探索一节失败的实验课

精品文档-下载后可编辑探索一节失败的实验课【国家教育部“十一五”规划课题“贫困县与VSO合作促进教师专业发展”（编号为：FFB108124）的子课题“提高贫困县初中生化教师实验教学技能的行动研究”（编号为：FFB108124-04）研究成员】

在一次指导学生做“淀粉酶对淀粉的消化作用”的实验时，由于对淀粉糊和碘液的浓度等条件把握的不是很好，出现了意想不到的结果：对照组和实验组试管滴入碘液均变蓝了！随着同学们的叫嚷，我知道这次实验算是彻底失败了。怎么办呢？经过短暂的考虑之后，我们很快分析出实验组试管变蓝的原因大致有以下三个原因：（1）水浴加热的温度不合适；（2）淀粉糊浓度过高，有部分淀粉未与唾液混合，而导致分解不彻底；（3）时间不够。万般无奈之下，我决定将“将错就错”，于是死马当活马医进行补救，和同学们一起严格控制好温度，再相应的延长时间，期待着实验组的蓝色能够褪去。但是等了一会，丝毫不见反应，有同学提出是不是唾液少了，提议再加点唾液，我想为了加快反应速度应该可以吧，便欣然允许。果然，过了几分钟后，蓝色终于慢慢褪去，我欣喜地和同学们一起分析蓝色褪去的原因：淀粉被完全分解之后，自然遇到碘液不会变蓝了。可就在此时，一个同学的提问却让我瞠目结舌：那已经变成蓝色的物质到哪去了？紧接着，又有几个问题出来了：变蓝色的物质还是淀粉吗？蓝色为何会消失？既然都变蓝了，再褪去能说明问题吗？那先加碘液后加唾液可以吗？

我懵了，只因我一时的疏忽和草率，竟然带来了我没想到的诸多麻烦。这些现象在以前的实验中从来都没遇到过，我也从来没想到过这些问题，一时真有点答不上来，我抱着严谨的态度向学生说了实话，并承诺下去后通过再一起做实验和查阅资料解决。

经过我认真的试验和查阅资料，发现在课本中的实验，应该是在淀粉溶液中先加入淀粉酶，水浴加热5―10分钟，再加入碘液，以检验淀粉是否仍旧存在，现象是不出现蓝色。淀粉遇碘之所以变蓝的特性，这是由淀粉本身的结构特点决定的。淀粉是白色无定形的粉末,通常由10%一30%的直链淀粉和70%一90%的支链淀粉组成。直链淀粉溶于水，为链状，但并非线形结构。淀粉分子中各单糖单位有游离羧基，因而可以形成分子内氢键而形成螺旋状盘旋的结构，通常平均每6个葡萄糖单位形成一圈螺旋，淀粉链以直径0.13pm绕成螺旋状，碘分子处在螺旋的轴心部位。如果加入碘液，当碘与淀粉接触时，借助于范德华力，碘液中的碘分子便嵌入到螺旋中心结构的空隙处，平均每6个葡萄糖单位(每圈螺旋)可以束缚一个碘分子，整个直链淀粉分子可以束缚大量的碘分子，这就形成了一种分子量较大的淀粉一碘的络合物，这种络合物能够比较均匀地吸收除了蓝色以外的其他可见光(波长范围为400～750nm),因此使淀粉呈现出蓝色来。应该先加唾液一段时间后再加碘液，这样才符合实验的规范操作。在淀粉中先加碘液后加唾液是不对的，因为淀粉已经与碘发生了化学反应，生成了蓝色的络合物，再加唾液不应该有反应，因为酶有专一性。

应该说明的是：理论上淀粉酶催化淀粉的实验中，在淀粉中先加碘液后加唾液，蓝色不应该褪去。为了验证这一变化过程，我在实验室进行了实际操作，但得到结果是：加碘液淀粉变蓝后，再加入唾液淀粉酶后蓝色确实能够褪去。这是什么原因呢？原来，淀粉与碘生成的络合物不稳定，极容易分解，当水浴加热淀粉与碘的混合溶液时,分子运动加快，络合物离解，碘会产生升华，碘分子从络合物中脱下，氢键破坏了，螺旋松散蓝色消失。由于淀粉水解实验需要进行水浴加热，正好创造了加热这个条件，所以会给人造成在淀粉中先加碘液后加唾液的操作也正确的一个假象。那么否定它也很容易，只需在淀粉加入碘，然后只加热，看看蓝色是否褪去就可以了。其实，碘升华是一个很普通的常识，以前却从未想到过碘液中的碘在加热时也会升华。进一步实验时发现，淀粉溶液遇碘变蓝，如果碘液的浓度较高，稍微加热，蓝色褪去，冷却后蓝色可以恢复，但颜色会浅一些；如果碘液的浓度较低，或加热时间较长，或加热的温度较高，加热时蓝色褪去，盗运后蓝色就不再恢复。经过反复试验发现，一般碘-淀混合液浓度高者，蓝色混合液褪色的温度就高些(约70―80℃)，而碘-淀混合液浓度低者，褪色的温度就低些(约35―45℃)。

综上所述，所谓的淀粉与碘溶液变蓝的本质是碘与直链淀粉生成了"碘与直链淀粉的包合物"，该物质使溶液呈现特殊的蓝色。事实上，碘与淀粉反应还应包括碘与支链淀粉反应生成一种特殊的紫色物质。如果淀粉发生了水解，则产生糊精，碘与水解后的淀粉反应生成棕红色、红色或淡红色甚至无色。如果外界条件发生改变，如改变碘的浓度，反应混合物的温度、酸碱性、溶剂，或淀粉放置时间的长短不同，碘与淀粉的反应现象都会有较大的不同，只不过我们平时没有去细心研究。

就是这一次失败的实验，给了我带来了极大的震撼。实验的失败，并非是教学意义的失败，其实课堂中的“失败”也是一种生成性的资源。这正应了一句至理名言：“纸上得来终觉浅，绝知此事要