“鑒定食物的主要成分”的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法探究

摘?要：文章基于教學(xué)實(shí)踐后，對蘇科版《生物學(xué)》七年級上冊第五章第一節(jié)《飲食與營養(yǎng)》中“鑒定食物的主要成分”這一實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了深入思考，指出教材所示驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)所存在的一些問題，提出改進(jìn)建議。以“食物中的主要成分是什么？”為問題，將書本的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)改變成探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生自帶食材，培養(yǎng)學(xué)生自主探究的能力。同時(shí)，對食物成分鑒定方法存在的問題作了補(bǔ)充。

關(guān)鍵詞：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn);探究實(shí)驗(yàn);實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

一、 研究背景

實(shí)驗(yàn)是生物課程的重要組成部分，生物教材中的實(shí)驗(yàn)可分為兩大類：驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)和探究實(shí)驗(yàn)。《義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出生物學(xué)科課程基本理念，其中重點(diǎn)倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。目前，我國的基礎(chǔ)教育課程改革也在大力推進(jìn)學(xué)習(xí)方式的改變，鼓勵(lì)學(xué)生通過自主探究構(gòu)建知識。參與探究可以培養(yǎng)學(xué)生各方面的綜合能力，如收集信息、處理信息、分析問題、交流合作等能力，不僅如此，還能培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維和創(chuàng)新精神，為培養(yǎng)有著生物核心素養(yǎng)的人才而奠定必要的能力基礎(chǔ)。

在初中階段，學(xué)生第一次接觸到生物這門學(xué)科，創(chuàng)設(shè)良好的實(shí)驗(yàn)探究氛圍有助于幫助學(xué)生養(yǎng)成對生物的熱愛與興趣。因此，在初中階段，如何去研究教材，上好一節(jié)實(shí)驗(yàn)課值得反復(fù)推敲。筆者在教學(xué)實(shí)踐中，對于蘇科版《生物學(xué)》中，“鑒定食物的主要成分”這一實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行了思考，提出以下分析與建議。

二、 教材分析

（一）教材實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

蘇科版《生物學(xué)》七上第五章第一節(jié)《飲食與營養(yǎng)》中，對于鑒定食物的主要成分是這樣做的：

首先明確淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪的檢驗(yàn)方法：

然后鑒定食物的主要成分：

①取一些飯粒，向其上滴加碘酒。觀察顏色變化。

②取等量雞蛋清分別放入兩只燒杯里，向其中一只加入少量開水，輕輕攪拌;向另一只加入少量蒸餾水，輕輕攪拌。觀察是否有白色沉淀。

③取炒熟的花生種子，放在白紙上用力擠壓，觀察紙上出現(xiàn)的現(xiàn)象。與食用油油斑進(jìn)行比較。

這一實(shí)驗(yàn)在教材中的定位接近于驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，分別提供了淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪的常用檢驗(yàn)方法，學(xué)生了解這些鑒定物質(zhì)的方法后，以饅頭為實(shí)驗(yàn)材料滴加碘酒驗(yàn)證其主要成分是淀粉，用雞蛋清驗(yàn)證其主要成分是蛋白質(zhì)，用花生驗(yàn)證其主要成分是脂肪，最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

（二）實(shí)驗(yàn)過程中存在的問題

1. 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)帶來的局限性

這樣的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)安排操作簡便，能讓學(xué)生直觀感受到這幾種食物中含有某種營養(yǎng)成分。但驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)往往已經(jīng)告知學(xué)生結(jié)果，例如饅頭、雞蛋清、花生的主要成分分別是淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪，重點(diǎn)在于去驗(yàn)證食物中是否含有這種物質(zhì)，只重視能否得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，卻不注重探究的過程，影響學(xué)生主動(dòng)性思維和創(chuàng)新性思維的培養(yǎng)。缺乏留給學(xué)生主動(dòng)探究的空間與時(shí)間，學(xué)生難以認(rèn)識到同一種食物含有各種營養(yǎng)成分，各種食物中所含營養(yǎng)物質(zhì)的種類和含量是不同的。

2. 驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)帶來的邏輯沖突

盡管學(xué)生可能已有一些前概念，了解饅頭、雞蛋清和花生的主要成分。但學(xué)生仍然不免會提出一系列邏輯問題，這些前概念是否正確？為什么饅頭的主要成分是淀粉？為什么雞蛋清的主要成分是蛋白質(zhì)？為什么花生的主要成分是脂肪？饅頭、雞蛋清和花生中就沒有其他營養(yǎng)成分了嗎？其他常見食物的主要營養(yǎng)成分又是什么？這是教材中的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)所無法解決的問題，也是邏輯沖突之所在。

3. 教材實(shí)驗(yàn)操作過程中的一些問題

第一，用碘酒檢驗(yàn)淀粉的過程中，教師通常使用淀粉溶液先進(jìn)行演示，向?qū)W生展示淀粉遇到碘酒會變藍(lán)這一現(xiàn)象。但此實(shí)驗(yàn)中用量不易把握，淀粉濃度大小和滴碘液多少都會影響其顯色，可能出現(xiàn)棕黃色、深棕色、藍(lán)色、藍(lán)紫色等。同樣的，學(xué)生實(shí)驗(yàn)時(shí)向饅頭上直接滴加碘液，因?yàn)榈渭恿侩y以掌握，容易造成藍(lán)紫色過深，接近于紫黑色，造成現(xiàn)象不統(tǒng)一，學(xué)生不易理解。

第二，蛋白質(zhì)的檢驗(yàn)中，向蛋清中加入熱水，由于本節(jié)課的教學(xué)是在秋季學(xué)期，教學(xué)至此時(shí)天氣已經(jīng)比較寒冷，課前準(zhǔn)備好的熱水容易冷掉，加熱不足很容易導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)中蛋清里難出現(xiàn)白色固態(tài)物質(zhì)，現(xiàn)象不明顯。

第三，脂肪的檢驗(yàn)中，由于學(xué)生按壓花生的力氣較小以及選用的花生體積的太小，都有可能導(dǎo)致白紙上留下的油斑太小，現(xiàn)象不明顯。

三、 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

（一）檢測方法改進(jìn)

1. 檢驗(yàn)淀粉：饅頭變?nèi)芤?/p>

由于碘酒和淀粉混合后呈現(xiàn)的顏色受到淀粉濃度和碘酒滴加量的影響，教師在學(xué)生實(shí)驗(yàn)前，應(yīng)該跟學(xué)生明確這一現(xiàn)象，并且進(jìn)行演示——取一定量淀粉溶液，慢慢地一滴一滴滴加碘酒，顏色出現(xiàn)棕黃色、深棕色、藍(lán)色、藍(lán)紫色的過渡，說明顏色受到碘酒滴加量的影響;同樣取幾只裝有濃度不同淀粉溶液的試管，分別滴加相同量碘酒，發(fā)現(xiàn)顏色也各不相同，說明顏色也受到淀粉濃度的影響。

而學(xué)生在向饅頭直接滴加碘液后，會發(fā)現(xiàn)顏色變成紫黑色，此時(shí)就需要老師及時(shí)地點(diǎn)明這和淀粉濃度有關(guān)，可以將饅頭搗碎加水之后，稀釋其中的淀粉濃度，再滴加碘酒就能明顯看到“變藍(lán)”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

2. 檢驗(yàn)蛋白質(zhì)：液體直接加熱

前述問題中講到，由于氣溫問題，課前為學(xué)生提供的熱水可能冷掉而影響現(xiàn)象，因此筆者建議直接改為對蛋清進(jìn)行加熱。一方面，直接對蛋清進(jìn)行加熱所得到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加直接明顯，直觀地看到蛋白質(zhì)凝固成白色固體;另一方面，省去了倒熱水的步驟，避免了熱水冷卻等的問題，同時(shí)也可以鍛煉學(xué)生使用酒精燈等常用實(shí)驗(yàn)器材的方法;另外，產(chǎn)生的固體蛋白質(zhì)，還可以讓學(xué)生用鑷子夾取，直接放在酒精燈上燃燒，聞一聞蛋白質(zhì)燃燒發(fā)出的臭味，體會固體蛋白質(zhì)的檢驗(yàn)方法。正所謂一舉三得，這是直接加熱水所達(dá)不到的效果。

3. 檢驗(yàn)脂肪：設(shè)置多重對照

教材實(shí)驗(yàn)中，設(shè)置了食用油涂抹的油斑作為對照，筆者認(rèn)為，此處應(yīng)該在添加一張有水斑的紙作為對照。水斑過一段時(shí)間會消失，而油斑不會，通過觀察自己按壓得到的痕跡，體會有的食材中也是含有水分的。

（二）優(yōu)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)——由驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變?yōu)樘骄繉?shí)驗(yàn)，聯(lián)系生活

將教材驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)改變?yōu)樘骄凯h(huán)節(jié)，以“××食物中的主要成分是什么？”問題引領(lǐng)，引導(dǎo)學(xué)生明確一種食物當(dāng)中不應(yīng)該只有一種成分，指導(dǎo)學(xué)生要對食物進(jìn)行多方位鑒定。同時(shí)也鼓勵(lì)學(xué)生自帶食物進(jìn)行鑒定，聯(lián)系生活，培養(yǎng)學(xué)生對探究的熱情。學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)獲得證據(jù)，知道食物中存在多種營養(yǎng)物質(zhì)（淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪等），其中主要的營養(yǎng)物質(zhì)含量相對較高，在鑒定過程中效果顯著，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論“××食物的主要營養(yǎng)物質(zhì)是什么”。

課堂教學(xué)可以分成如下幾個(gè)環(huán)節(jié)：

第一環(huán)節(jié)：教師演示各種營養(yǎng)物質(zhì)的檢驗(yàn)方法

第二環(huán)節(jié)：教師以饅頭為例，引導(dǎo)學(xué)生探究饅頭的主要成分是什么？首先讓學(xué)生自主完成探究活動(dòng)報(bào)告（表2）的提出問題、作出假設(shè)這一部分，接著引導(dǎo)學(xué)生如何制訂計(jì)劃去探究饅頭的主要成分，要對饅頭進(jìn)行多方位鑒定，淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪都要檢測，明確其中主要的營養(yǎng)物質(zhì)含量相對較高，在鑒定過程中效果顯著。通過實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)燃燒饅頭、按壓饅頭都沒有出現(xiàn)臭味和油斑，滴加碘酒后明顯變藍(lán)。得出結(jié)論，饅頭的主要成分是淀粉。

第三環(huán)節(jié)：對于蛋清、花生及學(xué)生自帶的食材，要求借鑒“探究饅頭的主要成分”這一實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生自己思考設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，完成探究活動(dòng)報(bào)告。

第四環(huán)節(jié)：討論交流，沒有觀察到明顯現(xiàn)象是否意味著這種食物完全不含有這種成分？一種食物只有一種成分嗎？不同食物的成分含量相同嗎？

四、 反思與總結(jié)

探究實(shí)驗(yàn)離不開理論基礎(chǔ)和實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范。我們當(dāng)然應(yīng)該在探究開始前，鞏固基礎(chǔ)知識，學(xué)習(xí)淀粉、蛋白質(zhì)和脂肪的鑒定方法，掌握這些基礎(chǔ)才能提高學(xué)生對完成自主探究實(shí)驗(yàn)的自信，為探究的進(jìn)行奠定基礎(chǔ)。

改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)是一個(gè)學(xué)生可實(shí)施的科學(xué)探究活動(dòng)，可以讓學(xué)生體驗(yàn)完整的科學(xué)探究過程，克服了學(xué)生的固定思維方式，更符合學(xué)生的思維邏輯。從驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)改為探究實(shí)驗(yàn)，步驟循序漸進(jìn)，增強(qiáng)了思維的靈活性，培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維，鍛煉了學(xué)生的探究能力。同時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生自備食材，利用檢驗(yàn)營養(yǎng)成分的科學(xué)方法獲得相應(yīng)證據(jù)，解決實(shí)際問題，增強(qiáng)了學(xué)生的探索性和趣味性，更進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的自主探究能力和對待事物的科學(xué)思辨態(tài)度。

生物是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的課程，然而有研究表明當(dāng)今學(xué)生卻最為不喜歡探究實(shí)驗(yàn)。筆者認(rèn)為，原因是一方面學(xué)生沒有或者很少親自動(dòng)手做過實(shí)驗(yàn);另一方面教師教學(xué)的過程中很少把時(shí)間交給學(xué)生去探究，花在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)更多，這樣會嚴(yán)重限制學(xué)生發(fā)散性思維的發(fā)展。當(dāng)下初中生物教學(xué)，應(yīng)改變學(xué)生被動(dòng)學(xué)習(xí)的地位，使學(xué)生親自進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生對實(shí)驗(yàn)探究的興趣，鼓勵(lì)學(xué)生大膽地去假設(shè)、去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、去分析原因，化驗(yàn)證為探究。

參考文獻(xiàn)：

[1]廖秋華.初中生物探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)的優(yōu)化策略[J].科學(xué)咨詢：教育科研，2020（4）：229.

[2]盧群，柳忠烈.“探究幾種食物中的營養(yǎng)成分”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)[J].生物學(xué)通報(bào)，2014，49（8）：23-26+63.

[3]安吉強(qiáng).“探究食物中的營養(yǎng)成分”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].貴州教育，2008（18）：43.

[4]汪岱華.“探究食物中的主要營養(yǎng)成分”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索[J].生物學(xué)教學(xué)，2018，43（9）：50-51.

作者簡介：

姜艷婷，江蘇省昆山市，昆山開發(fā)區(qū)青陽港學(xué)校。