“檢測生物組織中的還原糖”實驗中分層次探究的應用

張惠麗

摘 要：“檢測生物組織中的還原糖”實驗是高中階段的第一個實驗，是后續實驗的理論基礎，但該實驗有一定的難度，為了讓不同基礎的學生都有相應的收獲，本案例中，教師基于探究活動的難易程度和學生的個體差別設置了分層次的探究過程，學生自主選擇探究層次，逐步領悟科學探究方法。

關鍵詞：還原糖實驗；分層次探究；課前準備

面向全體學生，倡導探究性學習是重要的課程理念。探究實驗不僅能使學生獲取一定知識，還可以使學生習得獲取知識的方法，提高解決問題的能力。在高中階段的第一個實驗中開展探究，可以提高學生學習生物的興趣。

根據探究活動的難易程度和學生參與探究程度的不同，本案例將一個定性驗證實驗，優化為一個分層次探究的探究性實驗。教師綜合教學時間、學生基礎、教學條件等因素，設置三個層次的探究活動，學生經過自我定位后自主選擇探究層次開展的實驗探究。

一、課前準備

1.設置三個層次（A、B、C為依次遞增的層次，C層次學生有更多的內容需要自己完成）的“探究活動流程”。

2.實驗材料：梨、西紅柿、甘蔗等現榨的含糖量、糖的種類和樣液顏色均不同的生物組織樣液；葡萄糖溶液；蔗糖溶液；斐林試劑（0.1 g/mL的氫氧化鈉溶液，0.05 g/mL的硫酸銅溶液）；試管若干，小量筒，試管架，試管夾，恒溫水浴鍋。

二、內容分析

1.教學目標：

（1）知識目標：嘗試用化學試劑檢測生物組織中的還原糖；了解還原糖在生物組織中的存在情況。

（2）能力目標：學習實驗探究的方法；遷移應用以及解決實際問題的能力；評價和報告實驗結果的能力。

（3）情感態度與價值觀目標：活動要自主選擇探究層次，學生可以學習如何將自己準確定位；探究中有個人任務和小組合作完成的任務，可以培養分工合作精神。

2.還原糖的鑒定原理：生物組織中常見的還原糖有葡萄糖、果糖、麥芽糖，它們的分子內都含有還原性基團（游離醛基或游離酮基），蔗糖為非還原性糖。用斐林試劑鑒定還原糖時，溶液的顏色變化過程為：藍色→棕色→磚紅色（沉淀），在一定范圍內，還原糖的含量和沉淀的多少呈正比關系。

三、探究過程

1.用葡萄糖溶液和蔗糖溶液做演示實驗，將實驗結果展示在講臺上，目的是幫助學生理解實驗原理，了解實驗設計的基本原則。

2.學生自我定位，選擇合適的探究層次。學生選好層次后再與同一層次的1～2位同學合作，按照本層次的“探究流程”進行探究。

3.探究流程：

（1）提出問題：哪些生物組織中富含還原糖？所提供的樣液中，哪種是最理想的實驗材料？（提供給A、B層次）

（2）作出假設：梨汁富含還原糖，是最理想的實驗材料。（提供給A、B層次）

（3）制訂計劃并實施實驗：選材要用含糖量較高、顏色白色或近于白色的植物組織，蘋果、梨最好。步驟一：取兩支試管，向試管內加入等量的（約2mL）生物組織樣液，一支試管做步驟二，另一支試管留待做參照用。步驟二：向試管內注入2mL新配置的斐林試劑，振蕩混合后放入沸水浴中加熱1-3min，觀察并記錄此過程中的顏色變化和試管中沉淀的多少。（提供給A、B層次）

（4）記錄結果：顏色變化：藍色→棕色→磚紅色沉淀；還原糖的含量和沉淀的多少呈正比關系。（提供給A層次）

（5）實驗結論：哪些實驗結果與你的預測相同或不同？（提供給A層次）

（6）討論：

①鑒定的原理是什么？選材該注意什么？（提供給A、B、C層次）

②為什么斐林試劑的兩種溶液先混合后再使用？（提供給 A、B、C層次）

③實驗設計的基本流程有哪些？要遵循哪些原則？（參考答案：對照性原則、隨機性原則、單變量原則等）（提供給A、B、C層次）

④判斷：甘蔗莖的薄壁組織、甜菜的塊根等，都含有較多的糖且近于白色，因此可用于進行可溶性還原糖的鑒定，對嗎？（參考答案：甘蔗和甜菜的組織中含有大量的蔗糖，蔗糖是非還原糖。）（提供給B、C層次）

⑤通過對斐林試劑中兩種溶液的化學方程式計算，哪種溶液過量，為什么如此配制？（參考答案：氫氧化鈉溶液過量，因為氫氧化銅與還原糖在堿性條件下加熱才能發生反應，反應機理是堿和親核試劑進攻缺電子的碳。）（提供給C層次）

⑥設計：糖尿病病人的尿液中含有大量的葡萄糖，請用你所學的知識設計實驗證明葡萄糖的存在。（提供給B、C層次）

四、教學反思

1.分層次探究能真正體現“面向全體學生”的新課程理念，學生在得到充分認可的基礎上自發進行探究，可以最大限度地調動積極性，同時也解決了學生自身差異問題。

2.組織探究活動要有明確的教學目標，要有值得探究的問題或研究任務，要有民主的師生關系和求真求實的氛圍。

3.探究活動的選擇和設計應符合學生的認知發展水平。

4.指導型的探究和部分探究適合于學習概念原理，而開放型的探究則有利于培養探究能力。本案例中既要學習檢測還原糖的原理和方法，又要培養學生的探究能力，所以，教師在課堂上如何把握指導和開放，顯得尤為重要。

參考文獻：

宋繼強，徐英.生物組織中還原糖鑒定實驗的探究[J].生物學通報，2007（7）.