淺談高中生物必修一有關(guān)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和創(chuàng)新

肖三

摘 ?要：在新課改背景下，高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)秉承著學(xué)生綜合能力培養(yǎng)的重要任務(wù)，傳統(tǒng)的高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)不能滿足當(dāng)下的高中生物教學(xué)了，通過實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新，培養(yǎng)高中生的科學(xué)精神、創(chuàng)新能力成了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要目標(biāo)之一，對(duì)促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展，培養(yǎng)其生物核心素養(yǎng)具有積極意義。通過多年的教學(xué)實(shí)踐及較多文獻(xiàn)資料的查閱，通過反復(fù)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，發(fā)現(xiàn)教材中一些實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)材料及實(shí)驗(yàn)操作方面不太合理，需加以改進(jìn)和創(chuàng)新。該文結(jié)合自身的多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，提出了幾點(diǎn)有關(guān)高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和創(chuàng)新的嘗試，以提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的可行性、有效性。

關(guān)鍵詞：實(shí)驗(yàn)教學(xué) ?改進(jìn) ?創(chuàng)新 ?高中生物學(xué)

中圖分類號(hào)：G633.91 ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2019）06（b）-0084-02

1 ?實(shí)驗(yàn)《檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)》的改進(jìn)

在人教版高中生物教材必修一的18～19頁中有關(guān)于“檢測(cè)生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”，實(shí)驗(yàn)一般會(huì)分別選擇花生子葉、榨好的梨汁和稀釋的蛋清液作為材料，與蘇丹Ⅲ染液、斐林試劑和雙縮脲試劑反應(yīng)，通過相應(yīng)的顯色反應(yīng)分別進(jìn)行鑒別。這些實(shí)驗(yàn)材料作為鑒定對(duì)象本身沒有問題，但容易給學(xué)生造成認(rèn)知誤區(qū)：即花生子葉只有油脂，梨汁中只有還原糖，蛋清只含有蛋白質(zhì)。事實(shí)上，這3種生物組織中都含有糖類、脂質(zhì)和蛋白質(zhì)，在有機(jī)物種類上沒有差異，只是在數(shù)量上存在著顯著差異。因此，教師可考慮用全脂奶粉替代上述材料探究其中的脂肪、糖類和蛋白質(zhì)。另外，也可以在先向?qū)W生說明不同的植物器官的細(xì)胞中糖類、脂類、蛋白質(zhì)都有，只是有的富含其中的某一種之后，選取一些實(shí)驗(yàn)效果明顯的實(shí)驗(yàn)材料，如還原糖的檢測(cè)中用白心蘿卜或白洋蔥的組織樣液代替容易發(fā)生氧化呈褐色的蘋果組織樣液以及成本相對(duì)比較高的梨。脂肪檢測(cè)的實(shí)驗(yàn)材料可以用植物油或者肥肉替代實(shí)驗(yàn)效果不明顯的花生勻漿及考驗(yàn)切片技術(shù)且耗費(fèi)時(shí)間的花生子葉切片，這樣只需要用膠頭滴管滴1～2滴在濾紙上或者切肥肉，然后再進(jìn)行其他步驟的操作。蛋白質(zhì)檢測(cè)中可以用熟雞蛋清（ 蛋白質(zhì)變性后雖然空間結(jié)構(gòu)被破壞了，但是肽鏈間的肽鍵依然存在，使學(xué)生進(jìn)一步理解檢測(cè)原理是雙縮脲試劑與肽鍵發(fā)生反應(yīng)）;也可以用白蘿卜汁。

在此實(shí)驗(yàn)的操作過程中，用斐林試劑檢測(cè)還原性糖的存在時(shí)，操作一般是在盛有50℃～60℃溫水的大燒杯中水浴加熱至煮沸約2min，結(jié)果在實(shí)驗(yàn)中得到的是黑色氧化銅沉淀而不是預(yù)期的磚紅色的氧化亞銅沉淀的顏色。究其原因是：Cu2O極不穩(wěn)定，在緩慢水浴加熱的過程中被O2氧化生成CuO;再有，Cu（OH）2在緩慢水浴加熱過程中分解也生成CuO而失去與還原性糖發(fā)生氧化還原反應(yīng)的能力。因此可以改進(jìn)一下該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)條件：快速加熱至沸騰來替代水浴的緩慢加熱，這樣做不僅防止Cu2O被氧化也能防止Cu（OH）2的分解，能夠得到更好的實(shí)驗(yàn)效果。在檢測(cè)脂肪時(shí)，選擇植物油或肥肉作為實(shí)驗(yàn)材料后，如果將蘇丹Ⅲ染液濃度由0.1%改為0.2%，實(shí)驗(yàn)效果更明顯。

2 ?實(shí)驗(yàn)《觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布》的改進(jìn)

“觀察DNA和RNA在細(xì)胞中的分布”是高中生物學(xué)要學(xué)習(xí)的第二個(gè)觀察類實(shí)驗(yàn)，通過實(shí)驗(yàn)觀察，可幫助學(xué)生直觀感知細(xì)胞中的DNA和RNA的分布情況。但由于染色劑的成本高，并且根據(jù)課本提供的化學(xué)藥劑和實(shí)驗(yàn)方法很難獲得理想的實(shí)驗(yàn)效果。為此筆者以此實(shí)驗(yàn)為契機(jī)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性活動(dòng)，讓他們積極動(dòng)手、動(dòng)腦，主動(dòng)參與，小組間進(jìn)行討論、交流、合作，最終找到最佳的實(shí)驗(yàn)方案，體驗(yàn)到科學(xué)發(fā)現(xiàn)的快樂。

教材中以人的口腔上皮細(xì)胞作為實(shí)驗(yàn)材料，學(xué)生嚴(yán)格按照課本中的操作程序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)明顯達(dá)不到實(shí)驗(yàn)效果。筆者以此為契機(jī)，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，思考討論以下問題：（1）選用人的口腔上皮細(xì)胞為實(shí)驗(yàn)材料，可否簡化實(shí)驗(yàn)步驟？（2）使用洋蔥鱗片也內(nèi)表皮細(xì)胞替代口腔上皮細(xì)胞，效果如何？（3）使用不同濃度的HCI溶液處理，怎么樣？（4）分別使用1%的NaHCO3溶液進(jìn)行沖洗，哪種效果更好？（5）甲基綠吡羅紅染色劑的混染和分染比較，哪一種效果更好？

學(xué)生做實(shí)驗(yàn)探究之后，總結(jié)出：一般分染法（先用吡羅紅，再用甲基綠）優(yōu)于混染法;采用1%NaHCO3溶液沖洗比蒸餾水的效果強(qiáng);用2%的HCI溶液效果更好。最終確定實(shí)驗(yàn)方法如下：

（1）撕取洋蔥內(nèi)表皮，置于1滴2%HCL溶液中處理2min。

（2）吸水紙吸去HCL溶液，滴加1%NaHCO3溶液，而后吸水紙吸干，重復(fù)2～3次，直至不再產(chǎn)生氣泡。

（3）滴加1滴吡羅紅染劑1～2min，吸去染液并滴加蒸餾水，吸水紙吸干。

（4）滴加1滴甲基綠染色劑1min，蒸餾水洗去浮色后蓋片觀察。

3 ?實(shí)驗(yàn)《pH對(duì)酶活性的影響》的改進(jìn)

在必修一的第5章第1節(jié)“降低化學(xué)反應(yīng)活化能的酶”介紹酶的特性中涉及到“探究影響酶活性的條件”，此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)斐林試劑來檢測(cè)淀粉是否被催化水解為還原性糖，從而驗(yàn)證不同pH對(duì)酶活性的影響。但是在實(shí)驗(yàn)過程中，試管2：新鮮的淀粉酶溶液1mL+5%NaOH溶液1mL+可溶性淀粉溶液2mL，保溫，用碘液檢驗(yàn)無顏色變化，說明淀粉被水解了。難道在堿性條件下，淀粉酶催化淀粉水解了嗎？不是的，其實(shí)在堿性條件下淀粉酶已經(jīng)失活了。淀粉水解的原因是堿性可作為淀粉水解的催化劑，在NaOH的催化作用下，淀粉快速被水解。試管3：新鮮的淀粉酶溶液1mL+5%HCL溶液1mL+可溶性淀粉溶液2mL，保溫，用碘液檢驗(yàn)無顏色或紫色。如果保溫的溫度稍高（不影響酶活性，1號(hào)對(duì)照試管可知），則試管中加碘液呈無色，說明淀粉已被分解。而保溫較低，試管呈紫色。這說明了淀粉在酸性和加熱條件下被水解了。此實(shí)驗(yàn)有諸多的設(shè)計(jì)不合理的地方，需要重新創(chuàng)新和改進(jìn)。

創(chuàng)新：探索pH對(duì)過氧化氫酶活性的影響。

方法步驟：

（1）取3支潔凈的試管，編號(hào)1、2、3，并分別都裝入1mL的新鮮的肝臟研磨液。

（2）1號(hào)試管注入1mL的蒸餾水，2號(hào)和3號(hào)試管分別注入5%NaOH溶液和5%HCL溶液1mL。輕輕振蕩這3支試管，混勻。

（3）3～5min后，在以上的3支試管中都加入2mL3%的H2O2溶液。振蕩搖勻。

（4）觀察比較試管中產(chǎn)生氣泡的多少和快慢。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：

1號(hào)試管產(chǎn)生氣泡最多，反應(yīng)劇烈;2號(hào)和3號(hào)試管產(chǎn)生氣泡很少，幾乎沒有氣泡產(chǎn)生。

4 ?實(shí)驗(yàn)結(jié)論

過酸、過堿都會(huì)影響過氧化氫酶的活性，只有在適宜的pH值下過氧化氫酶才能發(fā)揮催化作用。總之，實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中生物教學(xué)的重要內(nèi)容，在新課程背景下教學(xué)地位更加凸顯，教師在組織實(shí)踐生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，不僅要重視實(shí)驗(yàn)原理和基礎(chǔ)知識(shí)的講解，高中生物學(xué)教師更應(yīng)認(rèn)真思考關(guān)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的問題，如把更多的實(shí)驗(yàn)主動(dòng)權(quán)交給學(xué)生，鼓勵(lì)他們將實(shí)驗(yàn)操作與現(xiàn)實(shí)生活相銜接，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的實(shí)踐性、互動(dòng)性和創(chuàng)新性，這樣才能更有效地開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，讓學(xué)生形成生物學(xué)核心素養(yǎng)，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)探究熱情，提升生物課堂效果，使學(xué)生真正成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)最大的受益者。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉紅.高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中存在的主要問題及改進(jìn)建議[J].生物學(xué)教學(xué)，2019，44（1）：75-76.

[2] 吳孝友，鄭小斌.高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)和創(chuàng)新的幾點(diǎn)嘗試[J].中學(xué)生物學(xué)，2019，35（2）：44-45.

[3] 梁皎.新課改下高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)之我見[J].新課程學(xué)習(xí)（學(xué)術(shù)教育），2013（2）：17.