顧曉芹

1 教材分析及設(shè)計(jì)思路

人教版“生物組織中糖類、脂肪和蛋白質(zhì)”中提到的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)試劑以及實(shí)驗(yàn)方法明確具體，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯，是高一學(xué)生理解物質(zhì)鑒定原理、掌握實(shí)驗(yàn)操作技能的一個(gè)基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)試劑較多、選材豐富、實(shí)驗(yàn)步驟操作嚴(yán)謹(jǐn)，初學(xué)者對(duì)實(shí)驗(yàn)原理理解不透徹，會(huì)有很多疑問。因此，筆者讓學(xué)生充分提出自己的質(zhì)疑，教師收集問題后通過對(duì)話，與學(xué)生一起對(duì)有價(jià)值的問題進(jìn)行歸類;然后，組織學(xué)生分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在學(xué)生探究中指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)操作準(zhǔn)確規(guī)范進(jìn)行;最后，在全班的討論交流中對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行深度分析和評(píng)價(jià)。整個(gè)教學(xué)過程中貫穿著“質(zhì)疑—對(duì)話—探究—評(píng)價(jià)”幾個(gè)環(huán)節(jié)。

2 教學(xué)目標(biāo)

（1）通過實(shí)驗(yàn)的熟練操作和對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的準(zhǔn)確觀察，分析理解物質(zhì)鑒定的原理。

（2）審視教材實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)問題，提出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，掌握科學(xué)探究的一般方法，形成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。

（3）勇于挑戰(zhàn)權(quán)威，提出質(zhì)疑，通過分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果形成科學(xué)思維的習(xí)慣。

3 教學(xué)過程

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入學(xué)習(xí)

教師播放三鹿奶粉事件視頻，并提出問題：食品安全關(guān)系每個(gè)人的生命健康，三鹿奶粉事件中的物質(zhì)鑒定原理什么呢？用什么方法檢驗(yàn)蛋白質(zhì)才最可靠呢？

學(xué)生1：三鹿奶粉中添加三聚氰胺，是為了提高檢測(cè)時(shí)奶粉中的含氮量，但是含有氮元素的不一定是蛋白質(zhì)，應(yīng)該檢測(cè)蛋白質(zhì)特有的成分或者結(jié)構(gòu)。

學(xué)生2：蛋白質(zhì)是通過氨基酸脫水縮合而成，能不能檢驗(yàn)氨基酸的含量呢？

接著，教師布置任務(wù)學(xué)生在任務(wù)驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，梳理教材上的實(shí)驗(yàn)原理、生物取材和實(shí)驗(yàn)操作步驟，為批判質(zhì)疑提供基礎(chǔ)。

3.2 開展探究

3.2.1 學(xué)生提出假設(shè)和實(shí)驗(yàn)思路

教師提出問題：實(shí)驗(yàn)的取材上是不是有其他更好的選擇呢？實(shí)驗(yàn)的操作要求是否還有很多疑惑不解呢？

學(xué)生6人一組，以發(fā)言圈的形式討論，討論前給每人3min的時(shí)間整理問題和解決問題的思路。在討論階段，一個(gè)人發(fā)言，其他人不能打斷，每個(gè)人發(fā)言之后討論者只能討論其他人剛才提出的觀點(diǎn)，而不能詳細(xì)談?wù)撟约旱挠^點(diǎn)。在這種形式的討論中，學(xué)生要學(xué)會(huì)傾聽，客觀理性地對(duì)待別人的觀點(diǎn)，即使自己有不同于他人的觀點(diǎn)，也不急于反駁，而是踐行于公正性尋求證據(jù)，解決認(rèn)知難題。

經(jīng)過小組內(nèi)的討論交流，全班收集到若干問題，主要有：

①蘋果勻漿易被氧化，且氧化后的銹色與磚紅色相近，會(huì)不會(huì)影響對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察

②甘蔗汁富含蔗糖，蔗糖不是還原糖，但是難道甘蔗汁中就不可能含有其他還原糖嗎？

③是否可以將待測(cè)物質(zhì)分為不同濃度的幾份，加入相同的檢測(cè)試劑以估測(cè)其含量的差異？

④檢驗(yàn)還原糖的水浴溫度一定要在5065℃范圍內(nèi)嗎？

⑤能否用雙縮腮試劑檢測(cè)花生勻漿中的蛋白質(zhì)？

⑥斐林試劑與雙縮脲試劑的化學(xué)組成非常相似，能否用斐林試劑檢測(cè)蛋白質(zhì)，或者用雙縮脈實(shí)際檢測(cè)還原糖呢？

⑦活細(xì)胞中含量最多的有機(jī)化合物是蛋白質(zhì)，那么不同的待測(cè)樣品中加入雙縮脲試劑是不是都會(huì)出現(xiàn)紫色呢？

⑧植物脂肪用蘇丹Ⅲ檢測(cè)，動(dòng)物脂肪是不是也可以用蘇丹Ⅲ檢測(cè)？

⑨雙面刀片易割傷手，學(xué)生操作困難，易受傷，能不能用花生油作為實(shí)驗(yàn)材料，取材更容易。

⑩蛋白質(zhì)灼燒的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生燒焦羽毛的氣味，是不是也可以用氣味來鑒定蛋白質(zhì)？

設(shè)計(jì)意圖：提問是批判性思維的核心。批判性提問不同于質(zhì)問，而是激發(fā)人的思考，確定最關(guān)鍵的問題，指明思考的方向。通過小組討論發(fā)散思維，學(xué)生提出大量質(zhì)疑。在此基礎(chǔ)上，教師和學(xué)生一起對(duì)上述問題進(jìn)行梳理、歸類，確定出可探究、有價(jià)值的一個(gè)問題，并引導(dǎo)其對(duì)探究的問題提出自己的假設(shè)和實(shí)驗(yàn)思路。

3.2.2 展示設(shè)計(jì)方案

第1組：探究斐林試劑使用時(shí)的溫度是不是只有在50～65℃之間才能與還原糖反應(yīng)生成磚紅色沉淀。實(shí)驗(yàn)方案：取4支試管，分別加入2mL蘋果勻漿，并加入1mL斐林試劑，同時(shí)放入到不同溫度（75℃ ，60℃ ，45℃ ，常溫自來水）的水浴中，相同時(shí)間后觀察顏色變化。

第2組：探究甘蔗汁中有沒有還原糖。實(shí)驗(yàn)方案：取1只試管，加入2mL甘蔗汁，用斐林試劑檢測(cè)，觀察有沒有磚紅色出現(xiàn)。

第3組：探究雙縮脲試劑A液B液的使用次序、用量對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響。實(shí)驗(yàn)方案：取4支試管，加入等量的蛋清稀釋液，編號(hào)1、2、3、4;1號(hào)試管中先加1mL雙縮脲試劑A，再滴4滴雙縮脲試劑B（先A后B，多A少B）;2號(hào)試管中先B后A，多A少B;3號(hào)試管中先A后B，AB一樣多：4號(hào)試管中先A后B，多B少A。

第4組：探究花生勻漿除了含有脂肪，是否也含有還原糖、蛋白質(zhì)。實(shí)驗(yàn)方案：取3支試管分別加入等量的花生勻漿，分別用斐林試劑、蘇丹Ⅲ、雙縮脲試劑檢測(cè)，觀察顏色變化。

3.2.3 學(xué)生分組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后展示交流與評(píng)價(jià)

在學(xué)生進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)過程中，教師及時(shí)給與指導(dǎo)，保證實(shí)驗(yàn)安全規(guī)范進(jìn)行，并及時(shí)拍照保存實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，方便學(xué)生匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，交流實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

第1組：我們觀察到，斐林試劑使用時(shí)，如果水溫是75℃或60℃，都會(huì)產(chǎn)生磚紅色沉淀。75℃出現(xiàn)磚紅色所需的時(shí)間更短，但60℃的磚紅色沉淀現(xiàn)象更明顯，45℃水浴下出現(xiàn)了棕色，常溫水中還是藍(lán)色。由此得出結(jié)論：斐林試劑與還原糖發(fā)生反應(yīng)時(shí)，加熱會(huì)使反應(yīng)加快，其中高于60℃水浴加熱，反應(yīng)速度快且磚紅色沉淀現(xiàn)象明顯。

教師追問：如果時(shí)間足夠長(zhǎng)450C和常溫下的反應(yīng)液是不是也可能出現(xiàn)磚紅色沉淀呢？如果也會(huì)出現(xiàn)磚紅色沉淀，那說明我們的教材實(shí)驗(yàn)設(shè)置的條件是不是多余的呢？

學(xué)生3：斐林試劑使用時(shí)水浴加熱可以是使反應(yīng)加快，提高實(shí)驗(yàn)效率。

教師：實(shí)驗(yàn)過程中盡量讓反應(yīng)時(shí)間較短，盡量使操作過程簡(jiǎn)便，盡量用容易獲得的實(shí)驗(yàn)材料等等都是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)必須遵循經(jīng)濟(jì)性原則。

第2組：甘蔗汁中加入斐林試劑檢測(cè)出現(xiàn)了明顯的磚紅色沉淀。我們組在分析現(xiàn)象時(shí)有不同觀點(diǎn)，有人說，出現(xiàn)磚紅色說明甘蔗里的蔗糖就是還原糖：有人說只能說明甘蔗汁中含有還原糖，不能說明蔗糖就是還原糖。我們無法確定結(jié)論。還需要進(jìn)一步補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)照：用斐林試劑檢測(cè)蔗糖溶液，觀察有沒有磚紅色沉淀。

教師補(bǔ)充追問：根據(jù)蔗糖的分子結(jié)構(gòu)，它是不具有還原性的。那其中的還原糖是怎么來的呢？

學(xué)生4：甘蔗汁可能被細(xì)菌污染，其中蔗糖被一些細(xì)菌分解了，就產(chǎn)生了還原糖?？梢岳^續(xù)增設(shè)一組實(shí)驗(yàn)，取新鮮的甘蔗汁，用斐林試劑檢測(cè)，觀察有沒有磚紅色沉淀。若沒有，則我的假說成立，否則只能說明甘蔗汁中確實(shí)是含有還原糖的。

第3組：雙縮脲試劑使用時(shí)強(qiáng)調(diào)先A后B，多A少B，我們組設(shè)置幾組不同的使用方案，第1組正常使用，第2組先B后A，多A少B，對(duì)比發(fā)現(xiàn)改變雙縮脲試劑的滴加次序一樣會(huì)出現(xiàn)紫色反應(yīng)。第3組不改變雙縮脲試劑的使用次序、依次加入等量的A、B兩液，出現(xiàn)藍(lán)紫色，第4組加入4滴雙縮脲試劑A，再滴加1mL雙縮脲試劑B，出現(xiàn)藍(lán)色。發(fā)現(xiàn)，雙縮脲試劑的使用次序不影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但是雙縮脲試劑A、B液的用量對(duì)紫色現(xiàn)象有影響。

教師點(diǎn)撥并追問：在堿性環(huán)境下，銅離子會(huì)與蛋白質(zhì)中的肽鍵發(fā)生反應(yīng)，出現(xiàn)紫色。4支試管中都有堿性物質(zhì)，為什么3號(hào)、4號(hào)試管中出現(xiàn)藍(lán)色呢？

學(xué)生5：過量的硫酸銅的藍(lán)色會(huì)掩蓋紫色。

第4組：我們小組用花生勻漿做實(shí)驗(yàn)材料，探究其中有沒有還原糖、脂肪和蛋白質(zhì)。發(fā)現(xiàn)加入斐林試劑加熱后不產(chǎn)生磚紅色沉淀，說明花生中不含有還原糖;加入雙縮脲試劑出現(xiàn)紫色，說明其中富含蛋白質(zhì);加入蘇丹Ⅳ出現(xiàn)紅色，說明其中含有脂肪。

4 歸納總結(jié)

學(xué)生6：原來實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象可以有多種不同的解釋，而哪種解釋是正確可靠的還得設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，今天我認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)好的實(shí)驗(yàn)可以檢驗(yàn)真理。

教師：當(dāng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期不符時(shí)，要多思考，不要急于認(rèn)定假設(shè)不成立，要考慮會(huì)不會(huì)是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)材料不潔凈、實(shí)驗(yàn)操作的不正確等等原因造成的、會(huì)不會(huì)有什么干擾因素等。

5 教學(xué)反思

本節(jié)課的教學(xué)重視對(duì)學(xué)生質(zhì)疑精神培養(yǎng)，給學(xué)生充分的時(shí)間討論交流，讓他們充分發(fā)揮主體作用，鼓勵(lì)學(xué)生挑戰(zhàn)權(quán)威，對(duì)教材實(shí)驗(yàn)提出問題，并通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)完成一次探究，在實(shí)驗(yàn)過程以及實(shí)驗(yàn)結(jié)束后及時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)作出評(píng)價(jià)。對(duì)學(xué)生提出的問題，教師要保持尊重的態(tài)度。例如，學(xué)生想到蛋白質(zhì)燃燒會(huì)有燒焦的氣味，教師要及時(shí)肯定。聞氣味也是一種常用的物質(zhì)鑒定的物理方法，但是可靠性不強(qiáng)。其次要對(duì)問題進(jìn)行梳理，有些問題相似可放入同一個(gè)實(shí)驗(yàn)探究：有些問題沒有生物學(xué)意義，要舍棄;有些問題實(shí)驗(yàn)室沒有條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可建議學(xué)生們改變實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案或者查閱資料。在實(shí)驗(yàn)過程中往往會(huì)出現(xiàn)很多出其不意的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，教師要善于抓住教學(xué)契機(jī)，多問幾個(gè)為什么，還要引導(dǎo)學(xué)生用正確的態(tài)度面對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果不理想、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯等問題，要對(duì)實(shí)驗(yàn)的整個(gè)流程進(jìn)行客觀理性的分析。