“口腔对淀粉的消化作用”实验的改进

现行的济南版义务教育课程标准实验教科书《生物学》七年级下册中,在谈及食物的消化时,对“口腔对淀粉的消化作用”这一探究活动,设计了如下三组实验:

1号试管:馒头碎屑+2毫升唾液 充分搅拌。

2号试管:馒头碎屑+2毫升清水 充分搅拌。

3号试管:馒 头 块+2毫升唾液 不搅拌。

虽然课本上对该实验的操作方法、步骤、以及实验内容作了较为详细的介绍,并且也要求学生根据观察到的试管内液体颜色变化分析现象,从而确认牙齿、舌和唾液在消化食物中的作用。但在该实验探究中,课本提供的方法步骤并不科学严谨。

第一方面,实验中设计的变量就是要探究的问题,作为一组对照实验来说,变量应具有唯一性。2号试管作为1号试管的对照实验,严格控制了只有一个变量,即唾液与清水。而3号试管与1号试管相比却出现了两个变量,即馒头碎屑与馒头块,充分搅拌与不搅拌。这样的实验很不准确。但课本上既没有提示,在交流讨论的问题中也没有提及,这容易使学生产生模棱两可的认识,对实验探究中对照实验的设计产生疑问。

基于实验中存在的疑问,我们对该实验的操作步骤做了如下改进:

1.针对探究的内容:牙齿的咀嚼、舌的搅拌、唾液的作用,我们设计了四组实验。馒头碎屑代表牙齿咀嚼,充分搅拌代表舌的搅拌作用。

1号试管:馒头碎屑+2毫升唾液 充分搅拌。

2号试管:馒头碎屑+2毫升清水 充分搅拌。

3号试管:馒头碎屑+2毫升唾液 不搅拌。

4号试管: 馒头块 +2毫升唾液 充分搅拌。

其中,2、3、4号试管的变量分别是唾液、舌的搅拌作用和牙齿的咀嚼。然后再按照步骤探究,一一观察实验现象,分析得出结论。

2.仍然按照教科书的探究步骤,但在实验前给予提示。如提出以下问题:

(1)你认为对照实验应注意什么问题?

(2)该实验的设计中是否存在不妥之处?假如有,请指出要如何改正。

让学生通过自己的思考与相互交流,设计出更加严谨的探究实验的方法步骤。

第二方面,在实验中我们要求学生按照改进后的实验步骤来操作,但出现的结果却不尽相同。有的小组甚至出现了与假设预期截然不同的现象。例如有的1号试管中竟然变蓝,有的3号或4号试管中出现了不变蓝的情况,这样的结果使我们和学生都大大地疑惑。对照实验的要求我们都严格做到了,是什么地方出了问题呢?通过对相关学科的交流讨论和资料研究知道,原来作为催化剂要使反应物在单位时间内最快地分解,其间应有一最佳质量比。唾液与馒头的质量也应有一适当的比例。口腔中的唾液是源源不断分泌出来的,所以当试管中唾液的量都预定为2毫升时,所使用馒头块的体积大小、多少和细碎程度,都会成为影响该实验是否成功的关键。

如果在1号试管中放入的馒头碎屑过多,而唾液的量不够,那么在规定时间内难以将淀粉完全消化,最后观察到的现象将会是1号试管内变蓝。若在3号或4号试管中加入的馒头块过小或馒头碎屑的量过少,则唾液会很快完全浸透馒头块或碎屑,唾液中的酶会促使淀粉完全消化,从而出现了上面所说的3号、4号试管不变蓝的情况。

所以实验要考虑到馒头块及碎屑大小、多少的问题。每个试管内投放同等质量的馒头,应做到馒头的体积不宜超过唾液量的三分之二,也不宜过碎或少于唾液量的四分之一。但因所用的馒头原料不一,密度不同,所以各位老师在做该探究实验前,应因“物”制宜,提前试验好所需用馒头块的大小、比例,避免出现混乱不清甚至是错误的结果。

注意实验的准确性、可靠性,多让事实说话,这就需要增加实验设计的严密性,做到确实通过实验分析得出唯一的结论,而不是使学生迷惑。所以生物教师在平日的教育教学和实验操作中还需加强教学实践与研究,术业专攻,博览群书,提高解决实际问题的能力,并不断培养和提高学生的生物科学素养和实验能力。

(刘永军 山东省昌邑市外国语学校 261300)