楊朝釗
摘 要:實驗教學是生物教學必不可少的部分。在教學過程中,教師結(jié)合教學的實際情況,適當對實驗材料和操作流程進行改進,可以節(jié)省實驗成本、節(jié)約教學時間和突出實驗效果,同時還可以培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力,加深學生對知識點的鞏固和理解,培養(yǎng)學生的思維和動手能力,使課堂教學和實驗教學有機高效地結(jié)合起來,達到事半功倍的效果。
關(guān)鍵詞:高中生物;實驗教學;改進策略
在生物教學中,實驗教學的重要地位日益凸顯,它不僅是進行理論研究的重要依據(jù),同樣是學生獲得感官印象的重要途徑。通過近年高考命題趨勢看,設計實驗思路和完成相關(guān)試題已經(jīng)成為高考熱點之一。因此,新教材中加大了實驗個數(shù)和比例;同時教師在教學過程中注重實驗教學,培養(yǎng)學生的實驗能力。“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”是高中生物的重要實驗,各省高考題中出現(xiàn)的頻率都比較高,在實際實驗教學中,本人對該實驗的實驗材料選擇、操作流程進行了部分改進。通過改進,明顯縮短了實驗時間,實驗效果提升明顯,學生加深了對該實驗知識點的理解,有效促進了課堂理論教學,對培養(yǎng)學生的實驗創(chuàng)新起到了一定作用。
一、還原糖鑒定實驗改進
還原糖是生物組織中常見的有機物,多為單糖或二糖。如葡萄糖、果糖和麥芽糖。用斐林試劑、班氏試劑和銀氨溶液均能檢測生物組織中是否存在還原糖。斐林試劑 (甲液:質(zhì)量濃度為0.1g/mL
NaOH溶液,乙液:質(zhì)量濃度為0.05g/mLCuSO4溶液,二者等比例混合后,現(xiàn)配現(xiàn)用。即生成淡藍色Cu(OH)2沉淀),Cu(OH)2與還原糖在50~65℃水浴條件下,生成磚紅色Cu2O沉淀。實驗過程中溶液的顏色變化過程為:淺藍色→棕色→磚紅色(沉淀)。對還原糖進行檢測時,為顯色實驗,即需觀察反應物顏色變化。因此,需注意如下原則:第一是實驗材料的選擇,顏色過深的材料不宜使用,比如,紅葡萄汁、西瓜汁等。第二是要求實驗效果明顯,就是還原性糖含量多,還原性糖較少,實驗效果差。甘蔗汁也不合適,甘蔗種含量最多的是蔗糖。第三是實驗材料易獲取。鑒定使用的材料為蘋果或梨勻漿,在制備過程中需要用果汁機或其他設備獲取,操作復雜。如使用鮮荔枝汁或白葡萄汁只需用紗布過濾即可,可以明顯縮短準備時間,同時獲得的待測液顏色較淺,近似白色,實驗效果明顯。該過程需將待測液試管放入盛有50~65℃溫水大燒杯中加熱約2 min,通過觀察溶液的顏色變化推斷結(jié)果。在實際教學中,可將燒杯換成恒溫水浴鍋,在鍋內(nèi)放入較小的鐵質(zhì)試管架供待測樣品試管水浴即可。這樣改進的目的可避免使用酒精燈對燒杯進行加熱,很大程度上排除了安全隱患。同時恒溫水浴鍋能保持溫度恒定,確保實驗的準確性。
二、脂肪鑒定實驗改進
對生物組織中的脂肪進行檢測時,脂肪鑒定大致步驟:(1)取材:花生種子(實驗前浸泡3h~4h),去皮,將子葉用刀片切成薄片。(2)染色:選取薄而透明且均勻薄片,在實驗材料上滴2~3滴蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液,染色1min,去浮色。(3)制片:制成臨時裝片。(4)觀察:使用低倍鏡找到脂肪滴,然后轉(zhuǎn)換高倍鏡觀察材料染成的顏色。實驗過程中需注意:(1)選擇含脂肪較高的材料,如花生。(2)實驗關(guān)鍵是徒手切片的質(zhì)量,即單層細胞、薄而透明的理想薄片。(3)染色時間不能太長,過長會使其他部分被染色。
在實驗實際操作中,需花很長時間完成脂肪鑒定。實驗需進行切片,學生對切片技術(shù)掌握不熟練,切片成功率不高,并非單層細胞理想薄片,學生操作具有一定的危險性。因此,在實際教學過程中對該方法進行一些改進,具體如下:選擇顏色較淺相對透明的大豆油(黃色)作為脂肪鑒定材料,顯色試劑選擇蘇丹Ⅳ染液(可將脂肪染成紅色)。通過對實驗材料和試劑的更換,使脂肪的鑒定實驗操作更加簡單,還可以使學生更好地區(qū)分蘇丹Ⅲ染液和蘇丹Ⅳ染液能將脂肪染成不同顏色。
三、蛋白質(zhì)鑒定實驗改進
在生物組織中檢測蛋白質(zhì)進行時,需要將組織樣液按照順序添加進行檢測,雙縮脲試劑 (A液:質(zhì)量濃度為0.1g/mL NaOH溶液,B液:質(zhì)量濃度為0.01g/mL CuSO4溶液),先向待測液滴加A液1mL,再滴加B液3~4滴。二者在使用過程中與斐林試劑使用的成分一致,只是濃度和比例不一樣,可告知學生蛋白質(zhì)鑒定原理為:Cu2+在堿性(OH-)條件下能與蛋白質(zhì)發(fā)生紫色綜合反應,即發(fā)生了紫色反應。人教版的實驗教學中,待測的材料常用為豆?jié){(乳白色),可以在實驗完成蛋白質(zhì)的鑒定,但需要消耗的試劑量較多才能觀察到明顯的實驗結(jié)果。故在實驗中使用稀釋的蛋清作為實驗材料能彌補上述不足。稀釋的蛋清蛋白質(zhì)含量高,顏色較淺,更易顯色。
生物是一門以實驗為基礎的自然科學,生物科學的發(fā)展離不開科學實驗。教師應加強創(chuàng)新、提升課堂駕馭能力,把實驗改進創(chuàng)新與課堂教學高效結(jié)合起來,推動實驗在教學過程中的重要作用。當然,推動和完善教師實驗創(chuàng)新能力,這對教師對于教材體系的把握、教學時間的掌控能力等方面都有更高層次的要求。在實驗過程操作中,教師為主導,學生為主體,應做到不盲目、有序、實驗課堂氣氛活躍等。因此,要保證實驗教學效果,教師在進行實驗前應精心準備實驗,盡量預見各種突發(fā)情況,特別是安全性問題。同時,在教科書中缺乏相應的說明,沒有講清楚的實驗原理教師應該針對這個知識點增加實驗探究過程,激發(fā)學生的思維能力,理解實驗原理和操作流程。通過與學生的探究和實驗,能夠增加學生對于實驗的感性認識,培養(yǎng)動手能力和探究意識,讓學生學有所思、學有所成。
參考文獻:
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