“鉴定食物的主要成分”的实验改进方法探究

摘 要：文章基于教学实践后，对苏科版《生物学》七年级上册第五章第一节《饮食与营养》中“鉴定食物的主要成分”这一实验进行了深入思考，指出教材所示验证实验所存在的一些问题，提出改进建议。以“食物中的主要成分是什么？”为问题，将书本的验证实验改变成探究实验活动，鼓励学生自带食材，培养学生自主探究的能力。同时，对食物成分鉴定方法存在的问题作了补充。

关键词：验证实验;探究实验;实验改进

一、 研究背景

实验是生物課程的重要组成部分，生物教材中的实验可分为两大类：验证实验和探究实验。《义务教育生物学课程标准》中提出生物学科课程基本理念，其中重点倡导探究性学习。目前，我国的基础教育课程改革也在大力推进学习方式的改变，鼓励学生通过自主探究构建知识。参与探究可以培养学生各方面的综合能力，如收集信息、处理信息、分析问题、交流合作等能力，不仅如此，还能培养学生的发散性思维和创新精神，为培养有着生物核心素养的人才而奠定必要的能力基础。

在初中阶段，学生第一次接触到生物这门学科，创设良好的实验探究氛围有助于帮助学生养成对生物的热爱与兴趣。因此，在初中阶段，如何去研究教材，上好一节实验课值得反复推敲。笔者在教学实践中，对于苏科版《生物学》中，“鉴定食物的主要成分”这一实验，进行了思考，提出以下分析与建议。

二、 教材分析

（一）教材实验设计

苏科版《生物学》七上第五章第一节《饮食与营养》中，对于鉴定食物的主要成分是这样做的：

首先明确淀粉、蛋白质和脂肪的检验方法：

然后鉴定食物的主要成分：

①取一些饭粒，向其上滴加碘酒。观察颜色变化。

②取等量鸡蛋清分别放入两只烧杯里，向其中一只加入少量开水，轻轻搅拌;向另一只加入少量蒸馏水，轻轻搅拌。观察是否有白色沉淀。

③取炒熟的花生种子，放在白纸上用力挤压，观察纸上出现的现象。与食用油油斑进行比较。

这一实验在教材中的定位接近于验证实验，分别提供了淀粉、蛋白质和脂肪的常用检验方法，学生了解这些鉴定物质的方法后，以馒头为实验材料滴加碘酒验证其主要成分是淀粉，用鸡蛋清验证其主要成分是蛋白质，用花生验证其主要成分是脂肪，最后得出实验结论。

（二）实验过程中存在的问题

1. 验证实验带来的局限性

这样的验证实验安排操作简便，能让学生直观感受到这几种食物中含有某种营养成分。但验证实验往往已经告知学生结果，例如馒头、鸡蛋清、花生的主要成分分别是淀粉、蛋白质、脂肪，重点在于去验证食物中是否含有这种物质，只重视能否得到实验结果，却不注重探究的过程，影响学生主动性思维和创新性思维的培养。缺乏留给学生主动探究的空间与时间，学生难以认识到同一种食物含有各种营养成分，各种食物中所含营养物质的种类和含量是不同的。

2. 验证实验带来的逻辑冲突

尽管学生可能已有一些前概念，了解馒头、鸡蛋清和花生的主要成分。但学生仍然不免会提出一系列逻辑问题，这些前概念是否正确？为什么馒头的主要成分是淀粉？为什么鸡蛋清的主要成分是蛋白质？为什么花生的主要成分是脂肪？馒头、鸡蛋清和花生中就没有其他营养成分了吗？其他常见食物的主要营养成分又是什么？这是教材中的验证实验所无法解决的问题，也是逻辑冲突之所在。

3. 教材实验操作过程中的一些问题

第一，用碘酒检验淀粉的过程中，教师通常使用淀粉溶液先进行演示，向学生展示淀粉遇到碘酒会变蓝这一现象。但此实验中用量不易把握，淀粉浓度大小和滴碘液多少都会影响其显色，可能出现棕黄色、深棕色、蓝色、蓝紫色等。同样的，学生实验时向馒头上直接滴加碘液，因为滴加量难以掌握，容易造成蓝紫色过深，接近于紫黑色，造成现象不统一，学生不易理解。

第二，蛋白质的检验中，向蛋清中加入热水，由于本节课的教学是在秋季学期，教学至此时天气已经比较寒冷，课前准备好的热水容易冷掉，加热不足很容易导致实验中蛋清里难出现白色固态物质，现象不明显。

第三，脂肪的检验中，由于学生按压花生的力气较小以及选用的花生体积的太小，都有可能导致白纸上留下的油斑太小，现象不明显。

三、 实验改进

（一）检测方法改进

1. 检验淀粉：馒头变溶液

由于碘酒和淀粉混合后呈现的颜色受到淀粉浓度和碘酒滴加量的影响，教师在学生实验前，应该跟学生明确这一现象，并且进行演示——取一定量淀粉溶液，慢慢地一滴一滴滴加碘酒，颜色出现棕黄色、深棕色、蓝色、蓝紫色的过渡，说明颜色受到碘酒滴加量的影响;同样取几只装有浓度不同淀粉溶液的试管，分别滴加相同量碘酒，发现颜色也各不相同，说明颜色也受到淀粉浓度的影响。

而学生在向馒头直接滴加碘液后，会发现颜色变成紫黑色，此时就需要老师及时地点明这和淀粉浓度有关，可以将馒头捣碎加水之后，稀释其中的淀粉浓度，再滴加碘酒就能明显看到“变蓝”的实验现象。

2. 检验蛋白质：液体直接加热

前述问题中讲到，由于气温问题，课前为学生提供的热水可能冷掉而影响现象，因此笔者建议直接改为对蛋清进行加热。一方面，直接对蛋清进行加热所得到的实验现象更加直接明显，直观地看到蛋白质凝固成白色固体;另一方面，省去了倒热水的步骤，避免了热水冷却等的问题，同时也可以锻炼学生使用酒精灯等常用实验器材的方法;另外，产生的固体蛋白质，还可以让学生用镊子夹取，直接放在酒精灯上燃烧，闻一闻蛋白质燃烧发出的臭味，体会固体蛋白质的检验方法。正所谓一举三得，这是直接加热水所达不到的效果。

3. 检验脂肪：设置多重对照

教材实验中，设置了食用油涂抹的油斑作为对照，笔者认为，此处应该在添加一张有水斑的纸作为对照。水斑过一段时间会消失，而油斑不会，通过观察自己按压得到的痕迹，体会有的食材中也是含有水分的。

（二）优化实验设计——由验证实验转变为探究实验，联系生活

将教材验证实验改变为探究环节，以“××食物中的主要成分是什么？”问题引领，引导学生明确一种食物当中不应该只有一种成分，指导学生要对食物进行多方位鉴定。同时也鼓励学生自带食物进行鉴定，联系生活，培养学生对探究的热情。学生通过实验获得证据，知道食物中存在多种营养物质（淀粉、蛋白质、脂肪等），其中主要的营养物质含量相对较高，在鉴定过程中效果显著，得出实验结论“××食物的主要营养物质是什么”。

课堂教学可以分成如下几个环节：

第一环节：教师演示各种营养物质的检验方法

第二环节：教师以馒头为例，引导学生探究馒头的主要成分是什么？首先让学生自主完成探究活动报告（表2）的提出问题、作出假设这一部分，接着引导学生如何制订计划去探究馒头的主要成分，要对馒头进行多方位鉴定，淀粉、蛋白质和脂肪都要检测，明确其中主要的营养物质含量相对较高，在鉴定过程中效果显著。通过实验记录实验现象，发现燃烧馒头、按压馒头都没有出现臭味和油斑，滴加碘酒后明显变蓝。得出结论，馒头的主要成分是淀粉。

第三环节：对于蛋清、花生及学生自带的食材，要求借鉴“探究馒头的主要成分”这一实验过程，学生自己思考设计实验步骤，记录实验现象，得出实验结论，完成探究活动报告。

第四环节：讨论交流，没有观察到明显现象是否意味着这种食物完全不含有这种成分？一种食物只有一种成分吗？不同食物的成分含量相同吗？

四、 反思與总结

探究实验离不开理论基础和实验操作的规范。我们当然应该在探究开始前，巩固基础知识，学习淀粉、蛋白质和脂肪的鉴定方法，掌握这些基础才能提高学生对完成自主探究实验的自信，为探究的进行奠定基础。

改进后的实验是一个学生可实施的科学探究活动，可以让学生体验完整的科学探究过程，克服了学生的固定思维方式，更符合学生的思维逻辑。从验证实验改为探究实验，步骤循序渐进，增强了思维的灵活性，培养学生的发散思维，锻炼了学生的探究能力。同时，鼓励学生自备食材，利用检验营养成分的科学方法获得相应证据，解决实际问题，增强了学生的探索性和趣味性，更进一步培养学生的自主探究能力和对待事物的科学思辨态度。

生物是一门以实验为基础的课程，然而有研究表明当今学生却最为不喜欢探究实验。笔者认为，原因是一方面学生没有或者很少亲自动手做过实验;另一方面教师教学的过程中很少把时间交给学生去探究，花在验证实验更多，这样会严重限制学生发散性思维的发展。当下初中生物教学，应改变学生被动学习的地位，使学生亲自进行探究实验，培养学生对实验探究的兴趣，鼓励学生大胆地去假设、去设计实验、去分析原因，化验证为探究。

参考文献：

[1]廖秋华.初中生物探究性实验教学的优化策略[J].科学咨询：教育科研，2020（4）：229.

[2]卢群，柳忠烈.“探究几种食物中的营养成分”的实验教学[J].生物学通报，2014，49（8）：23-26+63.

[3]安吉强.“探究食物中的营养成分”实验的改进[J].贵州教育，2008（18）：43.

[4]汪岱华.“探究食物中的主要营养成分”的实验教学探索[J].生物学教学，2018，43（9）：50-51.

作者简介：

姜艳婷，江苏省昆山市，昆山开发区青阳港学校。