高中生物實驗課教學中如何打造高效課堂

雷耀華

摘 要： 本實驗要求學生利用不同顯色劑，嘗試檢測生物組織中的糖類、脂肪、蛋白質和淀粉的方法。實驗難度不大，但因檢測項目多，所需時間較長，很難在一節課內完成。本文對一些檢測方法進行簡化改進，以期在有限的時間內，更快、更高效地完成實驗，促進三維目標的實現。

關鍵詞： 高中生物 實驗教學 高效課堂

1.實驗改進方法

1.1還原糖的鑒定

1.1.1實驗原理

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，溶液變化過程為：淺藍色→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提前制取，于課前分發至各實驗小組，易產生褐變反應，使顏色加深，影響實驗效果；②若改為現場榨取，則存在耗時、安全性、清晰實驗器具難度較大等問題。③直接利用勻漿檢測，不利于學生對“組織”這一概念的直觀認知與理解，降低實驗樂趣。

1.1.3實驗改進

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的液體顏色變化為：藍色→橘黃色→深棕色→磚紅色。

優點：直接利用新鮮蘋果或梨制成待測材料，不易產生較重的褐變反應，還有助于加深學生對“組織”這一概念的直觀感受和理解；直接對試管加熱大大節約了時間；因被測材料含糖濃度較大，實驗現象明顯；每實驗組只需一個蘋果或梨，即可滿足一個年級十幾個班對材料的使用需求，降低了實驗成本。

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；由于未進行稀釋，待測樣液含糖量較高，反應產生的顏色較“磚紅色”深。

1.2脂肪的鑒定

1.2.1實驗原理

蘇丹Ⅲ在脂肪中的溶解度比在酒精中的溶解度大，當用蘇丹Ⅲ的酒精溶液處理含有脂肪的生物組織時，酒精中的蘇丹Ⅲ進入脂肪中，將脂肪染成橘黃色。蘇丹Ⅲ染液遇脂肪的顏色反應為橘黃色，蘇丹Ⅳ染液遇脂肪的顏色反應為紅色。因為蘇丹Ⅳ染液與脂肪的親和力比較強，所以，染色的時間更短，一般為1min左右。

1.2.2遇到的問題

①花生浸泡時間太短，切片易發生碎裂或卷曲，浸泡時間太長，則組織太軟，切片不宜成形。②學生徒手切出高質量的切片難度較大，因切片往往較厚，細胞層疊，影響染色與觀察效果。③花生組織較硬，不易將細胞壓散成薄層。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。④因經驗不足，切片時易切破手指。⑤若利用花生種子勻漿，則不利于學生對“組織”這一概念的認知與理解。

1.2.3實驗改進

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方向輕輕刮取少量糊狀花生泥，直接涂抹于載玻片中央，經染色和漂洗后制成臨時裝片，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。

優點：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）、牛或羊的新鮮脂肪（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，經染色和漂洗后制成臨時裝片進行觀察，很容易看到清晰完整的被著色的脂肪細胞。

優點：動物脂肪組織較軟，細胞易分散開，染色效果好，顯微鏡下易觀察到被染色的完整的脂肪細胞；裝片制作簡單、迅速、安全，為觀察節約了時間；加深了對動物脂肪“組織”這一概念的認知和理解；所需材料易得，耗時很少，節約成本。

不足：脂肪油脂較多，需要洗滌劑清洗手及實驗用具。

1.3蛋白質的鑒定

1.3.1實驗原理

雙縮脲試劑的成分是質量濃度為0.1g/mL的氫氧化鈉溶液和質量濃度為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合物，這個反應叫做雙縮脲反應。由于蛋白質分子中含有很多與雙縮脲結構相似的肽鍵，因此，蛋白質可與雙縮脲試劑發生顏色反應。

1.3.2遇到的問題

①豆漿或鮮肝提取液需提前制取，易變質腐敗，不宜存放，較難滿足一個年級三至五天的連續使用。②蛋清稀釋液易粘于試管內壁，不易清洗。

1.3.3實驗改進

1.3.3.1用袋裝純牛奶替代豆漿。

優點：使用方便，材料新鮮，不易變質，材料易得，實驗現象明顯。

不足：因不同品牌的純牛奶蛋白質含量不同，增加了實驗現象的不可控性。

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方向輕刮數下，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。

優點：材料易得，操作簡單，染色效果較好，加深對大豆“組織”概念的認知與理解。

不足：制成的臨時裝片需用顯微鏡觀察，增加該項鑒定的難度。

1.4淀粉的鑒定

1.4.1實驗原理

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構的空隙處，并且借助范得華力與直鏈淀粉聯系起來，形成了一種分子量較大的絡合物，這種絡合物能夠比較均勻地吸收除了藍光以外的其他可見光，因此使淀粉呈現出藍色。

1.4.2發現的問題

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攪拌，否則實驗現象不明顯。②制備的馬鈴薯勻漿易發生褐變反應，使顏色加深，影響實驗效果。

1.4.3實驗改進

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色的顆粒。如果時間允許，則最好制成臨時裝片至于顯微鏡下觀察，可以看到藍色的大小不等的球形淀粉顆粒。

優點：取材方便，操作簡單，材料新鮮度高，染色效果明顯；顯微鏡下看到的藍色淀粉顆粒能加深學生對馬鈴薯“組織”富含淀粉的直觀認知與理解。

不足：用顯微鏡觀察增加了實驗難度。

2.實驗改進的目的

2.1增加方便度

經改進后取材方便，操作簡單，降低耗材成本，實驗效果明顯。

2.2提高新鮮度

所有實驗所需材料都是現場制備，保持較高的新鮮度，提高了學生探究的興趣。

2.3加深認知度

“組織”由形態相似、功能相同的一群細胞和細胞間質構成，直接使用勻漿弱化了對這一概念的理解，改進后所有待鑒定材料均現場直接制取，有助于學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

本改進盡可能地減少了教師的“提前準備”，盡量讓學生以主體的方式參與，體現新《課標》精神，提高學習的樂趣和積極性。

3.注意問題

3.1增設教師演示實驗

上課前，教師應該將四個實驗的正確結果分別展示在講臺或者屏幕上，并作扼要介紹，必要時可以作簡單模擬，使學生明確實驗改進的地方，以便將自己的實驗結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，應該用試管夾夾住試管上部，同時試管口不要朝向實驗者，以免試管內溶液沸騰時沖出試管，造成燙傷。使用刀片時注意力度，避免不必要的劃傷。

3.3注意對比

做還原糖和蛋白質的鑒定實驗時，預留一部分樣液，以便與鑒定后的樣液顏色變化作對比，增強實驗的直觀度和可信度。

3.4培養學生的分工合作能力

如當每組兩個學生中的一個在對試管進行加熱的時候，另一個學生可以準備好下一個實驗所需的材料，以便合理分配實驗時間。當一個學生制作臨時裝片時，另一個學生可以調試顯微鏡。完成實驗時，一個學生洗刷試管、清洗玻片和整理顯微鏡，另一個學生整理實驗臺面和清理垃圾等。