摘 要:通過一道創(chuàng)新的教師實驗技能比賽試題,剖析比賽選手存在的問題,對該實驗涉及的問題提出了討論。
關(guān)鍵詞:實驗技能;比賽試題;討論;啟示
眾所周知,實驗考查的比重在高考中較大,而實驗教學(xué)往往是各個學(xué)校的薄弱環(huán)節(jié),教師的實驗素養(yǎng)是決定性因素之一。為了充分調(diào)動大概念教學(xué)背景下的教師開展實驗教學(xué)探究的積極性,鼓勵教師對實驗方法和教學(xué)設(shè)計進(jìn)行改進(jìn)創(chuàng)新,提高教師的實驗技能,提升實驗教學(xué)的水平和育人效果,各省、市都會舉行教師實驗技能比賽,以期達(dá)到以賽促練的目的。筆者以評委的身份,親歷整個比賽過程,看似普通的試題,暗藏玄機,值得品味。
1 試題再現(xiàn)[ 1 ]
實驗試題:探究花生種子是否含有還原糖或脂肪
比賽要求:(1)15分鐘內(nèi)設(shè)計并完成實驗,脂肪的鑒定須通過臨時切片。(2)正確選擇實驗儀器、實驗試劑、實驗藥品。(3)簡要說出實驗原理與操作要領(lǐng)。(4)正確分析實驗結(jié)果,得出實驗結(jié)論。
評分細(xì)則:探究花生種子是否含有還原糖。(1)正確選擇實驗材料(5分)。選擇錯誤一項扣2分,直至扣完。(2)簡要說出基本原理(10分)。(3)實驗操作過程:①加入組織液樣2mL;②加入0.1g/mLNaOH溶液和0.05g/mLCuSO4溶液各1mL(等體積混合均勻);③50~65℃水浴加熱;④觀察顏色變化。操作錯誤每步扣3分,未說明要領(lǐng)扣3分。(4)正確分析實驗結(jié)果,得出實驗結(jié)論。不科學(xué)扣4分,實驗結(jié)論不正確扣6分,未完成的不得分。探究花生種子是否含有脂肪的評分細(xì)則(1)(2)(4)同上,(3)實驗操作過程:①制作臨時裝片;②染色3min;③洗去浮色;④高倍鏡下找到脂肪液滴,觀察顏色。
正確選材:探究花生種子是否含有還原糖:[0.1g/mLaNOHN溶液和0.05g/mLCuSO4溶液(干擾項為0.1g/mLCuSO4溶液),水浴鍋,花生勻漿,量筒,試管(有刻度),滴管。探究花生種子是否含有脂肪:雙面刀片,濕花生(干擾項為干花生),蘇丹Ⅲ,顯微鏡,載玻片,蓋玻片,毛筆,50%酒精,鑷子,紗布,蓋玻片,吸水紙,培養(yǎng)血。
2 選手存在問題及分析
盡管參賽教師在比賽前做了充分的準(zhǔn)備,但在緊張的比賽氛圍下,錯誤百出,歸納如下。
2.1 未能在要求時間內(nèi)完成
原因主要有:時間安排不合理,“等待”浪費時間,講解廢話多,介紹過細(xì),操作過于認(rèn)真。因有兩個實驗,脂肪的檢測中要進(jìn)行染色3min后才能繼續(xù),有的選手就干等著,站著不動也不說。說明選手缺乏比賽經(jīng)驗,臨場應(yīng)變能力不足。有的選手在介紹操作時過細(xì),平時學(xué)生易犯的錯誤都一一說出,如拿載玻片注意不能拿兩面,應(yīng)拿兩側(cè)邊緣;花生應(yīng)用大拇指、食指、中指三指捏住,大拇指應(yīng)略低,以防切傷手指;蘇丹Ⅲ染色3min,如果是蘇丹Ⅳ只要1min;詳細(xì)介紹顯微鏡的結(jié)構(gòu)、安放及使用要點等。這種拿評委當(dāng)學(xué)生的講解是不恰當(dāng)?shù)淖龇?。有的選手操作過于認(rèn)真,洗量筒和試管時,每次都要洗3遍,嚴(yán)重浪費了寶貴時間,應(yīng)當(dāng)避免。為了不浪費時間能限時完成實驗,本次比賽的兩個實驗一定要交叉進(jìn)行,切不可獨立完成。比較合理的做法,可以先做脂肪的鑒定,在染色3min時,進(jìn)行還原糖的鑒定操作,等染色時間到時回到脂肪的鑒定;或先做還原糖的鑒定,做到水浴加熱時進(jìn)行脂肪鑒定的操作,一段時間后再觀察水浴的顏色變化。
2.2 審題不清,只完成一半任務(wù)
一組6個選手中出現(xiàn)2人審題錯誤,只做了脂肪的鑒定,沒做還原糖的鑒定。只做一個實驗,最好只能得50分。盡管評委組長友情提示“測試題在桌面上,請看清題目再回答”,但仍有選手只瞄了一眼就開始作答,導(dǎo)致誤認(rèn)為只要鑒定其中一種即可。命題者的命題意圖,破除選手的思維定勢,一看到花生就想到用于脂肪的鑒定,不會想到可用于還原糖的鑒定。
2.3 操作不規(guī)范
用滴管滴入試管時,傾斜、直接接觸試管壁;在載玻片上滴蒸餾水時,滴的過多;顯微鏡操作不規(guī)范,如換高倍鏡時用手直接接觸高倍物鏡而不是轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換器;試管沒用試管夾就直接放在水浴鍋里加熱,套試管夾由上往下套;染色后沒用酒精洗去浮色;水浴時間不夠,過早拿出試管。這些是學(xué)生易犯的錯誤,教師照樣犯錯。
2.4 實驗思路混亂,操作動作不熟
實驗思路不清的選手,語言表達(dá)不流暢,動作嚴(yán)重遲疑不連貫。如,鑒定還原糖的原理說成用蘇丹III來鑒定;兩次配制斐林試劑,第一次過早配,一會兒要用到的時候,用語言解釋“要現(xiàn)用現(xiàn)配”,故又配了一次;有的選手,一開始就取兩個載玻片并擦拭好,后來只用了一片,說明沒想清楚為什么要取兩個載玻片,是想做對照實驗,后來又想到不用。
3 對試題的討論
3.1 試題及評分存在的問題及改進(jìn)
(1)為了選手不犯審題不清的低級錯誤,試題的題目應(yīng)改為“探究花生種子是否含有還原糖和(、)脂肪”;(2)在比賽要求中應(yīng)給分提示,讓選手有取舍依據(jù),精力側(cè)重在分值較大的點上;(3)評分細(xì)則應(yīng)改為表格式,評分時一目了然;(4)比賽評分表應(yīng)與評分細(xì)則一致,便于評委的評分,如評分表上的實驗設(shè)計對應(yīng)的是評分細(xì)則的材料的選擇;(5)顯微鏡的使用應(yīng)給予一定的分值,否則顯微鏡操作錯誤而不能扣分,有的選手一放上載玻片,就馬上看到了清晰的物像,因為上一個選手沒復(fù)原,但因害怕顯微鏡的使用被扣分,選擇重新做一遍。
3.2 脂肪鑒定染色一定要3min嗎
若染色時間過長,則洗去浮色不易;若染色時間不夠,難于著色。但實際上不是這樣的,有一選手一染色完就馬上進(jìn)行下一步的操作,染色時間極短,但鏡檢時效果是最好的。是不是染色時間一定要像人教版必修1教材P-19中所描述的3min呢?為此,特地去做了對照實驗,染色時間分別是30s、60s、90s、120s、150s、180s、210s、240s。結(jié)果是除了240s浮色不好洗外,其他的均能清楚看到橘黃色脂肪微滴,只是顏色深淺有別而已。
3.3 還原糖的鑒定一定要用0.05g/mLCuSO4溶液嗎
斐林試劑和雙縮脲試劑是都含有NaOH和CuSO4的溶液,最主要差別在于加入的CuSO4溶液的濃度和作用不同,鑒定還原糖用的是0.05g/mLCuSO4溶液。斐林試劑是0.1g/mLNaOH溶液+0.05g/mLCuSO4溶液,作用是生成新制Cu-(OH)2,具有一定的氧化性,因此可被還原糖還原成Cu2O(磚紅色沉淀)。雙縮脲試劑是0.1g/mLNaOH溶液+0.01g/mLCuSO4的混合液溶液,作用是使蛋白質(zhì)在堿性環(huán)境下與銅離子發(fā)生絡(luò)合反應(yīng),生成紫色絡(luò)合物。斐林試劑使用時是將NaOH溶液和CuSO4溶液混合均勻后加入,而雙縮脲試劑必須先加NaOH溶液后加CuSO4溶液。從Cu(OH)2化學(xué)分子式看,OH-與Cu2+的個數(shù)比為2:1,故選手若誤選0.01g/mLCuSO4溶液,Cu2+濃度過低,產(chǎn)生的Cu(OH)2量少,爾后反應(yīng)生成的Cu2O少,磚紅色沉淀現(xiàn)象不明顯,雖也能檢測出還原糖,但效果不是太好。
3.4 花生勻漿水浴后出現(xiàn)紫色,能否證明花生種子中含不含有還原糖
有幾個選手,花生勻漿水浴后都出現(xiàn)了紫色,因沒有看到磚紅色沉淀,故判斷花生種子中不含還原糖。鑒定還原糖時,選手用的都是0.1g/mL的NaOH溶液+0.05g/mL的CuSO4溶液,因時間緊,都沒有進(jìn)行充分的混勻,有的選手甚至沒有振蕩混合。在這種情況下,可能就創(chuàng)造了堿性環(huán)境,發(fā)生了絡(luò)合反應(yīng),出現(xiàn)了紫色。但花生種子中也有可能含有少量的還原糖,磚紅色沉淀在紫色的干擾下無法辨認(rèn),而且濃度過大的CuSO4溶液(0.05g/mL),溶液本身呈藍(lán)色,故用花生種子鑒定是否含有還原糖不可取。實驗因其特殊性,命題時要先進(jìn)行預(yù)實驗,了解實驗可能出現(xiàn)的情況,避免評分的不確定性。如有的命題者,“想當(dāng)然”地認(rèn)為甘蔗汁里只有蔗糖,沒有還原糖,不能與斐林試劑發(fā)生磚紅色沉淀。
4 對教師的啟示
本課題研究發(fā)現(xiàn),基于自主學(xué)習(xí)的大概念教學(xué)背景下,教師不能只會教材中的實驗,要加強研究組合式、選材式、設(shè)計式等創(chuàng)新實驗。從選手比賽整體上看,如果只考查教材中原本的實驗,都能熟練地演示,但如果遇到一些創(chuàng)新的變化試題,臨場就會因緊張而操作失誤。只有多學(xué)習(xí)生物學(xué)專業(yè)期刊上刊登的實驗改進(jìn)文章,多積累操作技巧,增強應(yīng)變能力,才能在比賽中脫穎而出。只有教師實驗創(chuàng)新了,學(xué)生才能創(chuàng)新實驗。只有教師的實驗素養(yǎng)提高了,視野開拓了,眼界高了,才能有效提高學(xué)生實驗與探究能力。
參考文獻(xiàn):
[1]呂國裕.生物學(xué)教師實驗技能大賽的試題分析及思考[J].生物教學(xué)教學(xué),2016(2):72-73.