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      小議一節(jié)高三生物實驗課的設(shè)計

      2018-12-30 01:19吳雪姍
      關(guān)鍵詞:高三

      吳雪姍

      摘要:生物學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科,是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的學(xué)科。其核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任。而生物實驗的操作是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵,但是,由于各方面原因,生物實驗在教學(xué)中很少開展,尤其是在高三畢業(yè)年級。針對此問題,本人就一節(jié)高三生物實驗課的設(shè)計進(jìn)行探討,以期促動更多的實驗課能積極開展起來。

      關(guān)鍵詞:高三;生物實驗課;蛋白質(zhì)鑒定

      中圖分類號:G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A???? 文章編號:1992-7711(2018)19-067-2

      一、探討背景

      生物學(xué)是自然科學(xué)中的一門基礎(chǔ)學(xué)科,是研究生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的學(xué)科。其核心素養(yǎng)包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會責(zé)任①。而生物實驗的操作是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的關(guān)鍵。但是在高三,有關(guān)生物實驗的知識點和解題技巧往往只會大量印刷成冊,發(fā)給考生背!背!背!許多學(xué)校,除了在高一偶爾做一兩次操作簡單的實驗外,其它的年級幾乎是不做實驗的,尤其是高三。高三,考試測驗都來不及,怎么可能再花課時去做實驗?zāi)???/p>

      如此的紙上談兵,如何體現(xiàn)和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和科學(xué)精神?!因此在為高校選拔人才時,高考注重的是對學(xué)生生物學(xué)基本素養(yǎng)和實驗?zāi)芰Φ目疾?,尤其是以課本為基礎(chǔ)而進(jìn)行的知識遷移和探究能力??纯礆v年的考綱中對實驗操作能力的要求,再研究一下歷年各個地區(qū)的生物高考題,我們老師都會發(fā)現(xiàn),如果學(xué)生沒有真正親自動手實踐過,紙上談兵的記憶根本無法靈活使用,甚至因為沒有感性認(rèn)識,對實驗知識點的記憶都比較困難。所以,再忙,也別忘了做實驗!

      當(dāng)然,高三學(xué)生的復(fù)習(xí)時間的確有限,而且高考是對學(xué)生能力的綜合性的考查,所以在高三復(fù)習(xí)的實驗課上,不能簡單重復(fù)課本上的知識點和實驗操作步驟,而應(yīng)更注重知識的綜合和探究技能的鼓勵!

      所以,下面將以本人實際開設(shè)的一堂高三實驗課為例,探討一下高三實驗復(fù)習(xí)課的設(shè)計和效果。如有不足之處,歡迎批評指正!

      二、實驗課堂設(shè)計和教學(xué)過程

      本節(jié)課以必修一的蛋白質(zhì)鑒定實驗為基礎(chǔ),設(shè)計改為探究不同條件下的處理情況。這樣設(shè)計既能提高高三學(xué)生的實驗操作技能和對步驟的熟練程度,也能讓學(xué)生進(jìn)一步理解實驗原理,會綜合運用所學(xué)知識發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題,相關(guān)結(jié)論可以成為高考實驗復(fù)習(xí)的材料。

      1.實驗教學(xué)目標(biāo)

      ●知識目標(biāo)

      (1)簡述生物組織中蛋白質(zhì)的鑒定方法

      (2)說出雙縮脲試劑的使用方法

      (3)推斷不同理化處理方法后,蛋白質(zhì)變性發(fā)生的是哪一結(jié)構(gòu)層次

      ●技能目標(biāo)

      嘗試用不同理化方法處理蛋白質(zhì)后,根據(jù)鑒定后的現(xiàn)象,進(jìn)而分析相關(guān)原因并進(jìn)一步探究。

      ●情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)

      通過設(shè)計和完成探究實驗的過程,讓學(xué)生養(yǎng)成遇事多思考,提升不怕困難的信心。

      2.實驗教學(xué)重難點

      重點內(nèi)容:(1)復(fù)習(xí)蛋白質(zhì)鑒定的實驗方法和操作步驟

      (2)設(shè)計不同理化方法處理蛋白質(zhì)后再用雙縮脲試劑進(jìn)行鑒定觀察現(xiàn)象

      難點內(nèi)容:(1)推斷不同理化處理方法后,蛋白質(zhì)變性發(fā)生的是哪一結(jié)構(gòu)層次

      (2)根據(jù)鑒定后的現(xiàn)象,進(jìn)而分析相關(guān)原因并進(jìn)一步探究。

      3.實驗原理

      (1)蛋白質(zhì)+雙縮脲試劑→紫色顏色反應(yīng)

      (2)在含有蛋白質(zhì)的生物材料里,加入NaOH溶液后,試管中的溶液呈堿性,肽鍵與Cu2+形成紫色的復(fù)雜化合物

      (3)食鹽、HCL、酒精、高溫會使蛋白質(zhì)變性;嫩肉粉中的木瓜蛋白酶能夠分解蛋白質(zhì)。

      4.實驗器材

      牛奶、雙縮脲試劑、蒸餾水、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%食鹽、質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%HCL、體積分?jǐn)?shù)為95%冷酒精、嫩肉粉、試管、試管夾、試管架、燒杯、酒精燈、量筒、天枰等

      5.實驗教學(xué)過程

      (1)新課導(dǎo)入:呈現(xiàn)一道常錯題,引出實驗需求。

      (2)讓學(xué)生利用現(xiàn)有試劑和器材分組分別完成實驗設(shè)計,并討論完善實驗步驟(要考慮對照、單一變量、重復(fù)性原則)。

      (3)學(xué)生動手操作實驗

      (4)實驗現(xiàn)象及分析:

      ①實驗現(xiàn)象:

      ②學(xué)生分析結(jié)論及再探究:

      實驗分析結(jié)論1:

      食鹽、酒精、高溫會使蛋白質(zhì)變性,但主要改變空間結(jié)構(gòu),沒有破壞肽鍵,所以仍呈現(xiàn)紫色。

      但有學(xué)生實驗過程提出酒精可否改為濃度75%常見的醫(yī)用(消毒)酒精,因為這是常用來殺死微生物的最佳濃度,有可能是對蛋白質(zhì)影響最明顯的?!

      也有部分同學(xué)提出實驗用食鹽成分不單一,可否考慮單一無機(jī)鹽對蛋白質(zhì)的影響?!

      ●進(jìn)一步探究:

      添加實驗組:2mL牛奶+2mL體積分?jǐn)?shù)為75%醫(yī)用酒精溶液,振蕩混勻,加雙縮脲試劑,觀察現(xiàn)象。

      分析得出結(jié)論:75%醫(yī)用酒精溶液對蛋白質(zhì)的影響與體積分?jǐn)?shù)為95%冷酒精溶液基本一致的。

      添加實驗組:2mL牛奶+2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%氯化鈉溶液,振蕩混勻,加雙縮脲試劑,觀察現(xiàn)象。

      分析得出結(jié)論:食鹽對蛋白質(zhì)的影響與等濃度氯化鈉溶液基本一致的

      實驗分析結(jié)論2:

      HCL作為酸,會使蛋白質(zhì)變性。對于不出現(xiàn)紫色原因有一部分同學(xué)結(jié)論是酸破壞肽鍵,而無法形成紫色絡(luò)合物;

      還有一部分同學(xué)認(rèn)為HCL中和了雙縮脲試劑A(0.1g/mLNaoH),所以雙縮脲試劑無法發(fā)揮作用。

      ●進(jìn)一步探究:

      2mL牛奶+2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15%HCL溶液,充分振蕩,并放置10分鐘,再加入等體積和濃度的NaoH中和試管中的酸,再加入雙縮脲試劑,觀察現(xiàn)象:

      分析得出結(jié)論:鹽酸的確會破壞蛋白質(zhì)肽鍵,影響紫色顯色反應(yīng)生成。

      實驗分析結(jié)論3:

      嫩肉粉中含有木瓜蛋白酶,可以水解蛋白質(zhì),破壞肽鍵。

      但是該組實驗仍呈現(xiàn)紫色。學(xué)生考慮木瓜蛋白酶本質(zhì)也是蛋白質(zhì),紫色的出現(xiàn)很有可能由于木瓜蛋白酶引起。

      ●進(jìn)一步探究:

      學(xué)生向2mL質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%嫩肉粉溶液加入與實驗組等量雙縮脲試劑,溶液呈現(xiàn)紫色,證明上述觀點。(照片)

      作為高三的學(xué)生,本組實驗中有同學(xué)立刻聯(lián)系到選修一酶的固定化技術(shù),但經(jīng)過小組討論教材上所提供的包埋法不適合小分子酶,學(xué)生查找文獻(xiàn)設(shè)計用石英砂來吸附木瓜蛋白酶做一個簡易的反應(yīng)柱(學(xué)生利用針筒、吸管、濾紙制作),比較處理后的前后現(xiàn)象差異(裝置圖);

      分析得出結(jié)論:嫩肉粉可以破壞肽鍵,影響紫色顯色反應(yīng)生成。

      同時也有同學(xué)認(rèn)為,木瓜蛋白酶并不能水解牛奶中所有種類蛋白質(zhì)中的肽鍵,可能存在一定的特異性,該觀點由學(xué)生進(jìn)一步查閱相關(guān)文獻(xiàn)

      (5)學(xué)生小結(jié):

      1.蛋白質(zhì)通過利用雙縮脲試劑進(jìn)行鑒定

      2.不同理化條件處理下,蛋白質(zhì)被破壞的結(jié)構(gòu)層次不一定相同,效果也有所差異

      3.通過實驗可以表明雙縮脲試劑可以鑒定蛋白質(zhì),但不能證明蛋白質(zhì)是否具有功能活性。

      6.課堂評價

      整節(jié)課中,學(xué)生們很興奮,很積極,而且出乎老師意料的利用各種所學(xué)過甚至沒學(xué)過的思路對實驗進(jìn)行各種設(shè)計和拓展,思維的活躍就如同高考試卷上的新題的思路那么跳躍。所以我認(rèn)為該實驗課的開展的確可以既幫助高三學(xué)生鞏固復(fù)習(xí)基本理論和基本操作,同時拓展和綜合了相關(guān)知識點,增強(qiáng)其實驗探究和操作能力,幫助他們對一些高考實驗題的理解,可謂一舉多得。且本節(jié)課在區(qū)里公開開展后也頗受好評。

      三、小結(jié)反思

      其實,很多時候?qū)W生的實驗課沒有開展起來并不是因為課時緊張,而且我們做教師的對實驗的不重視,認(rèn)為背一背知識點就行了。而這種像對待文科一樣對待理科的生物教學(xué),是無法讓學(xué)生對實驗知識點有感性的認(rèn)識,從而大大降低學(xué)生對生物學(xué)的興趣。而興趣卻又是學(xué)習(xí)的最佳動力。尤其是面臨高考的高三學(xué)生,興趣不僅可以促進(jìn)他們在枯燥的高三復(fù)習(xí)過程中主動投入課堂,更可以幫助他們打開思維,學(xué)會解決問題,這不也正是我們老師希望他們在高考考場上發(fā)揮出來的能力嗎?!

      同時,我們很多老師只是簡單地讓學(xué)生重復(fù)課本上的基礎(chǔ)實驗操作,甚至就是用多媒體給學(xué)生看看實驗視頻以作演示,而不愿花時間專門設(shè)計一節(jié)綜合性的高效的實驗課,也是實驗課的低效表現(xiàn)。尤其在高三,學(xué)生會覺得這種實驗課浪費復(fù)習(xí)時間,還不如不做。

      所以,為了高三學(xué)生在有限的復(fù)習(xí)時間里提高實驗?zāi)芰Γ黾訉W(xué)習(xí)興趣和動力,我們教師再忙,也要靜下心來認(rèn)真研究一堂實驗課,把基礎(chǔ)與創(chuàng)新融合,把設(shè)計與操作貫通,然后讓我們的學(xué)生親自參與。次數(shù)不一定多,但一堂實驗課里呈現(xiàn)的綜合性一定要體現(xiàn)出來。我相信通過這樣的實驗課程,高三學(xué)生的生物學(xué)基本素養(yǎng)和實驗?zāi)芰咏呖歼x拔的要求,成績也會因此有所突破。這就是所謂的“磨刀不誤砍柴工”呀!

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