探索高中生物實驗改進研究

編輯: 逍遙路 關鍵詞: 高中生物 來源: 高中學習網(wǎng)

1.課題的提出

生物學實驗是學生獲取生物知識的最有效手段之一,同時在對學生整體素質的提高方面,起到了非實驗教學無法替代的作用,F(xiàn)行的生物課本中安排的生物實驗仍有不少的遺憾。實驗方法陳舊,跟不上時代發(fā)展

翻看國外及港臺的中學生物實驗指導,其中我們教師大學時代才接觸到實驗有很多,如果蠅的培養(yǎng)實驗、利用小白鼠的多種實驗、蛋白質的雙縮尿試驗、還原糖的斐林試劑實驗等等,且實驗更注重研究性與實驗設計的科學性,不少的實驗材料及實驗器材已經更新。反觀我們的實驗教材,確實有一種跟不上時代發(fā)展的感覺。所以應從實驗教材的改革入手,做些適應當前素質教育要求的必要調整,遵循“以學生發(fā)展為本”的原則。

高中生物新教材中增添了許多實驗內容,意在通過加強實驗教學,培養(yǎng)學生的動手能力、科技創(chuàng)新能力以及探索科學知識的方法技巧。這非常好也非常必要。但在教學過程中,通過反復實驗驗證,發(fā)現(xiàn)教材中一些實驗操作不太合理,需加以改進和創(chuàng)新。例如實驗七“pH對酶活性的影響”,該實驗設計用斐林試劑來檢測淀粉是否被催化水解為還原性糖,從而驗證不同pH對酶活性的影響。這樣設計有缺陷,因為斐林試劑就是新制的氫氧化銅懸濁液,氫氧化銅遇酸發(fā)生中和反應,導致實驗失敗。

2、研究的目的與理論依據(jù)

生物科學和其他自然科學一樣,本質上是實驗科學。實驗教學是生物學教學的基本形式之一,課程標準所倡導的探究性學習,有許多活動也是通過實驗來進行的。實驗教學就需要對生物學實驗室,基本的實驗器材和條件,還有實驗的動植物、微生物材料不斷的設計與改善。

新課程標準在“課程資源的開發(fā)利用”中指出:“應高度重視學校生物學實驗室建設,積極營造良好的實驗、實踐環(huán)境,同時也應鼓勵學生和教師充分利用身邊廉價的器具和材料,設計富有創(chuàng)造性的實驗和實踐活動!睂嶒炇业目茖W設計,設備配置,乃至管理,都需要生物學教師出主意、想辦法。對于實驗教學,教師們是很有經驗的,因此,這里僅提出加強和改進方面的一些意見。

3.課題主要研究方法和過程

3.1研究方法

3.1.1、資料法。廣泛搜集、閱讀、研究高中生物實驗原理和實驗改進的實例,從中借鑒經驗。

3.2.2、對比法。以對比研究的形式,組織同一課內容在平行班級做不同處理改進的研究課、通過對比研究,進一步觀察實際效果和出現(xiàn)的問題。

3.3.3、經驗總結法。及時總結經驗,概括提煉出可供多實驗改進借鑒的一般“原則”和“方法”。

3.2研究過程

3.2.1問題發(fā)現(xiàn)

實驗七“pH對酶活性的影響”,該實驗設計用斐林試劑來檢測淀粉是否被催化水解為還原性糖,從而驗證不同pH對酶活性的影響。這樣設計有缺陷,因為斐林試劑就是新制的氫氧化銅懸濁液,氫氧化銅遇酸發(fā)生中和反應,導致實驗失敗。故在實驗過程中改用碘液來驗證淀粉是否被水解,結果實驗仍然失敗。

3.2.2原因分析

分析如下:試管2:新鮮的淀粉酶溶液1mL+5%NaOH溶液1mL+可溶性淀粉溶液2mL,保溫,用碘液檢驗無顏色變化,說明淀粉已水解。是淀粉酶催化淀粉水解的嗎?不是,在這種堿性(pH約為13~14)條件下淀粉酶已失去活性。那淀粉為什么會水解?原因是堿可作為淀粉水解的催化劑,在NaOH的催化作用下,淀粉迅速水解。
試管3:新鮮的淀粉酶溶液1mL+5%HCl溶液1mL+可溶性淀粉溶液2mL,保溫,用碘液檢測顯紫色或無色。若保溫的溫度較低,試管中呈紫色;若保溫的溫度稍高(不影響酶的活性,1號試管對照可知),則試管中加碘液為無色,這又說明淀粉已水解。但淀粉酶在強酸性環(huán)境中已失去活性。究其原因:淀粉在酸作催化劑和加熱的條件下水解。高中化學第二冊(新教材)P.191實驗7~4即有驗證。

3.2.3實驗改進方案

本實驗有多處設計不合理,需要重新設計。可用如下的創(chuàng)新小實驗來代替實驗七。
創(chuàng)新:探索pH對酶(過氧化氫酶)活性的影響。

實驗原理:新鮮的肝臟中含有過氧化氫酶,可催化過氧化氫水解成水和氧氣。

3.2.4改進設計
方法步驟:(1)取3支潔凈的試管,編上號,并分別按下表中序號1至序號4的要求操作。

(2)振蕩這3支試管,使試管內的液體混合均勻,等3min~5min。
(3)在3支試管內各加入2mL3%的過氧化氫溶液。輕輕振蕩,使試管內的物質混合均勻。
(4)觀察這3支試管內的變化,記錄哪支試管產生的氣泡多,反應快。
實驗結果:1號試管反應劇烈,氣泡最多;2號試管氣泡很少;3號試管幾乎不產生氣泡。
3.2.5結論:

用不同pH對過氧化氫酶活性的影響,催化過氧化氫水解成水和氧氣代替淀粉被催化水解為還原性糖。上述實驗說明,過酸過堿都影響過氧化氫酶的活性,過氧化氫酶的催化作用需要適宜pH值。


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