測定果蔬中維生素C含量的實驗教學(xué)改革

梁云貞 董佩佩 黃秋嬋

摘要：通過生物化學(xué)實驗教學(xué)的改革，強(qiáng)調(diào)實驗預(yù)習(xí)環(huán)節(jié)，實施探究式教學(xué)方式，突出學(xué)生主體地位，提高學(xué)生自主設(shè)計和完成實驗操作的能力，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新應(yīng)用能力，提高實驗教學(xué)效果。

關(guān)鍵詞：維生素C；預(yù)習(xí)；探究式教學(xué)；學(xué)生主體地位

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）02-0279-02

一、引言

隨著生物技術(shù)的迅速發(fā)展，生物化學(xué)實驗已經(jīng)成為生物科學(xué)領(lǐng)域的一門獨(dú)立課程，生物化學(xué)實驗技能的掌握對學(xué)生理解生命科學(xué)、學(xué)習(xí)生物相關(guān)課程都十分必要。實驗教學(xué)對學(xué)生理解生物化學(xué)的基礎(chǔ)理論知識以及掌握生物化學(xué)實驗的原理和操作技術(shù)均有幫助，還可以激發(fā)學(xué)生的科研興趣，為以后學(xué)生申報大學(xué)生創(chuàng)新實驗項目做準(zhǔn)備[1-3]。實踐教學(xué)改革對于應(yīng)用型人才的培養(yǎng)，要培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和動手操作實踐能力。在生物化學(xué)實驗課程教學(xué)中如何提高學(xué)生的實驗技能，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)應(yīng)用能力，使其能夠直接適應(yīng)社會相應(yīng)職業(yè)與崗位的需求，更好地為地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展服務(wù)，需要在每一項具體的生物化學(xué)實驗中加強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)[2]。通過《生物化學(xué)》第7章維生素與輔酶的理論教學(xué)，學(xué)生獲得了維生素C的相關(guān)知識，維生素C在機(jī)體中執(zhí)行重要的生理功能，如果缺乏會導(dǎo)致壞血??；維生素C還具有很強(qiáng)的抗氧化活性，可促使氧化型的谷胱甘肽還原為還原型谷胱甘肽，從而可以還原細(xì)胞膜的脂質(zhì)過氧化，保護(hù)細(xì)胞膜不被自由基破壞，有抗衰老的作用。但維生素C是水溶性維生素，不能在體內(nèi)貯存，必須經(jīng)常從食物中補(bǔ)充，而維生素C廣泛存在于新鮮的蔬菜和水果中，如何有效獲得維生素C，哪些蔬菜和水果中維生素C的含量較高，可以通過不同果蔬中維生素C的定量測定實驗而使學(xué)生掌握正確補(bǔ)充維生素C的方法。

二、課前要求學(xué)生預(yù)習(xí)，完成實驗預(yù)習(xí)報告

傳統(tǒng)的實驗教學(xué)是先由教師對實驗?zāi)康摹⒃?、操作步驟等內(nèi)容進(jìn)行講解，學(xué)生被動接受知識，按照教師的設(shè)計操作，缺乏自主學(xué)習(xí)與思考，教學(xué)效果不理想。本實驗教學(xué)中，在課前布置預(yù)習(xí)任務(wù)，提前布置學(xué)生獨(dú)立設(shè)計關(guān)于2，6-二氯酚靛酚法定量測定果蔬中維生素C含量的實驗方案。通過文獻(xiàn)查閱，學(xué)生知道目前測定維生素C含量的方法有很多，如碘量法、2，6-二氯酚靛酚法、分光光度法、高效液相色譜法、毛細(xì)管電泳法、原子吸收光譜法等。結(jié)合實驗室的條件及已掌握的實驗技術(shù)，讓學(xué)生選擇2，6-二氯酚靛酚法測定新鮮果蔬中的維生素C含量，此方法的優(yōu)點(diǎn)是無需特殊儀器，操作簡單，快速準(zhǔn)確。由學(xué)生完成預(yù)習(xí)報告，課前教師檢查，并將預(yù)習(xí)報告完成情況記入學(xué)生的實驗平時成績。由于預(yù)習(xí)報告納入平時成績，學(xué)生會認(rèn)真完成。通過預(yù)習(xí)，學(xué)生能夠較好地理解本實驗的原理，通過生物化學(xué)理論課程相關(guān)的維生素C的教學(xué)，學(xué)生已經(jīng)知道了維生素C是一種天然的抗氧化劑，具有很強(qiáng)的還原性。維生素C有還原型和氧化型，維生素C的兩種結(jié)構(gòu)可以相互轉(zhuǎn)化，還原型維生素C能還原染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP），本身則發(fā)生脫氫氧化反應(yīng)成為氧化型；而氧化型維生素C在還原劑的作用下發(fā)生加氫反應(yīng)成為還原型。本實驗中的染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）是一種氧化劑，可以被還原型維生素C還原，染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）溶液的配制用蒸餾水作為溶劑，滴加0.01mgl/mL的NaOH溶液4—5滴，在堿性溶液中染料呈藍(lán)色。但是在酸性溶液條件下，染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）呈現(xiàn)紅色，而當(dāng)染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）被還原則呈無色，所以用弱堿的藍(lán)色染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）溶液滴加到酸性的還原型維生素C溶液，染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）被還原呈無色，只有當(dāng)溶液中所有的還原維生素C全部與染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）反應(yīng)轉(zhuǎn)化為氧化型維生素C，再滴加的染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）沒有發(fā)生還原反應(yīng)，則在酸性的溶液中染料呈現(xiàn)紅色，所以以藍(lán)色的2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）染料滴加到酸性維生素C溶液呈現(xiàn)微紅色為滴定的終點(diǎn)。

三、實驗內(nèi)容與生活實際密切聯(lián)系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

維生素C廣泛存在于新鮮的蔬菜和水果中，如何有效獲得維生素C，哪些蔬菜和水果中維生素C的含量較高，在實驗材料的準(zhǔn)備上，教師可以準(zhǔn)備幾種不同的新鮮水果，還可以讓學(xué)生準(zhǔn)備平時自己愛吃的水果進(jìn)行維生素C的含量檢測，由于是對自己愛吃的水果進(jìn)行檢測，學(xué)生會好奇自己喜歡的水果能否有效補(bǔ)充維生素C，因此可以有效提高學(xué)生對實驗的興趣。

四、變驗證實驗為探究實驗，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新應(yīng)用能力

在傳統(tǒng)的維生素C含量的定量測定實驗是驗證性實驗，實驗內(nèi)容和實驗步驟由教師設(shè)計好，實驗試劑也由教師和實驗員準(zhǔn)備好，學(xué)生按部就班進(jìn)行操作，記錄實驗結(jié)果，完成實驗報告。實驗中學(xué)生缺乏獨(dú)立思考和創(chuàng)新鍛煉。實施探究式教學(xué)方式可以培養(yǎng)學(xué)生的自主能力，在實驗教學(xué)過程中開展探究式教學(xué)，即在教師指導(dǎo)下，讓學(xué)生自主選擇實驗材料或?qū)嶒灧椒?，在探索中形成自己的研究思路，并對結(jié)果進(jìn)行分析。指導(dǎo)學(xué)生在預(yù)習(xí)報告中自行設(shè)計實驗方案，寫出實驗操作流程，上課前將設(shè)計好的實驗方案給教師審核，修改方案至可行。教師可以提出與實驗相關(guān)的問題給學(xué)生思考，如從新鮮果蔬中提取維生素C的溶劑可以用純水嗎？學(xué)生可以選擇用酸水和純水進(jìn)行維生素C的提取，進(jìn)行對比實驗以確定同一種水果中的維生素C在不同的溶劑中測得維生素C含量的變化，通過對比實驗得知維生素C在酸性溶液中穩(wěn)定。為什么要進(jìn)行空白對照實驗？它有何作用及如何進(jìn)行呢？學(xué)生通過空白滴定，得知1%或2%的草酸溶液與具有還原染料的能力，通過空白對照實驗，減掉草酸溶劑的還原力，消除了溶劑的影響，使學(xué)生知道如何通過設(shè)置空白對照來消除溶劑的干擾，減少實驗誤差。

五、突出學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立分析與解決問題的能力

教學(xué)方法改變由教師講解演示、學(xué)生重復(fù)模仿的授課模式，可以在進(jìn)行實驗前，由教師根據(jù)學(xué)生的預(yù)習(xí)情況，由教師抽選學(xué)生到講臺講解本次實驗的目的和原理，實驗的操作流程以及實驗過程中的主要注意事項等，教師對學(xué)生講解不清楚的內(nèi)容加以補(bǔ)充，然后由學(xué)生獨(dú)立完成實驗操作。教師對學(xué)生設(shè)計的實驗方案進(jìn)行分析，并且對其作相應(yīng)修改，由學(xué)生獨(dú)立配制試劑，在從進(jìn)行材料處理、具體實驗操作流程、實驗數(shù)據(jù)的記錄到結(jié)果分析的各環(huán)節(jié)都獨(dú)立完成，使學(xué)生在實驗過程中得到較多的實際鍛煉，增強(qiáng)學(xué)生獨(dú)立科研的能力。在整個實驗實施過程中，突出學(xué)生的主體地位，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主實驗，教師在實驗過程中要善于啟發(fā)學(xué)生自主觀察及獨(dú)立分析實驗現(xiàn)象，對學(xué)生在實驗中發(fā)現(xiàn)的問題啟發(fā)學(xué)生獨(dú)立思考，學(xué)會分析問題產(chǎn)生的原因及如何解決。要求學(xué)生思考為何整個滴定實驗操作過程要迅速，每個滴定過程一般不超過2分鐘。這是因為還原型抗壞血酸也可以被空氣中的氧所氧化。每個滴定實驗所用的染料的量不應(yīng)小于1ml或多于4ml，如果滴定樣品含維生素C所用的染料太多或太少則說明樣品溶液中維生素C的含量太高或太低，此時讓學(xué)生思考通過什么方法可以使滴定實驗所用的染料的量不應(yīng)小于1ml或多于4ml，讓學(xué)生自己思考得出可酌情增減樣液用量或改變提取液稀釋倍數(shù)的方法。

六、結(jié)語

通過強(qiáng)調(diào)要求學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，在預(yù)習(xí)報告中設(shè)計實驗的操作方案，在上課過程中要求學(xué)生獨(dú)立完成實驗過程，課后認(rèn)真完成實驗報告，等等環(huán)節(jié)，發(fā)揮學(xué)生在實驗教學(xué)中的主體地位作用，使學(xué)生在實驗教學(xué)過程中得到較多的實踐煅練，培養(yǎng)了他們獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。

參考文獻(xiàn)：

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Abstract：Through biochemistry experiment teaching reform，emphasize the preview link，the implementation of inquiry-based teaching methods，highlight the status of the student to improve students' ability of independent design and complete experiment operation，cultivating students' innovative application ability，improve the effect of experiment teaching.

Key words：vitamin C；preview；research-style teaching；student status