測定果蔬中維生素C含量的實驗教學改革

梁云貞 董佩佩 黃秋嬋

摘要：通過生物化學實驗教學的改革，強調實驗預習環節，實施探究式教學方式，突出學生主體地位，提高學生自主設計和完成實驗操作的能力，培養學生創新應用能力，提高實驗教學效果。

關鍵詞：維生素C；預習；探究式教學；學生主體地位

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）02-0279-02

一、引言

隨著生物技術的迅速發展，生物化學實驗已經成為生物科學領域的一門獨立課程，生物化學實驗技能的掌握對學生理解生命科學、學習生物相關課程都十分必要。實驗教學對學生理解生物化學的基礎理論知識以及掌握生物化學實驗的原理和操作技術均有幫助，還可以激發學生的科研興趣，為以后學生申報大學生創新實驗項目做準備[1-3]。實踐教學改革對于應用型人才的培養，要培養學生的獨立思考能力和動手操作實踐能力。在生物化學實驗課程教學中如何提高學生的實驗技能，培養學生的專業應用能力，使其能夠直接適應社會相應職業與崗位的需求，更好地為地方經濟發展服務，需要在每一項具體的生物化學實驗中加強學生獨立思考能力和創新能力的培養[2]。通過《生物化學》第7章維生素與輔酶的理論教學，學生獲得了維生素C的相關知識，維生素C在機體中執行重要的生理功能，如果缺乏會導致壞血病；維生素C還具有很強的抗氧化活性，可促使氧化型的谷胱甘肽還原為還原型谷胱甘肽，從而可以還原細胞膜的脂質過氧化，保護細胞膜不被自由基破壞，有抗衰老的作用。但維生素C是水溶性維生素，不能在體內貯存，必須經常從食物中補充，而維生素C廣泛存在于新鮮的蔬菜和水果中，如何有效獲得維生素C，哪些蔬菜和水果中維生素C的含量較高，可以通過不同果蔬中維生素C的定量測定實驗而使學生掌握正確補充維生素C的方法。

二、課前要求學生預習，完成實驗預習報告

傳統的實驗教學是先由教師對實驗目的、原理、操作步驟等內容進行講解，學生被動接受知識，按照教師的設計操作，缺乏自主學習與思考，教學效果不理想。本實驗教學中，在課前布置預習任務，提前布置學生獨立設計關于2，6-二氯酚靛酚法定量測定果蔬中維生素C含量的實驗方案。通過文獻查閱，學生知道目前測定維生素C含量的方法有很多，如碘量法、2，6-二氯酚靛酚法、分光光度法、高效液相色譜法、毛細管電泳法、原子吸收光譜法等。結合實驗室的條件及已掌握的實驗技術，讓學生選擇2，6-二氯酚靛酚法測定新鮮果蔬中的維生素C含量，此方法的優點是無需特殊儀器，操作簡單，快速準確。由學生完成預習報告，課前教師檢查，并將預習報告完成情況記入學生的實驗平時成績。由于預習報告納入平時成績，學生會認真完成。通過預習，學生能夠較好地理解本實驗的原理，通過生物化學理論課程相關的維生素C的教學，學生已經知道了維生素C是一種天然的抗氧化劑，具有很強的還原性。維生素C有還原型和氧化型，維生素C的兩種結構可以相互轉化，還原型維生素C能還原染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP），本身則發生脫氫氧化反應成為氧化型；而氧化型維生素C在還原劑的作用下發生加氫反應成為還原型。本實驗中的染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）是一種氧化劑，可以被還原型維生素C還原，染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）溶液的配制用蒸餾水作為溶劑，滴加0.01mgl/mL的NaOH溶液4—5滴，在堿性溶液中染料呈藍色。但是在酸性溶液條件下，染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）呈現紅色，而當染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）被還原則呈無色，所以用弱堿的藍色染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）溶液滴加到酸性的還原型維生素C溶液，染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）被還原呈無色，只有當溶液中所有的還原維生素C全部與染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）反應轉化為氧化型維生素C，再滴加的染料2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）沒有發生還原反應，則在酸性的溶液中染料呈現紅色，所以以藍色的2，6-二氯酚靛酚（DCPIP）染料滴加到酸性維生素C溶液呈現微紅色為滴定的終點。

三、實驗內容與生活實際密切聯系，提高學生的學習興趣

維生素C廣泛存在于新鮮的蔬菜和水果中，如何有效獲得維生素C，哪些蔬菜和水果中維生素C的含量較高，在實驗材料的準備上，教師可以準備幾種不同的新鮮水果，還可以讓學生準備平時自己愛吃的水果進行維生素C的含量檢測，由于是對自己愛吃的水果進行檢測，學生會好奇自己喜歡的水果能否有效補充維生素C，因此可以有效提高學生對實驗的興趣。

四、變驗證實驗為探究實驗，培養學生的創新應用能力

在傳統的維生素C含量的定量測定實驗是驗證性實驗，實驗內容和實驗步驟由教師設計好，實驗試劑也由教師和實驗員準備好，學生按部就班進行操作，記錄實驗結果，完成實驗報告。實驗中學生缺乏獨立思考和創新鍛煉。實施探究式教學方式可以培養學生的自主能力，在實驗教學過程中開展探究式教學，即在教師指導下，讓學生自主選擇實驗材料或實驗方法，在探索中形成自己的研究思路，并對結果進行分析。指導學生在預習報告中自行設計實驗方案，寫出實驗操作流程，上課前將設計好的實驗方案給教師審核，修改方案至可行。教師可以提出與實驗相關的問題給學生思考，如從新鮮果蔬中提取維生素C的溶劑可以用純水嗎？學生可以選擇用酸水和純水進行維生素C的提取，進行對比實驗以確定同一種水果中的維生素C在不同的溶劑中測得維生素C含量的變化，通過對比實驗得知維生素C在酸性溶液中穩定。為什么要進行空白對照實驗？它有何作用及如何進行呢？學生通過空白滴定，得知1%或2%的草酸溶液與具有還原染料的能力，通過空白對照實驗，減掉草酸溶劑的還原力，消除了溶劑的影響，使學生知道如何通過設置空白對照來消除溶劑的干擾，減少實驗誤差。

五、突出學生的主體地位，培養學生獨立分析與解決問題的能力

教學方法改變由教師講解演示、學生重復模仿的授課模式，可以在進行實驗前，由教師根據學生的預習情況，由教師抽選學生到講臺講解本次實驗的目的和原理，實驗的操作流程以及實驗過程中的主要注意事項等，教師對學生講解不清楚的內容加以補充，然后由學生獨立完成實驗操作。教師對學生設計的實驗方案進行分析，并且對其作相應修改，由學生獨立配制試劑，在從進行材料處理、具體實驗操作流程、實驗數據的記錄到結果分析的各環節都獨立完成，使學生在實驗過程中得到較多的實際鍛煉，增強學生獨立科研的能力。在整個實驗實施過程中，突出學生的主體地位，引導學生進行自主實驗，教師在實驗過程中要善于啟發學生自主觀察及獨立分析實驗現象，對學生在實驗中發現的問題啟發學生獨立思考，學會分析問題產生的原因及如何解決。要求學生思考為何整個滴定實驗操作過程要迅速，每個滴定過程一般不超過2分鐘。這是因為還原型抗壞血酸也可以被空氣中的氧所氧化。每個滴定實驗所用的染料的量不應小于1ml或多于4ml，如果滴定樣品含維生素C所用的染料太多或太少則說明樣品溶液中維生素C的含量太高或太低，此時讓學生思考通過什么方法可以使滴定實驗所用的染料的量不應小于1ml或多于4ml，讓學生自己思考得出可酌情增減樣液用量或改變提取液稀釋倍數的方法。

六、結語

通過強調要求學生進行預習，在預習報告中設計實驗的操作方案，在上課過程中要求學生獨立完成實驗過程，課后認真完成實驗報告，等等環節，發揮學生在實驗教學中的主體地位作用，使學生在實驗教學過程中得到較多的實踐煅練，培養了他們獨立分析問題和解決問題的能力。

參考文獻：

[1]王進波，齊莉莉.基于應用型創新人才培養的生物化學實驗教學模式探索[J].生命的化學，2016，（03）：413-416.

[2]李曉宇，包永明，李寧，謝健.改革生物化學實驗教學提高學生綜合素質[J].實驗科學與技術，2015，（05）：100-101，104.

[3]徐先林.以注重預習效果為導向的生物化學實驗教學設想[J].教育教學論壇，2016，（14）：267-268.

Abstract：Through biochemistry experiment teaching reform，emphasize the preview link，the implementation of inquiry-based teaching methods，highlight the status of the student to improve students' ability of independent design and complete experiment operation，cultivating students' innovative application ability，improve the effect of experiment teaching.

Key words：vitamin C；preview；research-style teaching；student status