“檢測(cè)生物組織中的還原糖”實(shí)驗(yàn)中分層次探究的應(yīng)用

張惠麗

（廣東省深圳市高級(jí)中學(xué)）

面向全體學(xué)生，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)是重要的課程理念。探究實(shí)驗(yàn)不僅能使學(xué)生獲取一定知識(shí)，還可以使學(xué)生習(xí)得獲取知識(shí)的方法，提高解決問題的能力。在高中階段的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)中開展探究，可以提高學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣。

根據(jù)探究活動(dòng)的難易程度和學(xué)生參與探究程度的不同，本案例將一個(gè)定性驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，優(yōu)化為一個(gè)分層次探究的探究性實(shí)驗(yàn)。教師綜合教學(xué)時(shí)間、學(xué)生基礎(chǔ)、教學(xué)條件等因素，設(shè)置三個(gè)層次的探究活動(dòng)，學(xué)生經(jīng)過自我定位后自主選擇探究層次開展的實(shí)驗(yàn)探究。

一、課前準(zhǔn)備

1.設(shè)置三個(gè)層次（A、B、C為依次遞增的層次，C層次學(xué)生有更多的內(nèi)容需要自己完成）的“探究活動(dòng)流程”。

2.實(shí)驗(yàn)材料：梨、西紅柿、甘蔗等現(xiàn)榨的含糖量、糖的種類和樣液顏色均不同的生物組織樣液；葡萄糖溶液；蔗糖溶液；斐林試劑（0.1 g/mL的氫氧化鈉溶液，0.05 g/mL的硫酸銅溶液）；試管若干，小量筒，試管架，試管夾，恒溫水浴鍋。

二、內(nèi)容分析

1.教學(xué)目標(biāo)：

（1）知識(shí)目標(biāo)：嘗試用化學(xué)試劑檢測(cè)生物組織中的還原糖；了解還原糖在生物組織中的存在情況。

（2）能力目標(biāo)：學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)探究的方法；遷移應(yīng)用以及解決實(shí)際問題的能力；評(píng)價(jià)和報(bào)告實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力。

（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)：活動(dòng)要自主選擇探究層次，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何將自己準(zhǔn)確定位；探究中有個(gè)人任務(wù)和小組合作完成的任務(wù)，可以培養(yǎng)分工合作精神。

2.還原糖的鑒定原理：生物組織中常見的還原糖有葡萄糖、果糖、麥芽糖，它們的分子內(nèi)都含有還原性基團(tuán)（游離醛基或游離酮基），蔗糖為非還原性糖。用斐林試劑鑒定還原糖時(shí)，溶液的顏色變化過程為：藍(lán)色→棕色→磚紅色（沉淀），在一定范圍內(nèi)，還原糖的含量和沉淀的多少呈正比關(guān)系。

三、探究過程

1.用葡萄糖溶液和蔗糖溶液做演示實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果展示在講臺(tái)上，目的是幫助學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則。

2.學(xué)生自我定位，選擇合適的探究層次。學(xué)生選好層次后再與同一層次的1～2位同學(xué)合作，按照本層次的“探究流程”進(jìn)行探究。

3.探究流程：

（1）提出問題:哪些生物組織中富含還原糖？所提供的樣液中，哪種是最理想的實(shí)驗(yàn)材料？（提供給A、B層次）

（2）作出假設(shè)：梨汁富含還原糖，是最理想的實(shí)驗(yàn)材料。（提供給A、B層次）

（3）制訂計(jì)劃并實(shí)施實(shí)驗(yàn)：選材要用含糖量較高、顏色白色或近于白色的植物組織，蘋果、梨最好。步驟一：取兩支試管，向試管內(nèi)加入等量的（約2mL）生物組織樣液，一支試管做步驟二，另一支試管留待做參照用。步驟二：向試管內(nèi)注入2mL新配置的斐林試劑，振蕩混合后放入沸水浴中加熱1-3min，觀察并記錄此過程中的顏色變化和試管中沉淀的多少。（提供給A、B層次）

（4）記錄結(jié)果：顏色變化：藍(lán)色→棕色→磚紅色沉淀；還原糖的含量和沉淀的多少呈正比關(guān)系。（提供給A層次）

（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：哪些實(shí)驗(yàn)結(jié)果與你的預(yù)測(cè)相同或不同？（提供給A層次）

（6）討論：

①鑒定的原理是什么?選材該注意什么？（提供給A、B、C層次）

②為什么斐林試劑的兩種溶液先混合后再使用？（提供給A、B、C層次）

③實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本流程有哪些？要遵循哪些原則？（參考答案：對(duì)照性原則、隨機(jī)性原則、單變量原則等）（提供給A、B、C層次）

④判斷：甘蔗莖的薄壁組織、甜菜的塊根等，都含有較多的糖且近于白色，因此可用于進(jìn)行可溶性還原糖的鑒定，對(duì)嗎？（參考答案：甘蔗和甜菜的組織中含有大量的蔗糖，蔗糖是非還原糖。）（提供給B、C層次）

⑤通過對(duì)斐林試劑中兩種溶液的化學(xué)方程式計(jì)算，哪種溶液過量，為什么如此配制？（參考答案：氫氧化鈉溶液過量，因?yàn)闅溲趸~與還原糖在堿性條件下加熱才能發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)機(jī)理是堿和親核試劑進(jìn)攻缺電子的碳。）（提供給C層次）

⑥設(shè)計(jì)：糖尿病病人的尿液中含有大量的葡萄糖，請(qǐng)用你所學(xué)的知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明葡萄糖的存在。（提供給B、C層次）

四、教學(xué)反思

1.分層次探究能真正體現(xiàn)“面向全體學(xué)生”的新課程理念，學(xué)生在得到充分認(rèn)可的基礎(chǔ)上自發(fā)進(jìn)行探究，可以最大限度地調(diào)動(dòng)積極性，同時(shí)也解決了學(xué)生自身差異問題。

2.組織探究活動(dòng)要有明確的教學(xué)目標(biāo)，要有值得探究的問題或研究任務(wù)，要有民主的師生關(guān)系和求真求實(shí)的氛圍。

3.探究活動(dòng)的選擇和設(shè)計(jì)應(yīng)符合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平。

4.指導(dǎo)型的探究和部分探究適合于學(xué)習(xí)概念原理，而開放型的探究則有利于培養(yǎng)探究能力。本案例中既要學(xué)習(xí)檢測(cè)還原糖的原理和方法，又要培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，所以，教師在課堂上如何把握指導(dǎo)和開放，顯得尤為重要。

宋繼強(qiáng)，徐英.生物組織中還原糖鑒定實(shí)驗(yàn)的探究［J］.生物學(xué)通報(bào)，2007（7）.