“检测生物组织中的还原糖”实验中分层次探究的应用

张惠丽

摘 要：“检测生物组织中的还原糖”实验是高中阶段的第一个实验，是后续实验的理论基础，但该实验有一定的难度，为了让不同基础的学生都有相应的收获，本案例中，教师基于探究活动的难易程度和学生的个体差别设置了分层次的探究过程，学生自主选择探究层次，逐步领悟科学探究方法。

关键词：还原糖实验；分层次探究；课前准备

面向全体学生，倡导探究性学习是重要的课程理念。探究实验不仅能使学生获取一定知识，还可以使学生习得获取知识的方法，提高解决问题的能力。在高中阶段的第一个实验中开展探究，可以提高学生学习生物的兴趣。

根据探究活动的难易程度和学生参与探究程度的不同，本案例将一个定性验证实验，优化为一个分层次探究的探究性实验。教师综合教学时间、学生基础、教学条件等因素，设置三个层次的探究活动，学生经过自我定位后自主选择探究层次开展的实验探究。

一、课前准备

1.设置三个层次（A、B、C为依次递增的层次，C层次学生有更多的内容需要自己完成）的“探究活动流程”。

2.实验材料：梨、西红柿、甘蔗等现榨的含糖量、糖的种类和样液颜色均不同的生物组织样液；葡萄糖溶液；蔗糖溶液；斐林试剂（0.1 g/mL的氢氧化钠溶液，0.05 g/mL的硫酸铜溶液）；试管若干，小量筒，试管架，试管夹，恒温水浴锅。

二、内容分析

1.教学目标：

（1）知识目标：尝试用化学试剂检测生物组织中的还原糖；了解还原糖在生物组织中的存在情况。

（2）能力目标：学习实验探究的方法；迁移应用以及解决实际问题的能力；评价和报告实验结果的能力。

（3）情感态度与价值观目标：活动要自主选择探究层次，学生可以学习如何将自己准确定位；探究中有个人任务和小组合作完成的任务，可以培养分工合作精神。

2.还原糖的鉴定原理：生物组织中常见的还原糖有葡萄糖、果糖、麦芽糖，它们的分子内都含有还原性基团（游离醛基或游离酮基），蔗糖为非还原性糖。用斐林试剂鉴定还原糖时，溶液的颜色变化过程为：蓝色→棕色→砖红色（沉淀），在一定范围内，还原糖的含量和沉淀的多少呈正比关系。

三、探究过程

1.用葡萄糖溶液和蔗糖溶液做演示实验，将实验结果展示在讲台上，目的是帮助学生理解实验原理，了解实验设计的基本原则。

2.学生自我定位，选择合适的探究层次。学生选好层次后再与同一层次的1～2位同学合作，按照本层次的“探究流程”进行探究。

3.探究流程：

（1）提出问题：哪些生物组织中富含还原糖？所提供的样液中，哪种是最理想的实验材料？（提供给A、B层次）

（2）作出假设：梨汁富含还原糖，是最理想的实验材料。（提供给A、B层次）

（3）制订计划并实施实验：选材要用含糖量较高、颜色白色或近于白色的植物组织，苹果、梨最好。步骤一：取两支试管，向试管内加入等量的（约2mL）生物组织样液，一支试管做步骤二，另一支试管留待做参照用。步骤二：向试管内注入2mL新配置的斐林试剂，振荡混合后放入沸水浴中加热1-3min，观察并记录此过程中的颜色变化和试管中沉淀的多少。（提供给A、B层次）

（4）记录结果：颜色变化：蓝色→棕色→砖红色沉淀；还原糖的含量和沉淀的多少呈正比关系。（提供给A层次）

（5）实验结论：哪些实验结果与你的预测相同或不同？（提供给A层次）

（6）討论：

①鉴定的原理是什么？选材该注意什么？（提供给A、B、C层次）

②为什么斐林试剂的两种溶液先混合后再使用？（提供给 A、B、C层次）

③实验设计的基本流程有哪些？要遵循哪些原则？（参考答案：对照性原则、随机性原则、单变量原则等）（提供给A、B、C层次）

④判断：甘蔗茎的薄壁组织、甜菜的块根等，都含有较多的糖且近于白色，因此可用于进行可溶性还原糖的鉴定，对吗？（参考答案：甘蔗和甜菜的组织中含有大量的蔗糖，蔗糖是非还原糖。）（提供给B、C层次）

⑤通过对斐林试剂中两种溶液的化学方程式计算，哪种溶液过量，为什么如此配制？（参考答案：氢氧化钠溶液过量，因为氢氧化铜与还原糖在碱性条件下加热才能发生反应，反应机理是碱和亲核试剂进攻缺电子的碳。）（提供给C层次）

⑥设计：糖尿病病人的尿液中含有大量的葡萄糖，请用你所学的知识设计实验证明葡萄糖的存在。（提供给B、C层次）

四、教学反思

1.分层次探究能真正体现“面向全体学生”的新课程理念，学生在得到充分认可的基础上自发进行探究，可以最大限度地调动积极性，同时也解决了学生自身差异问题。

2.组织探究活动要有明确的教学目标，要有值得探究的问题或研究任务，要有民主的师生关系和求真求实的氛围。

3.探究活动的选择和设计应符合学生的认知发展水平。

4.指导型的探究和部分探究适合于学习概念原理，而开放型的探究则有利于培养探究能力。本案例中既要学习检测还原糖的原理和方法，又要培养学生的探究能力，所以，教师在课堂上如何把握指导和开放，显得尤为重要。

参考文献：

宋继强，徐英.生物组织中还原糖鉴定实验的探究[J].生物学通报，2007（7）.