“比較不同果蔬中維生素C的含量”實驗的改進與優(yōu)化

宋淑敏

摘要：對“比較不同果蔬中維生素c的含量”實驗進行了拓展與優(yōu)化，使該實驗具有材料易取、操作簡便、結果精準等優(yōu)點，培養(yǎng)了學生的思維能力，可以促進學生關注日常生活。

關鍵詞：不同果蔬 維生素C 實驗改進 生物學實驗

中圖分類號：Q-331 文獻標志碼：B

“比較不同果蔬中維生素C的含量”是初中生物濟南版教材七年級下冊第一章第一節(jié)“食物的營養(yǎng)成分”中的一個探究活動。教材中利用維生素C能使紫色高錳酸鉀溶液褪色的原理，采用“研磨—過濾一滴定”的方法，比較哪種果蔬中含有較多的維生素C。然而，學生在實際操作過程中，發(fā)現了該實驗存在一些不足之處。經過師生細致的研討，學生找出了問題所在，并進一步找到了解決問題的有效途徑，有效地改進了本次實驗，提高了學生的動手能力和分析解決問題的能力，取得了較好的效果。

1教材中實驗目的、內容及思考

1.1實驗目的

①通過科學實驗探究，比較不同蔬菜或水果中維生素c的含量。②通過探究實驗，提高學生的實驗技能、動手操作能力以及信息收集和處理能力。③培養(yǎng)學生的參與精神和合作意識，提高學生的知識遷移能力。④引導學生理論聯系實際、學以致用，提高用所學的知識解決實際問題的能力。

1.2實驗內容

維生素C在蔬菜和水果中含量較高，不同果蔬中含量不同。維生素C的水溶液能夠使紫紅色的高錳酸鉀溶液褪色。根據高錳酸鉀溶液完全褪色所需果蔬提取液的多少，就可以粗略估計不同果蔬中維生素C的含量。教材中提出了問題：哪些蔬菜或水果中含有較多的維生素c呢？教師引導學生提出假設，嘗試設計實驗，完成實驗，分析實驗現象并得出結論。教師指導學生采用傳統(tǒng)的“研磨一過濾一滴定”的方法進行實驗操作。

1.3實驗后的思考

教師在指導學生進行實驗操作的過程中，發(fā)現了實驗內容、實驗方法、實驗思路、實驗試劑等方面都可以進一步改進和創(chuàng)新。改進后的實驗內容更充實，實驗方法更簡便易操作，實驗結果更科學準確。

2實驗改進與創(chuàng)新點

2.1實驗內容的改進與創(chuàng)新

原實驗設計只有“比較不同果蔬中維生素C含量的差別”這一內容，內容較為單一。教師結合學生的實際生活，實驗內容可以進一步拓展與改進。拓展后的設計如下：

①比較不同果蔬中維生素c含量的差別（如鮮棗和蘋果）。

②比較同種果蔬不同部位維生素c的含量的差別（如芹菜葉和芹菜莖）。

③比較蔬菜烹飪之后維生素c含量的變化（如生黃瓜汁和熟黃瓜汁）。

④比較果蔬飲料與新鮮果蔬中維生素c含量的差別（如橙汁飲料和鮮橙汁）。

⑤比較久置后的蔬菜與新鮮蔬菜中維生素c的差別（如放置7 d的黃瓜和新鮮黃瓜）。

改進意義：拓展創(chuàng)新后的實驗內容更充實更豐富，更加有效地引導了學生對日常生活和飲食的關注。

2.2實驗方法的改進與創(chuàng)新

在按照教科書中的方法（研磨一過濾一滴定）進行實驗的過程中，學生發(fā)現了一些問題。例如，用研缽研磨、漏斗過濾的方法制備果蔬提取液耗時長且費力、實驗誤差較大。為此，創(chuàng)新了實驗儀器和實驗方法。

2.2.1關于步驟一“研磨”的改進

教材采用“研缽研磨，漏斗過濾”的方法耗時、費力，且對像芹菜這樣出汁少的果蔬不適用。針對以上問題，教師引導學生思考日常生活中有哪些簡易的工具可以利用。學生最終選擇了家庭中常用的擦條器、簡易榨汁機和紗布：

①先研磨，再包裹在紗布中擠壓出汁，主要針對芹菜這樣難出汁的材料。

②先用擦條器擦條，再包裹在紗布中擠壓，主要針對黃瓜等易擦條的材料。

③直接采用簡易的手動榨汁機壓取汁液等。

改進意義：這些方法操作簡便，不僅出汁多，而且出汁快，有效地提升了課堂效率。

2.2.2關于步驟二“滴定”的創(chuàng)新

教材在滴定時使用“滴管滴定”的方法，存在較大誤差。針對該問題，教師引導學生思考誤差產生的原因：

①在滴定時，由于手的抖動容易使液滴滴到試管壁上：

②手捏膠頭用力不均勻也會導致液滴大小不同。

基于以上思考，最終確定的改進方案為采用化學中常用的實驗儀器比色管和滴定管來解決這一問題：

①比色管的管底是平的，可以放在桌面上進行滴定，有效地避免了由于手的抖動而使液滴滴到試管壁上。

②滴定管可以精確測量果蔬汁的使用量，精確到0.1 mL。

改進意義：這樣測得的實驗數據更準確，有效地減小了實驗誤差。

2.3實驗思路的優(yōu)化

在實驗過程三“滴定”中，教材中采取了向高錳酸鉀溶液滴定果蔬汁的方法，實驗思路相對單一。為此，學生提出疑問：向果蔬汁中滴加高錳酸鉀溶液的方法可行嗎？教師引導學生分析該原理是否可行，然后進行實驗，實驗中發(fā)現該方法的問題是用量大、耗時長。于是，如何能解決用量大且耗時長的問題成為學生探究的焦點。學生通過不斷地反復嘗試，得出以下方法：

①減少被滴定的果蔬汁的用量。

②提高高錳酸鉀的濃度，經反復嘗試發(fā)現將高錳酸鉀的濃度提高10倍質量分數為0.1%，即可有效的解決這一問題。

改進意義：這種方法雖然沒有教材中原有的方法現象明顯，但反滴也是可行的。在教學中，教師要鼓勵學生進行逆向思維。同時，這也體現出了課堂生成的重要價值。

2.4實驗試劑的改進

教材中采用了高錳酸鉀作為滴定的實驗試劑，該試劑不易購買且有腐蝕性，實驗存在局限性。在實驗過程中，思考實驗試劑的改進也是非常重要的一個方面。如果能找到生活中常見的材料試劑等進行改進以替代，將大大提高了實驗的可操作性，使其更簡便易行。在該實驗中，教師引導學生思考是否有常見的材料可以替代。學生通過查找資料，提出可以制備簡易維生素C檢測液。其制備方法為：首先，向清水中加入少許淀粉制成稀淀粉液，然后向其中加入少許碘酒直至淀粉液變藍;所得到的藍色溶液即制備的簡易維生素C檢測液。倘若沒有淀粉，也可以用淘米水代替淀粉液。

改進意義：簡易檢測液代替高錳酸鉀溶液，增加了安全性，大大提高了該實驗的簡便性和可操作性。

3實驗結果和結論

（1）棗中的維生素C含量明顯高于蘋果。經多次測定，學生發(fā)現像水果中的棗和獼猴桃、蔬菜中的青椒和苦瓜的維生素C含量較高。

（2）芹菜葉的維生素C含量約為芹菜莖的兩倍多。這說明同種果蔬不同部位的維生素C含量可能不同。

（3）黃瓜汁加熱后維生素C含量減少。這說明蔬菜烹飪之后維生素c的含量有所流失。

（4）橙汁飲料中的維生素C含量明顯高于鮮橙汁。經查證，果蔬飲料中含有一定量的人工合成的維生素C。

（5）放置7 d的黃瓜和新鮮的黃瓜相比，維生素C的含量有所減少。這說明果蔬盡可能新鮮時食用。

4實驗拓展與優(yōu)化的反思

本節(jié)課上，教師從生活實際出發(fā)，引導學生利用所學知識解決了生活中遇到的問題。通過改進本次實驗，節(jié)約了榨汁時間，減小了實驗的誤差，增加了實驗的科學性和準確性。同時，學生了解到不同果蔬中的營養(yǎng)物質含量有差異，明確日常飲食中的食物要多樣化，培養(yǎng)了健康生活意識，從而幫助養(yǎng)成良好的生活方式。

該實驗改進拓展了學生的思維方式，方便學生在家中可以進行實驗，培養(yǎng)了學生學習生物的濃厚興趣和科學的思維方式，有效地提高了學生的動手能力和分析解決問題的能力，培養(yǎng)了學生的生物學學科核心素養(yǎng)。