对“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验的改进

山东 丁文才

“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”是人教版生物必修1第2章第1节《细胞中的元素和化合物》中的实验，其目的是使学生在掌握构成细胞的主要有机物的基础上，让学生尝试用化学试剂检测生物组织中的还原糖、脂肪和蛋白质。

1.改进实验的原因

1.1 实验现象不明显且存在安全隐患

教材中关于检测生物组织中脂肪的实验材料是花生种子。笔者按照教材要求进行了预实验，却发现实验现象不明显，教学效果不理想。由于花生种子不容易切片，且刚刚进入高中的学生切片技能不熟练，导致花生种子的切片薄厚不均匀、实验现象不明显、成功率较低，且学生在切片过程中存在安全隐患。

1.2 实验过程烦琐

本实验要检测的有机物种类有3类，但有若干种生物检测材料；本实验又属于探究实验，因此，课堂教学任务重，学生操作过程中往往出现手忙脚乱，难以完成全部实验内容，教学效果一般。

1.3 实验效果不方便教学

学生在进行显色观察时，教师不方便指导教学。特别是教师在查看观察结果和进行指导时，必须逐个查看；并且学生的实验现象不方便分享、交流，因此，教师必须要进行单独指导，教学任务大、教学效果一般、教学效率低。

2.实验的改进

2.1 实验材料的改进

2.1.1 还原糖鉴定实验材料的改进

笔者按照教材要求准备实验材料苹果，经过洗净、削皮、切块、研磨、过滤等步骤获得苹果匀浆，大约需要5 min的时间，耗时费力，得到的苹果匀浆只有10 mL，并且获得的苹果匀浆在5 min后就会变成棕黄色，干扰了对实验现象的观察。通过查阅资料得知，苹果匀浆变色的原因是苹果中含有多酚类物质，同时含有氧化酶，在氧化酶催化下的多酚可被空气中的氧气氧化为褐色和黑色的醌类化合物。

另外，笔者在查阅资料的过程中发现葡萄和荔枝中还原糖含量很高。经过不断地尝试，发现葡萄汁的提取方法更加简单（选取一颗葡萄，撕去外表皮，用一小块纱布包裹果肉，再稍加挤压，即可获得接近无色的葡萄组织液，收集在小烧杯中）。一颗葡萄大约能提取3 mL葡萄汁，由于其中还原糖含量高，可稀释10倍至30 mL待用。实验成本低，且实验效果非常好。

2.1.2 脂肪鉴定实验材料的改进

富含脂肪的材料都可以作为本实验的实验材料，如花生种子、蓖麻种子、猪油等。笔者考虑到本实验是学生进入高中阶段刚刚接触的第一个正规实验，可以通过降低实验的难度来提高学生对生物的兴趣，增强学生学习生物的信心，因此决定用取材更方便、操作更简单、成功率更高、安全性更强的猪油作为脂肪鉴定实验的实验材料。

通过对实验材料的改进，降低了实验操作的难度；鼓励学生自带实验材料，增强了实验的探究性。从课堂实验后的教学效果调查来看，这种改进不仅节省了教学时间，也在一定程度上提高了学生对生物的兴趣，教学效果较好。

2.2 实验设备的改进

2.2.1 显微镜的改进

学生在进行脂肪的检测与鉴定实验时，需要使用显微镜进行观察。教师在查看观察结果和进行指导时，必须逐个查看、指导。这种教学方式工作量大，教学效率低。为改变这种教学方式，尝试将智能手机应用于显微镜的观察中。

利用手机支架将手机固定在显微镜的目镜上（见图1），打开手机摄像头，调整镜头至正好可以观察到显微镜的物象为止。将装片固定在显微镜上，调整显微镜，即可通过手机观察到实验现象（见图2），拍照、保存实验现象。通过显微镜和智能手机的重新组合有利于教师的教学和学生的展示交流。

图1

图2

2.2.2 互动课堂的构建

学生利用智能手机拍摄实验过程和实验现象，可以利用微信传输到电脑的屏幕上，然后在投影仪的屏幕上呈现出来。教师可以对学生的观察结果进行及时、有针对性的指导，并且使其他学生间接地获得知识和技能。互动课堂的构建有利于学生实验成果的展示交流和教师指导教学。

通过对实验设备的改进，增强了实验教学的互动性，体现了“互联网+”的教学理念。从课堂实验后的教学效果调查来看，这种改进可以大大提高教学效率，同时也增强了学生学习生物的兴趣。

3.其他改进

为了增强实验的探究性，笔者鼓励学生自带实验材料，如矿泉水、雪碧、冰糖雪梨等饮料。学生根据教材的实验方式探究不同实验材料中有机物的种类，将实验结果填写在课前发放的实验报告中（表1）。

表1 实验报告表

笔者在讲授这节课时发现，教材要求的加热方式为水浴加热，温度为50～65℃。学生在进行实验时发现热水浴加热可以缩短还原糖颜色变化的时间。笔者经过多次试验，发现在80～90℃的热水浴下实验效果最佳，颜色变化时间为40 s，而温水浴加热的颜色变化时间为2 min。利用热水浴加热可以明显缩短实验的显色时间，提高学生实验探究的效率。

因为实验过程中需要用到酒精灯，所以在实验开始前就要强调酒精灯的使用规范和安全问题，实验过程中发现不规范的操作行为要及时纠正。

通过对原有实验的创新能够起到优化实验的目的，有助于增强学生学习生物的积极性，有助于提高学生的参与意识，对于学生获取生物知识与技能、渗透勇于探索及实事求是的科学精神和科学态度都有很大的好处，更加有助于提高学生的生物核心素养及中学生核心素养。在实验过程中学生提出的很多问题也是教师不断进步的动力源泉。