小议一节高三生物实验课的设计

吴雪姗

摘要：生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的学科。其核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。而生物实验的操作是培养学生核心素养的关键，但是，由于各方面原因，生物实验在教学中很少开展，尤其是在高三毕业年级。针对此问题，本人就一节高三生物实验课的设计进行探讨，以期促动更多的实验课能积极开展起来。

关键词：高三;生物实验课;蛋白质鉴定

中图分类号：G633.91文献标识码：A     文章编号：1992-7711（2018）19-067-2

一、探讨背景

生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的学科。其核心素养包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任①。而生物实验的操作是培养学生核心素养的关键。但是在高三，有关生物实验的知识点和解题技巧往往只会大量印刷成册，发给考生背！背！背！许多学校，除了在高一偶尔做一两次操作简单的实验外，其它的年级几乎是不做实验的，尤其是高三。高三，考试测验都来不及，怎么可能再花课时去做实验呢？！

如此的紙上谈兵，如何体现和培养学生的科学思维和科学精神？！因此在为高校选拔人才时，高考注重的是对学生生物学基本素养和实验能力的考查，尤其是以课本为基础而进行的知识迁移和探究能力。看看历年的考纲中对实验操作能力的要求，再研究一下历年各个地区的生物高考题，我们老师都会发现，如果学生没有真正亲自动手实践过，纸上谈兵的记忆根本无法灵活使用，甚至因为没有感性认识，对实验知识点的记忆都比较困难。所以，再忙，也别忘了做实验！

当然，高三学生的复习时间的确有限，而且高考是对学生能力的综合性的考查，所以在高三复习的实验课上，不能简单重复课本上的知识点和实验操作步骤，而应更注重知识的综合和探究技能的鼓励！

所以，下面将以本人实际开设的一堂高三实验课为例，探讨一下高三实验复习课的设计和效果。如有不足之处，欢迎批评指正！

二、实验课堂设计和教学过程

本节课以必修一的蛋白质鉴定实验为基础，设计改为探究不同条件下的处理情况。这样设计既能提高高三学生的实验操作技能和对步骤的熟练程度，也能让学生进一步理解实验原理，会综合运用所学知识发现问题、分析问题、解决问题，相关结论可以成为高考实验复习的材料。

1.实验教学目标

●知识目标

（1）简述生物组织中蛋白质的鉴定方法

（2）说出双缩脲试剂的使用方法

（3）推断不同理化处理方法后，蛋白质变性发生的是哪一结构层次

●技能目标

尝试用不同理化方法处理蛋白质后，根据鉴定后的现象，进而分析相关原因并进一步探究。

●情感态度与价值观目标

通过设计和完成探究实验的过程，让学生养成遇事多思考，提升不怕困难的信心。

2.实验教学重难点

重点内容：（1）复习蛋白质鉴定的实验方法和操作步骤

（2）设计不同理化方法处理蛋白质后再用双缩脲试剂进行鉴定观察现象

难点内容：（1）推断不同理化处理方法后，蛋白质变性发生的是哪一结构层次

（2）根据鉴定后的现象，进而分析相关原因并进一步探究。

3.实验原理

（1）蛋白质+双缩脲试剂→紫色颜色反应

（2）在含有蛋白质的生物材料里，加入NaOH溶液后，试管中的溶液呈碱性，肽键与Cu2+形成紫色的复杂化合物

（3）食盐、HCL、酒精、高温会使蛋白质变性;嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能够分解蛋白质。

4.实验器材

牛奶、双缩脲试剂、蒸馏水、质量分数为30%食盐、质量分数为15%HCL、体积分数为95%冷酒精、嫩肉粉、试管、试管夹、试管架、烧杯、酒精灯、量筒、天枰等

5.实验教学过程

（1）新课导入：呈现一道常错题，引出实验需求。

（2）让学生利用现有试剂和器材分组分别完成实验设计，并讨论完善实验步骤（要考虑对照、单一变量、重复性原则）。

（3）学生动手操作实验

（4）实验现象及分析：

①实验现象：

②学生分析结论及再探究：

实验分析结论1：

食盐、酒精、高温会使蛋白质变性，但主要改变空间结构，没有破坏肽键，所以仍呈现紫色。

但有学生实验过程提出酒精可否改为浓度75%常见的医用（消毒）酒精，因为这是常用来杀死微生物的最佳浓度，有可能是对蛋白质影响最明显的？！

也有部分同学提出实验用食盐成分不单一，可否考虑单一无机盐对蛋白质的影响？！

●进一步探究：

添加实验组：2mL牛奶+2mL体积分数为75%医用酒精溶液，振荡混匀，加双缩脲试剂，观察现象。

分析得出结论：75%医用酒精溶液对蛋白质的影响与体积分数为95%冷酒精溶液基本一致的。

添加实验组：2mL牛奶+2mL质量分数为30%氯化钠溶液，振荡混匀，加双缩脲试剂，观察现象。

分析得出结论：食盐对蛋白质的影响与等浓度氯化钠溶液基本一致的

实验分析结论2：

HCL作为酸，会使蛋白质变性。对于不出现紫色原因有一部分同学结论是酸破坏肽键，而无法形成紫色络合物;

还有一部分同学认为HCL中和了双缩脲试剂A（0.1g/mLNaoH），所以双缩脲试剂无法发挥作用。

●进一步探究：

2mL牛奶+2mL质量分数为15%HCL溶液，充分振荡，并放置10分钟，再加入等体积和浓度的NaoH中和试管中的酸，再加入双缩脲试剂，观察现象：

分析得出结论：盐酸的确会破坏蛋白质肽键，影响紫色显色反应生成。

实验分析结论3：

嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶，可以水解蛋白质，破坏肽键。

但是该组实验仍呈现紫色。学生考虑木瓜蛋白酶本质也是蛋白质，紫色的出现很有可能由于木瓜蛋白酶引起。

●进一步探究：

学生向2mL质量分数为1%嫩肉粉溶液加入与实验组等量双缩脲试剂，溶液呈现紫色，证明上述观点。（照片）

作为高三的学生，本组实验中有同学立刻联系到选修一酶的固定化技术，但经过小组讨论教材上所提供的包埋法不适合小分子酶，学生查找文献设计用石英砂来吸附木瓜蛋白酶做一个简易的反应柱（学生利用针筒、吸管、滤纸制作），比较处理后的前后现象差异（装置图）;

分析得出结论：嫩肉粉可以破坏肽键，影响紫色显色反应生成。

同时也有同学认为，木瓜蛋白酶并不能水解牛奶中所有种类蛋白质中的肽键，可能存在一定的特异性，该观点由学生进一步查阅相关文献

（5）学生小结：

1.蛋白质通过利用双缩脲试剂进行鑒定

2.不同理化条件处理下，蛋白质被破坏的结构层次不一定相同，效果也有所差异

3.通过实验可以表明双缩脲试剂可以鉴定蛋白质，但不能证明蛋白质是否具有功能活性。

6.课堂评价

整节课中，学生们很兴奋，很积极，而且出乎老师意料的利用各种所学过甚至没学过的思路对实验进行各种设计和拓展，思维的活跃就如同高考试卷上的新题的思路那么跳跃。所以我认为该实验课的开展的确可以既帮助高三学生巩固复习基本理论和基本操作，同时拓展和综合了相关知识点，增强其实验探究和操作能力，帮助他们对一些高考实验题的理解，可谓一举多得。且本节课在区里公开开展后也颇受好评。

三、小结反思

其实，很多时候学生的实验课没有开展起来并不是因为课时紧张，而且我们做教师的对实验的不重视，认为背一背知识点就行了。而这种像对待文科一样对待理科的生物教学，是无法让学生对实验知识点有感性的认识，从而大大降低学生对生物学的兴趣。而兴趣却又是学习的最佳动力。尤其是面临高考的高三学生，兴趣不仅可以促进他们在枯燥的高三复习过程中主动投入课堂，更可以帮助他们打开思维，学会解决问题，这不也正是我们老师希望他们在高考考场上发挥出来的能力吗？！

同时，我们很多老师只是简单地让学生重复课本上的基础实验操作，甚至就是用多媒体给学生看看实验视频以作演示，而不愿花时间专门设计一节综合性的高效的实验课，也是实验课的低效表现。尤其在高三，学生会觉得这种实验课浪费复习时间，还不如不做。

所以，为了高三学生在有限的复习时间里提高实验能力，增加学习兴趣和动力，我们教师再忙，也要静下心来认真研究一堂实验课，把基础与创新融合，把设计与操作贯通，然后让我们的学生亲自参与。次数不一定多，但一堂实验课里呈现的综合性一定要体现出来。我相信通过这样的实验课程，高三学生的生物学基本素养和实验能力会更接近高考选拔的要求，成绩也会因此有所突破。这就是所谓的“磨刀不误砍柴工”呀！