探索一節(jié)失敗的實(shí)驗(yàn)課

精品文檔-下載后可編輯探索一節(jié)失敗的實(shí)驗(yàn)課【國(guó)家教育部“十一五”規(guī)劃課題“貧困縣與VSO合作促進(jìn)教師專(zhuān)業(yè)發(fā)展”（編號(hào)為：FFB108124）的子課題“提高貧困縣初中生化教師實(shí)驗(yàn)教學(xué)技能的行動(dòng)研究”（編號(hào)為：FFB108124-04）研究成員】

在一次指導(dǎo)學(xué)生做“淀粉酶對(duì)淀粉的消化作用”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，由于對(duì)淀粉糊和碘液的濃度等條件把握的不是很好，出現(xiàn)了意想不到的結(jié)果：對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組試管滴入碘液均變藍(lán)了！隨著同學(xué)們的叫嚷，我知道這次實(shí)驗(yàn)算是徹底失敗了。怎么辦呢？經(jīng)過(guò)短暫的考慮之后，我們很快分析出實(shí)驗(yàn)組試管變藍(lán)的原因大致有以下三個(gè)原因：（1）水浴加熱的溫度不合適；（2）淀粉糊濃度過(guò)高，有部分淀粉未與唾液混合，而導(dǎo)致分解不徹底；（3）時(shí)間不夠。萬(wàn)般無(wú)奈之下，我決定將“將錯(cuò)就錯(cuò)”，于是死馬當(dāng)活馬醫(yī)進(jìn)行補(bǔ)救，和同學(xué)們一起嚴(yán)格控制好溫度，再相應(yīng)的延長(zhǎng)時(shí)間，期待著實(shí)驗(yàn)組的藍(lán)色能夠褪去。但是等了一會(huì)，絲毫不見(jiàn)反應(yīng)，有同學(xué)提出是不是唾液少了，提議再加點(diǎn)唾液，我想為了加快反應(yīng)速度應(yīng)該可以吧，便欣然允許。果然，過(guò)了幾分鐘后，藍(lán)色終于慢慢褪去，我欣喜地和同學(xué)們一起分析藍(lán)色褪去的原因：淀粉被完全分解之后，自然遇到碘液不會(huì)變藍(lán)了。可就在此時(shí)，一個(gè)同學(xué)的提問(wèn)卻讓我瞠目結(jié)舌：那已經(jīng)變成藍(lán)色的物質(zhì)到哪去了？緊接著，又有幾個(gè)問(wèn)題出來(lái)了：變藍(lán)色的物質(zhì)還是淀粉嗎？藍(lán)色為何會(huì)消失？既然都變藍(lán)了，再褪去能說(shuō)明問(wèn)題嗎？那先加碘液后加唾液可以嗎？

我懵了，只因我一時(shí)的疏忽和草率，竟然帶來(lái)了我沒(méi)想到的諸多麻煩。這些現(xiàn)象在以前的實(shí)驗(yàn)中從來(lái)都沒(méi)遇到過(guò)，我也從來(lái)沒(méi)想到過(guò)這些問(wèn)題，一時(shí)真有點(diǎn)答不上來(lái)，我抱著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度向?qū)W生說(shuō)了實(shí)話，并承諾下去后通過(guò)再一起做實(shí)驗(yàn)和查閱資料解決。

經(jīng)過(guò)我認(rèn)真的試驗(yàn)和查閱資料，發(fā)現(xiàn)在課本中的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該是在淀粉溶液中先加入淀粉酶，水浴加熱5―10分鐘，再加入碘液，以檢驗(yàn)淀粉是否仍舊存在，現(xiàn)象是不出現(xiàn)藍(lán)色。淀粉遇碘之所以變藍(lán)的特性，這是由淀粉本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)決定的。淀粉是白色無(wú)定形的粉末,通常由10%一30%的直鏈淀粉和70%一90%的支鏈淀粉組成。直鏈淀粉溶于水，為鏈狀，但并非線形結(jié)構(gòu)。淀粉分子中各單糖單位有游離羧基，因而可以形成分子內(nèi)氫鍵而形成螺旋狀盤(pán)旋的結(jié)構(gòu)，通常平均每6個(gè)葡萄糖單位形成一圈螺旋，淀粉鏈以直徑0.13pm繞成螺旋狀，碘分子處在螺旋的軸心部位。如果加入碘液，當(dāng)?shù)馀c淀粉接觸時(shí)，借助于范德華力，碘液中的碘分子便嵌入到螺旋中心結(jié)構(gòu)的空隙處，平均每6個(gè)葡萄糖單位(每圈螺旋)可以束縛一個(gè)碘分子，整個(gè)直鏈淀粉分子可以束縛大量的碘分子，這就形成了一種分子量較大的淀粉一碘的絡(luò)合物，這種絡(luò)合物能夠比較均勻地吸收除了藍(lán)色以外的其他可見(jiàn)光(波長(zhǎng)范圍為400～750nm),因此使淀粉呈現(xiàn)出藍(lán)色來(lái)。應(yīng)該先加唾液一段時(shí)間后再加碘液，這樣才符合實(shí)驗(yàn)的規(guī)范操作。在淀粉中先加碘液后加唾液是不對(duì)的，因?yàn)榈矸垡呀?jīng)與碘發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，生成了藍(lán)色的絡(luò)合物，再加唾液不應(yīng)該有反應(yīng)，因?yàn)槊赣袑?zhuān)一性。

應(yīng)該說(shuō)明的是：理論上淀粉酶催化淀粉的實(shí)驗(yàn)中，在淀粉中先加碘液后加唾液，藍(lán)色不應(yīng)該褪去。為了驗(yàn)證這一變化過(guò)程，我在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了實(shí)際操作，但得到結(jié)果是：加碘液淀粉變藍(lán)后，再加入唾液淀粉酶后藍(lán)色確實(shí)能夠褪去。這是什么原因呢？原來(lái)，淀粉與碘生成的絡(luò)合物不穩(wěn)定，極容易分解，當(dāng)水浴加熱淀粉與碘的混合溶液時(shí),分子運(yùn)動(dòng)加快，絡(luò)合物離解，碘會(huì)產(chǎn)生升華，碘分子從絡(luò)合物中脫下，氫鍵破壞了，螺旋松散藍(lán)色消失。由于淀粉水解實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行水浴加熱，正好創(chuàng)造了加熱這個(gè)條件，所以會(huì)給人造成在淀粉中先加碘液后加唾液的操作也正確的一個(gè)假象。那么否定它也很容易，只需在淀粉加入碘，然后只加熱，看看藍(lán)色是否褪去就可以了。其實(shí)，碘升華是一個(gè)很普通的常識(shí)，以前卻從未想到過(guò)碘液中的碘在加熱時(shí)也會(huì)升華。進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)，淀粉溶液遇碘變藍(lán)，如果碘液的濃度較高，稍微加熱，藍(lán)色褪去，冷卻后藍(lán)色可以恢復(fù)，但顏色會(huì)淺一些；如果碘液的濃度較低，或加熱時(shí)間較長(zhǎng)，或加熱的溫度較高，加熱時(shí)藍(lán)色褪去，盜運(yùn)后藍(lán)色就不再恢復(fù)。經(jīng)過(guò)反復(fù)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，一般碘-淀混合液濃度高者，藍(lán)色混合液褪色的溫度就高些(約70―80℃)，而碘-淀混合液濃度低者，褪色的溫度就低些(約35―45℃)。

綜上所述，所謂的淀粉與碘溶液變藍(lán)的本質(zhì)是碘與直鏈淀粉生成了"碘與直鏈淀粉的包合物"，該物質(zhì)使溶液呈現(xiàn)特殊的藍(lán)色。事實(shí)上，碘與淀粉反應(yīng)還應(yīng)包括碘與支鏈淀粉反應(yīng)生成一種特殊的紫色物質(zhì)。如果淀粉發(fā)生了水解，則產(chǎn)生糊精，碘與水解后的淀粉反應(yīng)生成棕紅色、紅色或淡紅色甚至無(wú)色。如果外界條件發(fā)生改變，如改變碘的濃度，反應(yīng)混合物的溫度、酸堿性、溶劑，或淀粉放置時(shí)間的長(zhǎng)短不同，碘與淀粉的反應(yīng)現(xiàn)象都會(huì)有較大的不同，只不過(guò)我們平時(shí)沒(méi)有去細(xì)心研究。

就是這一次失敗的實(shí)驗(yàn)，給了我?guī)?lái)了極大的震撼。實(shí)驗(yàn)的失敗，并非是教學(xué)意義的失敗，其實(shí)課堂中的“失敗”也是一種生成性的資源。這正應(yīng)了一句至理名言：“紙上得來(lái)終覺(jué)淺，絕知此事要