深對花生“組織”這一概念的理解。

不足：刮取的花生泥中多為破碎的細(xì)胞，觀察到的往往是大小不等的被染色的脂肪顆粒，較難觀察到完整的細(xì)胞及其中存在的脂肪顆粒。

1.2.3.2利用動物脂肪。取少量豬（注意穆斯林的宗教信仰問題）、?；蜓虻男迈r脂肪（俗稱的“肥肉”部分），利用刀片刮取或用剪刀剪下少許動物脂肪組織，直接置于載玻片中央，經(jīng)染色和漂洗后制成臨時(shí)裝片進(jìn)行觀察，很容易看到清晰完整的被著色的脂肪細(xì)胞。

優(yōu)點(diǎn)：動物脂肪組織較軟，細(xì)胞易分散開，染色效果好，顯微鏡下易觀察到被染色的完整的脂肪細(xì)胞；裝片制作簡單、迅速、安全，為觀察節(jié)約了時(shí)間；加深了對動物脂肪“組織”這一概念的認(rèn)知和理解；所需材料易得，耗時(shí)很少，節(jié)約成本。

不足：脂肪油脂較多，需要洗滌劑清洗手及實(shí)驗(yàn)用具。

1.3蛋白質(zhì)的鑒定

1.3.1實(shí)驗(yàn)原理

雙縮脲試劑的成分是質(zhì)量濃度為0.1g/mL的氫氧化鈉溶液和質(zhì)量濃度為0.01g/mL的硫酸銅溶液。在堿性溶液（NaOH）中，雙縮脲（H■NOC—NH—CONH■）能與Cu■作用，形成紫色或紫紅色的絡(luò)合物，這個(gè)反應(yīng)叫做雙縮脲反應(yīng)。由于蛋白質(zhì)分子中含有很多與雙縮脲結(jié)構(gòu)相似的肽鍵，因此，蛋白質(zhì)可與雙縮脲試劑發(fā)生顏色反應(yīng)。

1.3.2遇到的問題

①豆?jié){或鮮肝提取液需提前制取，易變質(zhì)腐敗，不宜存放，較難滿足一個(gè)年級三至五天的連續(xù)使用。②蛋清稀釋液易粘于試管內(nèi)壁，不易清洗。

1.3.3實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1.3.3.1用袋裝純牛奶替代豆?jié){。

優(yōu)點(diǎn)：使用方便，材料新鮮，不易變質(zhì)，材料易得，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。

不足：因不同品牌的純牛奶蛋白質(zhì)含量不同，增加了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的不可控性。

1.3.3.2利用大豆種子。將新鮮干大豆種子去皮，用刀片在子葉上沿一個(gè)方向輕刮數(shù)下，將刮下來的粉末置于載玻片中央，先滴加少量雙縮脲試劑A液混合均勻，再滴加少量雙縮脲試劑B液，充分混勻后蓋上蓋玻片，置于顯微鏡下可觀察到大小不等的圓形紫色顆粒。

優(yōu)點(diǎn)：材料易得，操作簡單，染色效果較好，加深對大豆“組織”概念的認(rèn)知與理解。

不足：制成的臨時(shí)裝片需用顯微鏡觀察，增加該項(xiàng)鑒定的難度。

1.4淀粉的鑒定

1.4.1實(shí)驗(yàn)原理

淀粉是白色無定形的粉末，通常由10%～30%的直鏈淀粉和70%～90%的支鏈淀粉組成。溶于水的直鏈淀粉借助分子內(nèi)的氫鍵卷曲成螺旋狀。如果加入碘酒，碘酒中的碘分子就嵌入到螺旋結(jié)構(gòu)的空隙處，并且借助范得華力與直鏈淀粉聯(lián)系起來，形成了一種分子量較大的絡(luò)合物，這種絡(luò)合物能夠比較均勻地吸收除了藍(lán)光以外的其他可見光，因此使淀粉呈現(xiàn)出藍(lán)色。

1.4.2發(fā)現(xiàn)的問題

①馬鈴薯勻漿需提前制取，淀粉顆粒極易沉淀，且黏度較大，不易攪拌，需在每次取液前充分?jǐn)嚢瑁駝t實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯。②制備的馬鈴薯勻漿易發(fā)生褐變反應(yīng)，使顏色加深，影響實(shí)驗(yàn)效果。

1.4.3實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

用刀片切下一小片新鮮馬鈴薯片，刮取少量糊狀組織涂于載玻片中央，滴加少量碘液，迅速就能看到被染成藍(lán)色的顆粒。如果時(shí)間允許，則最好制成臨時(shí)裝片至于顯微鏡下觀察，可以看到藍(lán)色的大小不等的球形淀粉顆粒。

優(yōu)點(diǎn)：取材方便，操作簡單，材料新鮮度高，染色效果明顯；顯微鏡下看到的藍(lán)色淀粉顆粒能加深學(xué)生對馬鈴薯“組織”富含淀粉的直觀認(rèn)知與理解。

不足：用顯微鏡觀察增加了實(shí)驗(yàn)難度。

2.實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的目的

2.1增加方便度

經(jīng)改進(jìn)后取材方便，操作簡單，降低耗材成本，實(shí)驗(yàn)效果明顯。

2.2提高新鮮度

所有實(shí)驗(yàn)所需材料都是現(xiàn)場制備，保持較高的新鮮度，提高了學(xué)生探究的興趣。

2.3加深認(rèn)知度

“組織”由形態(tài)相似、功能相同的一群細(xì)胞和細(xì)胞間質(zhì)構(gòu)成，直接使用勻漿弱化了對這一概念的理解，改進(jìn)后所有待鑒定材料均現(xiàn)場直接制取，有助于學(xué)生對不同材料組織中成分差異的直觀感受，加深對概念的理解。

2.4提升參與度

本改進(jìn)盡可能地減少了教師的“提前準(zhǔn)備”，盡量讓學(xué)生以主體的方式參與，體現(xiàn)新《課標(biāo)》精神，提高學(xué)習(xí)的樂趣和積極性。

3.注意問題

3.1增設(shè)教師演示實(shí)驗(yàn)

上課前，教師應(yīng)該將四個(gè)實(shí)驗(yàn)的正確結(jié)果分別展示在講臺或者屏幕上，并作扼要介紹，必要時(shí)可以作簡單模擬，使學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的地方，以便將自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與教師的演示作比較。

3.2注意安全

加熱試管中的溶液時(shí)，應(yīng)該用試管夾夾住試管上部，同時(shí)試管口不要朝向?qū)嶒?yàn)者，以免試管內(nèi)溶液沸騰時(shí)沖出試管，造成燙傷。使用刀片時(shí)注意力度，避免不必要的劃傷。

3.3注意對比

做還原糖和蛋白質(zhì)的鑒定實(shí)驗(yàn)時(shí)，預(yù)留一部分樣液，以便與鑒定后的樣液顏色變化作對比，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的直觀度和可信度。

3.4培養(yǎng)學(xué)生的分工合作能力

如當(dāng)每組兩個(gè)學(xué)生中的一個(gè)在對試管進(jìn)行加熱的時(shí)候，另一個(gè)學(xué)生可以準(zhǔn)備好下一個(gè)實(shí)驗(yàn)所需的材料，以便合理分配實(shí)驗(yàn)時(shí)間。當(dāng)一個(gè)學(xué)生制作臨時(shí)裝片時(shí)，另一個(gè)學(xué)生可以調(diào)試顯微鏡。完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，一個(gè)學(xué)生洗刷試管、清洗玻片和整理顯微鏡，另一個(gè)學(xué)生整理實(shí)驗(yàn)臺面和清理垃圾等。