小議一節(jié)高三生物實驗課的設(shè)計

吳雪姍

摘要：生物學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科，是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的學(xué)科。其核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。而生物實驗的操作是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵，但是，由于各方面原因，生物實驗在教學(xué)中很少開展，尤其是在高三畢業(yè)年級。針對此問題，本人就一節(jié)高三生物實驗課的設(shè)計進(jìn)行探討，以期促動更多的實驗課能積極開展起來。

關(guān)鍵詞：高三;生物實驗課;蛋白質(zhì)鑒定

中圖分類號：G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A???? 文章編號：1992-7711（2018）19-067-2

一、探討背景

生物學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科，是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的學(xué)科。其核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任①。而生物實驗的操作是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。但是在高三，有關(guān)生物實驗的知識點和解題技巧往往只會大量印刷成冊，發(fā)給考生背！背！背！許多學(xué)校，除了在高一偶爾做一兩次操作簡單的實驗外，其它的年級幾乎是不做實驗的，尤其是高三。高三，考試測驗都來不及，怎么可能再花課時去做實驗?zāi)?？?/p>

如此的紙上談兵，如何體現(xiàn)和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)精神？！因此在為高校選拔人才時，高考注重的是對學(xué)生生物學(xué)基本素養(yǎng)和實驗?zāi)芰Φ目疾?，尤其是以課本為基礎(chǔ)而進(jìn)行的知識遷移和探究能力?？纯礆v年的考綱中對實驗操作能力的要求，再研究一下歷年各個地區(qū)的生物高考題，我們老師都會發(fā)現(xiàn)，如果學(xué)生沒有真正親自動手實踐過，紙上談兵的記憶根本無法靈活使用，甚至因為沒有感性認(rèn)識，對實驗知識點的記憶都比較困難。所以，再忙，也別忘了做實驗！

當(dāng)然，高三學(xué)生的復(fù)習(xí)時間的確有限，而且高考是對學(xué)生能力的綜合性的考查，所以在高三復(fù)習(xí)的實驗課上，不能簡單重復(fù)課本上的知識點和實驗操作步驟，而應(yīng)更注重知識的綜合和探究技能的鼓勵！

所以，下面將以本人實際開設(shè)的一堂高三實驗課為例，探討一下高三實驗復(fù)習(xí)課的設(shè)計和效果。如有不足之處，歡迎批評指正！

二、實驗課堂設(shè)計和教學(xué)過程

本節(jié)課以必修一的蛋白質(zhì)鑒定實驗為基礎(chǔ)，設(shè)計改為探究不同條件下的處理情況。這樣設(shè)計既能提高高三學(xué)生的實驗操作技能和對步驟的熟練程度，也能讓學(xué)生進(jìn)一步理解實驗原理，會綜合運用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題，相關(guān)結(jié)論可以成為高考實驗復(fù)習(xí)的材料。

1.實驗教學(xué)目標(biāo)

●知識目標(biāo)

（1）簡述生物組織中蛋白質(zhì)的鑒定方法

（2）說出雙縮脲試劑的使用方法

（3）推斷不同理化處理方法后，蛋白質(zhì)變性發(fā)生的是哪一結(jié)構(gòu)層次

●技能目標(biāo)

嘗試用不同理化方法處理蛋白質(zhì)后，根據(jù)鑒定后的現(xiàn)象，進(jìn)而分析相關(guān)原因并進(jìn)一步探究。

●情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)

通過設(shè)計和完成探究實驗的過程，讓學(xué)生養(yǎng)成遇事多思考，提升不怕困難的信心。

2.實驗教學(xué)重難點

重點內(nèi)容：（1）復(fù)習(xí)蛋白質(zhì)鑒定的實驗方法和操作步驟

（2）設(shè)計不同理化方法處理蛋白質(zhì)后再用雙縮脲試劑進(jìn)行鑒定觀察現(xiàn)象

難點內(nèi)容：（1）推斷不同理化處理方法后，蛋白質(zhì)變性發(fā)生的是哪一結(jié)構(gòu)層次

（2）根據(jù)鑒定后的現(xiàn)象，進(jìn)而分析相關(guān)原因并進(jìn)一步探究。

3.實驗原理

（1）蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑→紫色顏色反應(yīng)

（2）在含有蛋白質(zhì)的生物材料里，加入NaOH溶液后，試管中的溶液呈堿性，肽鍵與Cu2+形成紫色的復(fù)雜化合物

（3）食鹽、HCL、酒精、高溫會使蛋白質(zhì)變性;嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能夠分解蛋白質(zhì)。

4.實驗器材

牛奶、雙縮脲試劑、蒸餾水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%食鹽、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%HCL、體積分?jǐn)?shù)為95%冷酒精、嫩肉粉、試管、試管夾、試管架、燒杯、酒精燈、量筒、天枰等

5.實驗教學(xué)過程

（1）新課導(dǎo)入：呈現(xiàn)一道常錯題，引出實驗需求。

（2）讓學(xué)生利用現(xiàn)有試劑和器材分組分別完成實驗設(shè)計，并討論完善實驗步驟（要考慮對照、單一變量、重復(fù)性原則）。

（3）學(xué)生動手操作實驗

（4）實驗現(xiàn)象及分析：

①實驗現(xiàn)象：

②學(xué)生分析結(jié)論及再探究：

實驗分析結(jié)論1：

食鹽、酒精、高溫會使蛋白質(zhì)變性，但主要改變空間結(jié)構(gòu)，沒有破壞肽鍵，所以仍呈現(xiàn)紫色。

但有學(xué)生實驗過程提出酒精可否改為濃度75%常見的醫(yī)用（消毒）酒精，因為這是常用來殺死微生物的最佳濃度，有可能是對蛋白質(zhì)影響最明顯的？！

也有部分同學(xué)提出實驗用食鹽成分不單一，可否考慮單一無機(jī)鹽對蛋白質(zhì)的影響？！

●進(jìn)一步探究：

添加實驗組：2mL牛奶+2mL體積分?jǐn)?shù)為75%醫(yī)用酒精溶液，振蕩混勻，加雙縮脲試劑，觀察現(xiàn)象。

分析得出結(jié)論：75%醫(yī)用酒精溶液對蛋白質(zhì)的影響與體積分?jǐn)?shù)為95%冷酒精溶液基本一致的。

添加實驗組：2mL牛奶+2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%氯化鈉溶液，振蕩混勻，加雙縮脲試劑，觀察現(xiàn)象。

分析得出結(jié)論：食鹽對蛋白質(zhì)的影響與等濃度氯化鈉溶液基本一致的

實驗分析結(jié)論2：

HCL作為酸，會使蛋白質(zhì)變性。對于不出現(xiàn)紫色原因有一部分同學(xué)結(jié)論是酸破壞肽鍵，而無法形成紫色絡(luò)合物;

還有一部分同學(xué)認(rèn)為HCL中和了雙縮脲試劑A（0.1g/mLNaoH），所以雙縮脲試劑無法發(fā)揮作用。

●進(jìn)一步探究：

2mL牛奶+2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%HCL溶液，充分振蕩，并放置10分鐘，再加入等體積和濃度的NaoH中和試管中的酸，再加入雙縮脲試劑，觀察現(xiàn)象：

分析得出結(jié)論：鹽酸的確會破壞蛋白質(zhì)肽鍵，影響紫色顯色反應(yīng)生成。

實驗分析結(jié)論3：

嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶，可以水解蛋白質(zhì)，破壞肽鍵。

但是該組實驗仍呈現(xiàn)紫色。學(xué)生考慮木瓜蛋白酶本質(zhì)也是蛋白質(zhì)，紫色的出現(xiàn)很有可能由于木瓜蛋白酶引起。

●進(jìn)一步探究：

學(xué)生向2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%嫩肉粉溶液加入與實驗組等量雙縮脲試劑，溶液呈現(xiàn)紫色，證明上述觀點。（照片）

作為高三的學(xué)生，本組實驗中有同學(xué)立刻聯(lián)系到選修一酶的固定化技術(shù)，但經(jīng)過小組討論教材上所提供的包埋法不適合小分子酶，學(xué)生查找文獻(xiàn)設(shè)計用石英砂來吸附木瓜蛋白酶做一個簡易的反應(yīng)柱（學(xué)生利用針筒、吸管、濾紙制作），比較處理后的前后現(xiàn)象差異（裝置圖）;

分析得出結(jié)論：嫩肉粉可以破壞肽鍵，影響紫色顯色反應(yīng)生成。

同時也有同學(xué)認(rèn)為，木瓜蛋白酶并不能水解牛奶中所有種類蛋白質(zhì)中的肽鍵，可能存在一定的特異性，該觀點由學(xué)生進(jìn)一步查閱相關(guān)文獻(xiàn)

（5）學(xué)生小結(jié)：

1.蛋白質(zhì)通過利用雙縮脲試劑進(jìn)行鑒定

2.不同理化條件處理下，蛋白質(zhì)被破壞的結(jié)構(gòu)層次不一定相同，效果也有所差異

3.通過實驗可以表明雙縮脲試劑可以鑒定蛋白質(zhì)，但不能證明蛋白質(zhì)是否具有功能活性。

6.課堂評價

整節(jié)課中，學(xué)生們很興奮，很積極，而且出乎老師意料的利用各種所學(xué)過甚至沒學(xué)過的思路對實驗進(jìn)行各種設(shè)計和拓展，思維的活躍就如同高考試卷上的新題的思路那么跳躍。所以我認(rèn)為該實驗課的開展的確可以既幫助高三學(xué)生鞏固復(fù)習(xí)基本理論和基本操作，同時拓展和綜合了相關(guān)知識點，增強(qiáng)其實驗探究和操作能力，幫助他們對一些高考實驗題的理解，可謂一舉多得。且本節(jié)課在區(qū)里公開開展后也頗受好評。

三、小結(jié)反思

其實，很多時候?qū)W生的實驗課沒有開展起來并不是因為課時緊張，而且我們做教師的對實驗的不重視，認(rèn)為背一背知識點就行了。而這種像對待文科一樣對待理科的生物教學(xué)，是無法讓學(xué)生對實驗知識點有感性的認(rèn)識，從而大大降低學(xué)生對生物學(xué)的興趣。而興趣卻又是學(xué)習(xí)的最佳動力。尤其是面臨高考的高三學(xué)生，興趣不僅可以促進(jìn)他們在枯燥的高三復(fù)習(xí)過程中主動投入課堂，更可以幫助他們打開思維，學(xué)會解決問題，這不也正是我們老師希望他們在高考考場上發(fā)揮出來的能力嗎？！

同時，我們很多老師只是簡單地讓學(xué)生重復(fù)課本上的基礎(chǔ)實驗操作，甚至就是用多媒體給學(xué)生看看實驗視頻以作演示，而不愿花時間專門設(shè)計一節(jié)綜合性的高效的實驗課，也是實驗課的低效表現(xiàn)。尤其在高三，學(xué)生會覺得這種實驗課浪費復(fù)習(xí)時間，還不如不做。

所以，為了高三學(xué)生在有限的復(fù)習(xí)時間里提高實驗?zāi)芰Γ黾訉W(xué)習(xí)興趣和動力，我們教師再忙，也要靜下心來認(rèn)真研究一堂實驗課，把基礎(chǔ)與創(chuàng)新融合，把設(shè)計與操作貫通，然后讓我們的學(xué)生親自參與。次數(shù)不一定多，但一堂實驗課里呈現(xiàn)的綜合性一定要體現(xiàn)出來。我相信通過這樣的實驗課程，高三學(xué)生的生物學(xué)基本素養(yǎng)和實驗?zāi)芰咏呖歼x拔的要求，成績也會因此有所突破。這就是所謂的“磨刀不誤砍柴工”呀！