對“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗的改進

山東 丁文才

“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”是人教版生物必修1第2章第1節《細胞中的元素和化合物》中的實驗，其目的是使學生在掌握構成細胞的主要有機物的基礎上，讓學生嘗試用化學試劑檢測生物組織中的還原糖、脂肪和蛋白質。

1.改進實驗的原因

1.1 實驗現象不明顯且存在安全隱患

教材中關于檢測生物組織中脂肪的實驗材料是花生種子。筆者按照教材要求進行了預實驗，卻發現實驗現象不明顯，教學效果不理想。由于花生種子不容易切片，且剛剛進入高中的學生切片技能不熟練，導致花生種子的切片薄厚不均勻、實驗現象不明顯、成功率較低，且學生在切片過程中存在安全隱患。

1.2 實驗過程煩瑣

本實驗要檢測的有機物種類有3類，但有若干種生物檢測材料；本實驗又屬于探究實驗，因此，課堂教學任務重，學生操作過程中往往出現手忙腳亂，難以完成全部實驗內容，教學效果一般。

1.3 實驗效果不方便教學

學生在進行顯色觀察時，教師不方便指導教學。特別是教師在查看觀察結果和進行指導時，必須逐個查看；并且學生的實驗現象不方便分享、交流，因此，教師必須要進行單獨指導，教學任務大、教學效果一般、教學效率低。

2.實驗的改進

2.1 實驗材料的改進

2.1.1 還原糖鑒定實驗材料的改進

筆者按照教材要求準備實驗材料蘋果，經過洗凈、削皮、切塊、研磨、過濾等步驟獲得蘋果勻漿，大約需要5 min的時間，耗時費力，得到的蘋果勻漿只有10 mL，并且獲得的蘋果勻漿在5 min后就會變成棕黃色，干擾了對實驗現象的觀察。通過查閱資料得知，蘋果勻漿變色的原因是蘋果中含有多酚類物質，同時含有氧化酶，在氧化酶催化下的多酚可被空氣中的氧氣氧化為褐色和黑色的醌類化合物。

另外，筆者在查閱資料的過程中發現葡萄和荔枝中還原糖含量很高。經過不斷地嘗試，發現葡萄汁的提取方法更加簡單（選取一顆葡萄，撕去外表皮，用一小塊紗布包裹果肉，再稍加擠壓，即可獲得接近無色的葡萄組織液，收集在小燒杯中）。一顆葡萄大約能提取3 mL葡萄汁，由于其中還原糖含量高，可稀釋10倍至30 mL待用。實驗成本低，且實驗效果非常好。

2.1.2 脂肪鑒定實驗材料的改進

富含脂肪的材料都可以作為本實驗的實驗材料，如花生種子、蓖麻種子、豬油等。筆者考慮到本實驗是學生進入高中階段剛剛接觸的第一個正規實驗，可以通過降低實驗的難度來提高學生對生物的興趣，增強學生學習生物的信心，因此決定用取材更方便、操作更簡單、成功率更高、安全性更強的豬油作為脂肪鑒定實驗的實驗材料。

通過對實驗材料的改進，降低了實驗操作的難度；鼓勵學生自帶實驗材料，增強了實驗的探究性。從課堂實驗后的教學效果調查來看，這種改進不僅節省了教學時間，也在一定程度上提高了學生對生物的興趣，教學效果較好。

2.2 實驗設備的改進

2.2.1 顯微鏡的改進

學生在進行脂肪的檢測與鑒定實驗時，需要使用顯微鏡進行觀察。教師在查看觀察結果和進行指導時，必須逐個查看、指導。這種教學方式工作量大，教學效率低。為改變這種教學方式，嘗試將智能手機應用于顯微鏡的觀察中。

利用手機支架將手機固定在顯微鏡的目鏡上（見圖1），打開手機攝像頭，調整鏡頭至正好可以觀察到顯微鏡的物象為止。將裝片固定在顯微鏡上，調整顯微鏡，即可通過手機觀察到實驗現象（見圖2），拍照、保存實驗現象。通過顯微鏡和智能手機的重新組合有利于教師的教學和學生的展示交流。

圖1

圖2

2.2.2 互動課堂的構建

學生利用智能手機拍攝實驗過程和實驗現象，可以利用微信傳輸到電腦的屏幕上，然后在投影儀的屏幕上呈現出來。教師可以對學生的觀察結果進行及時、有針對性的指導，并且使其他學生間接地獲得知識和技能。互動課堂的構建有利于學生實驗成果的展示交流和教師指導教學。

通過對實驗設備的改進，增強了實驗教學的互動性，體現了“互聯網+”的教學理念。從課堂實驗后的教學效果調查來看，這種改進可以大大提高教學效率，同時也增強了學生學習生物的興趣。

3.其他改進

為了增強實驗的探究性，筆者鼓勵學生自帶實驗材料，如礦泉水、雪碧、冰糖雪梨等飲料。學生根據教材的實驗方式探究不同實驗材料中有機物的種類，將實驗結果填寫在課前發放的實驗報告中（表1）。

表1 實驗報告表

筆者在講授這節課時發現，教材要求的加熱方式為水浴加熱，溫度為50～65℃。學生在進行實驗時發現熱水浴加熱可以縮短還原糖顏色變化的時間。筆者經過多次試驗，發現在80～90℃的熱水浴下實驗效果最佳，顏色變化時間為40 s，而溫水浴加熱的顏色變化時間為2 min。利用熱水浴加熱可以明顯縮短實驗的顯色時間，提高學生實驗探究的效率。

因為實驗過程中需要用到酒精燈，所以在實驗開始前就要強調酒精燈的使用規范和安全問題，實驗過程中發現不規范的操作行為要及時糾正。

通過對原有實驗的創新能夠起到優化實驗的目的，有助于增強學生學習生物的積極性，有助于提高學生的參與意識，對于學生獲取生物知識與技能、滲透勇于探索及實事求是的科學精神和科學態度都有很大的好處，更加有助于提高學生的生物核心素養及中學生核心素養。在實驗過程中學生提出的很多問題也是教師不斷進步的動力源泉。