“維生素C 的檢測”創新實驗教學設計

許剛強 楊小慶 敖永權

（重慶市第十一中學校 重慶 400061）

為貫徹落實《教育部關于加強和改進中小學實驗教學的意見》文件精神，根據《教育部基礎教育司關于舉辦第八屆全國中小學實驗教學說課活動的通知》要求，為進一步深化課程改革，推動實驗教學改革與創新，為培養中、小學教師實驗教學能力、實驗操作技能和動手實踐能力，激發教師創新思維和創新意識，同時為廣大教師提供學習交流的機會，從而引領年輕教師專業成長，重慶市教育委員會開展了重慶市第4 屆中、小學教師實驗教學說課暨創新實驗操作活動。本文以“維生素C 的檢測”為例，介紹基于科學探究的教學創新嘗試。

1 教材實驗分析

本實驗選自北師大版初中生物學7 年級下冊第4 單元“生物圈中的人”中第8 章“人體的營養”的第1 節“人類的食物”。7 年級學生不具備有關食物中營養成分的物理學、化學知識，開展“鑒定食物中的營養成分”實驗有一定難度。教材提供的維生素C 溶液是由維生素C 藥片溶解所得，而非來自食物，食物中是否存在維生素C？這需要通過設計實驗進行驗證，從而培養學生用科學方法解決實際問題的能力[1]。

2 實驗教學目標

1）科學思維、科學探究：學生體驗“維生素C的檢測”實驗，可激發學生奇心和求知欲，以及培養學生的團隊合作精神和創新精神；通過學生對實驗中發現的現象進行分析歸納，形成科學思維，并運用科學的思維方法認識事物、解決實際問題，從而培養學生的科學思維習慣和能力。

2）生命觀念：基于實驗結果，形成珍愛生命的觀念，逐步養成良好的生活衛生習慣，確立積極健康的生活態度。

3）社會責任：樹立責任意識，識別身邊的虛假宣傳和無科學依據的傳言，并指導解決生產和實踐中的具體問題，使生物學學科核心素養在教學中落地生根。

3 實驗內容設計

經反復研究與實踐，對原有實驗進行整合、改進。

3.1 巧用注射器簡化實驗流程 用注射器代替試管、量筒作為實驗器材，如圖1 所示。利用注射器上的刻度，可更為準確地吸取實驗藥品，將2 個注射器連接，推動活塞可使2 種液體充分混合，比直接使用試管振蕩液體更為安全有效。

圖1 改進后的注射器實驗儀器

通過改進實驗器材，緊密結合學生的日常生活，既能讓學生感受到科學就在身邊，又能激發其探究興趣，學以致用[2]。

3.2 設計能級遞進活動，逐步培養學生的科學探究能力 本節課設計了3 個活動：①探究維生素C 的特性；②探究水果中的維生素C；③探究蔬菜中的維生素C。依次從單一分析實驗現象→按給定實驗方案完成實驗→設計并完成實驗。

3.3 以小組為單位進行合作探究，促進深度學習 學生以小組為單位進行合作學習，相互啟發、相互鼓勵、取長補短，圍繞學習主題，積極參與探究，體驗實驗成功并獲得結果的喜悅。

4 實驗方法設計

本實驗教學涉及以下2 個實驗方法：

1）實驗觀察法。觀察顏色變化，類比推理食物中可能含有維生素C，啟發學生借助實驗獲取證據，培養實事求是的科學態度。

2）合作探究法。依托分組實驗，學生自主討論，分組交流，積極思考，教師逐步引導學生通過合作，自主探究檢測不同食物中的維生素C，從而化解對實驗現象的疑惑。

5 實驗教學過程

5.1 情境引入，探究維生素C 的特性 學生觀看教師做的一個小實驗：淀粉溶液加入碘伏后變藍，再加入維生素C 藥片后藍色消失，作出假設“維生素C 能發生褪色反應”。教師引導學生根據提供的注射器、淀粉、碘液、維生素C 藥片、蒸餾水等實驗材料，設計活動1：探究維生素C 的特性。學生3 人一組合作：①查閱實驗資料，如何配制加碘淀粉溶液？②實驗操作；③記錄實驗現象。學生通過分析活動1 的實驗結果，得出：維生素C 能發生褪色反應。實驗現象如圖2 所示。

圖2 探究維生素C 特性的實驗現象

5.2 對比分析，探究水果中的維生素C 學生觀看另一個小實驗：淀粉溶液加入碘伏后變藍，再加入橙汁后藍色消失，并作出假設“橙汁中可能含有維生素C”。學生根據教師提供的注射器、淀粉、碘液、臍橙、檸檬、梨、獼猴桃等實驗材料，設計活動2：探究水果中的維生素C。學生3 人一組合作：處理實驗材料、實驗操作、記錄實驗現象。學生通過分析活動2 的實驗結果，得出：水果中可能含有維生素C。實驗現象如圖3 所示。

圖3 探究水果中的維生素C 的實驗現象

5.3 對比實驗，探究蔬菜中的維生素C 教師提前準備好常見的蔬菜汁，讓學生自主選擇實驗材料，設計活動3：探究蔬菜中的維生素C。學生通過分析活動3 的實驗結果，得出：蔬菜中可能含有維生素C。實驗現象如圖4 所示。

圖4 探究蔬菜中的維生素C 的實驗現象

5.4 歸納概括，總結提升 學生經實驗探究得出：維生素C 能發生褪色反應，新鮮的水果、蔬菜中可能含有維生素C。實驗通過“小魔術”引入，激發學生的探究興趣；巧用注射器，簡化操作流程，使探究更行之有效；選用生活中常見的材料，可使學生關注實際生活中的生物學知識，體現了課程標準中科學知識源于生活、用于生活的理念，具有實用性原則；教師提供了多樣化的實驗材料，學生可自主選擇，擴展了學生的探究空間，讓探究更具靈活性、開放性。

5.5 拓展延伸，開闊視野 學生對實驗結論“新鮮的水果、蔬菜中可能含有維生素C”中的“可能”提出疑問，經小組合作探討、思維碰撞后提出問題：蔬菜、水果中是否含有能發生褪色反應的其他物質？教師引導學生回顧科學探究過程，重點讓學生說出設計實驗的思路。還有學生提出實驗材料的顏色，例如，青椒汁、胡蘿卜汁的顏色較深，是否會影響實驗效果？本實驗有優點，也存在不足，學生自己提出問題，有利于批判性思維的滲透，同時拓展維生素C 在生產、生活中的應用，形成健康生活的意識。

6 效果與評價

本實驗教學簡化實驗裝置、操作流程，高效有趣；材料充分，激發學生自主設計的興趣，并可進行多樣化選擇；對教材現有實驗進行補充，使學生探究有成效、有深度、有廣度；拓展延伸，思維碰撞，學生勇于提出質疑，并應用于實踐。同時，小組合作探究，可相互監督，相互學習，增強了自主性。學生通過親歷科學探究實驗，提升了生物學學科核心素養。在此基礎上，還可進一步開發能激發學生興趣的研究課題，例如，通過記錄使加碘淀粉溶液褪色的用量，判斷不同水果、蔬菜中維生素C 的含量，讓學生自己設計實驗方案、記錄實驗結果等。