1、 基于 PBL 教学的高中生命科学拓展实验水果和蔬菜中维生素 C 含量的测定教案上海师范大学附属外国语中学 彭石娟一、教学目标1. 初步学会水果蔬菜中 Vc 的测定，通过组内成员间的交流和讨论，体验并共享实验结果。2. 知道设计实验的原则：单因子变量、对照。3. 通过查找资料了解维生素的功能，在日常生活中能合理膳食。4. 体验科学探究的过程，形成认真严谨的科学态度，了解生化相关职业。【重点】知道实验设计的原则，形成认真严谨的科学态度。【难点】利用已知标准量来换算被测品维生素 C 含量。二、课前准备1.教师实验准备：【试剂】各种水果和蔬菜，0.5%淀粉溶液，0.1% 碘液，稀盐酸、碘液【仪器】烧
2、杯，锥形瓶，量筒，铁架台，酸式滴定管，pH 试纸，容量瓶，研钵，滤纸，漏斗，榨汁机，电子秤或天平。2.学生准备完成维生素相关资料收集单三、 实验原理维生素 C 又名抗坏血酸，它是人体维持生命不可缺少的营养成分之一。维生素 C 的主要生理功能是促进人体胶原蛋白的形成、参与体液内多种氧化还原反应、具有解毒作用等。在蔬菜水果中，含有人体所需的多种营养成分，其中最突出的就是维生素 C。维生素 C 是强还原性物质，在 酸性溶液中，能把碘（I 2）还原成碘离子（I -） ，而当碘液过量时，又会使被测溶液里的淀粉显蓝色，因此利用这一原理，可以用直接碘量法测定水果蔬菜中维生素 C 的含量。四、 教学方法 PB
3、L 教学PBL 教学法是项目学习（problem based-learning ） ，由美国教授 Barrows 于 1969 年首创，它是在构建主义理论指导下，基于问题解决的一种重要的教学方法，强调以学生自主和小组学习为主，学生对问题进行分析，找到并学习解决问题所需的知识，提出完整的解决方基于 PBL 教学的高中生命科学拓展实验案，而教师在此过程中的作用是及时提供知识上的帮助和引导，为学生的活动进行提供保障。五、教学过程教学内容 教师的指导活动 学生的学习活动 设计目的1.导入（5min）维生素广告播放：1） 农夫山泉维他命水广告Q：这个矿泉水中含有什么神奇的物质？请学生读维他命水说明2）
4、除了这里提到的维生素，人体还需要其他维生素，例如VA、V B、V C、V D 等。它们在人体中含量虽少，但是功能却很强大，例如我们的维生素 C，通过这个广告看看它具有什么功能呢？艾兰得维生素 C 广告3）通过课前查资料，你还知道维生素 C 具有什么功能？4）Q：既然维生素 C 有如此重要的功能，那除了刚才广告里服用维生素 C 药片外，我们还可以吃些什么补充呢？5）PPT 展示常见水果和蔬菜图讲台实物展示Q：那大家有没有想过这些水果蔬菜中哪个维生素 C 含量最高呢？（停顿 30 S）课题 ：常见水果蔬菜中维生素 C 含量的测定答：维他命（教师补充维他命也称为维生素）有维生素 E、维生素B6、维生
5、素 B12、烟酰胺（B 3） 、泛酸(B 5)答：防止牙龈出血答：抗癌、增强免疫力、 （抗坏血病）思考、回答答：蔬菜水果思考，做出假设学生 1：学生 2：学生 3：通过广告的形式，激发学生的兴趣，运用知识辨析其合理性。实物展示，阅读维他命水的说明，拉近维生素与生活的距离。通过学生回答交流课前资料收集，进行同伴之间学习，也是对预习的一种检测。提出疑问后，探究第一步做出假设，为了验证假设设计实验。第一节课40分钟 2.酸式滴定管的使用及实验原理解析（15min）1） 定量实验通常需要借助酸碱滴定管进行测量，请大家在酸式滴定管中注入清水，自己看看酸式滴定管工作原理。2） Q：再仔细观察滴定管上还有什
6、么？3） Q：最大是多少？提醒：视线与凹液面最低处相切答：酸式滴定管下有“阀门” ，转动一定角度有小孔上下通时，液体滴下。答：有刻度答：50ml原理解读： （动手操作）1）教师提供：锥形瓶 1：10ml 淀粉锥形瓶 2：10ml 淀动手体验学会滴定管的基本原理。实验原理的解读有助于帮助学生后面自己设计实验和根据实验结果进行 Vc 含量的换算，是本基于 PBL 教学的高中生命科学拓展实验4）展示实验原理5）Q1：锥形瓶 1 最后变成了什么颜色？说明了什么？Q2：锥形瓶 2 最后变成了什么颜色？但是这个变色过程与锥形瓶 1 有何不同？可能跟什么有关？6）也就是说，碘液必须先与维生素 C 反应，然后
7、剩余过量的碘液 才与淀粉反应变成蓝色。因此，我们也可以把淀粉与碘液变成蓝色作为反应结束标志。而淀粉消耗的碘液量与维生素 C 消耗的碘液量相比微不足道，可以忽略不计，因此这里消耗的碘液量可以看成是与 Vc 反应消耗的。粉+5mlVc 药片溶液2） 分别放在酸式滴定管下，缓慢加入碘液，不断摇晃锥形瓶观察变化答：变成了蓝色，说明淀粉溶液与碘液变成蓝色。答：最后变成了蓝色，但是刚开始不变色。可能跟锥形瓶 2 中加入了维生素 C 有关聆听，梳理知识节课的重点。通过这个小环节，学生不但练习了酸式滴定管的使用，也对实验原理有了具体的认识，可谓一举两得。教师总结，帮助深刻理解。3. 【探究1：维生素C 含量与
8、耗碘量关系】演示实验（5min）展示实验操作视频Q1：含 100mgVc 的药片溶于 100ml水中，1ml 水中含有的 Vc 量是？Q2：锥形瓶 1 在本实验中所起的作用是？瓶1瓶2瓶3瓶4瓶5瓶6取样量（ml）0 2 4 6 8 10耗碘量（ml）答：1mg/ml答：对照实验观看视频通过视频剪接，节约操作时间，并且视频能够清晰拍到锥形瓶变蓝的瞬间及变蓝的程度，对接下来学生自主探究具有潜移默化的维生素 C 是强还原性物质，在酸性溶液中，能把碘（ I2）还原成碘离子（ I-） ，而当碘液过量时，又会使被测溶液里的淀粉显蓝色，因此利用这一原理，可以用直接碘量法测定水果蔬菜中维生素 C 的含量基于
9、 PBL 教学的高中生命科学拓展实验阅读视频中的不同浓度 Vc 耗碘量数据后，回答：Vc 含量与耗碘量的关系是？且根据 5 次重复实验可以得出5mlVc 溶液即 5mgVc 平均耗碘量是，根据这个正相关，只要知道所测样品的耗碘量，反推其中的 Vc量答：成正相关 指导意义。正相关的结论便于自主探究时结果的换算的理解。4.【探究2：自主探究】（15min）请同学读果粒橙与维 C 水溶液说明 Q：商标上标的维生素 C 含量是？请动手测量真的有这么多维生素C 含量吗？【提示】5ml 待测液+4ml 淀粉溶液，加两三滴盐酸，然后滴定，记录数据。重复 3 次。【 自主探究课题 】1） 鉴定果粒橙中 Vc
10、含量2） 鉴定水溶 Vc 中 Vc 含量3） 鉴定冷水泡腾片 Vc 含量4） 测定开水泡腾片 Vc 含量小结：开水冲的泡腾片 Vc 含量下降，这说明温度会影响 Vc 的稳定性。这里也提醒大家，炒菜要快，时间越长，Vc 丧失得越多。Q：为什么大家测出的维生素 C 含量都比广告上标出的含量高呢？（上次预实验已测出这个结果）虽然大家测出的结果大体一致，但为什么都不相同呢？即便是自己测的为什么 3 次也有差异呢？回忆自己操作过程，记录可能的原因答：果粒橙420ml 中有.答：水溶 Vc 中8 个小组，两个小组一个课题，操作实验，根据维生素 C含量与耗碘量正相关，进行换算。汇报交流实验结果小组讨论，思考
11、问题回答：温水实验回归生活。提出问题，活动学生大脑，培养通过实验来解决问题的能力将实验结果回归生活，知识指导生活。给予认知冲突，培养学生反思能力，通过小组讨论，全面思考问题。课间10分钟课间老师和同学休息，没有讨论好误差原因的小组继续。基于 PBL 教学的高中生命科学拓展实验5.实验误差讨论（10min）课间巡视学生实验误差讨论情况，学生回答时在黑板上记录要点：1） 被测液取液前没有混合均匀2） 量筒测量时溶液没有倒干净3） 读数时视线与液面不齐4） 判断蓝紫色到达不变色的时刻有误，怎么解决？5） 淀粉也消耗碘液，所以肯定不能 100%标准6） 标准 5mlVc 药片的耗碘量即便测了很多回都不
12、是最精确7） Vc 药片没有完全溶于 100ml 水中.我们的实验要尽量减少误差才能无限接近最精确的值。这些也是我们接下来实验要注意的地方。回答 1：回答 2：.回答 3：.回答 4：回答 5：.回答 6：.通过反思发现自己的错误认识最为深刻。一方面这样的讨论也活跃了课堂气氛，更增添了学术需要严谨，不能马虎等态度培养，为最后本次常见水果蔬菜中 Vc含量实验的奠定基础，也使得本次实验课更为丰满。第二节课40分钟6.常见水果蔬菜中 Vc含量测定（15min）展示各种水果蔬菜已经研磨过滤好的新鲜汁液（中午课间现做）番茄、青椒、白菜、橘子、柚子、葡萄（紫皮白肉） 、梨、橙子先判断下哪些材料最好？小组重
13、复 5 次，算平均值记录在黑板上。组1组2组3 组8材料取样量（ml）5 5 5 5 5 5耗碘量（ml）换算Vc 量（mg）即使刚才大家注意减少误差，并且做而来重复实验，但是数据还是参差不齐，人为误差难以避免，现在通过高科技仪器可以更为精确了分光光度仪 。回答：颜色浅的每组派一人到黑板上记录数据大家一起总结这些水果 Vc 含量的排序锻炼学生的辩证思维能力。通过这种方式与学生互动，为学生展示自我提供平台。拓展学生的知识面，介绍推动科学发展的先进仪器。基于 PBL 教学的高中生命科学拓展实验7.其他维生素功能及食物介绍（10mim）Q：不难看出这些常见的水果和蔬菜中都富含维生素 C，那我们是不是
14、只要吃水果蔬菜就可以补充全部所需维生素了呢？课前请大家查找资料了解了其他维生素的功能及富含他们的食物，接下来的时间就交给大家，谁先来？最后大家一起看，左边的维生素只能溶于脂类，因此称为脂溶性维生素，它必须溶于脂类才能被小肠吸收，因此需要适当摄取脂类物质。右边是溶于水的，自然吃多了就通过尿液排出，不会在身体内储存，因此没必要“大补” 。答：不能，水果和蔬菜主要富含维生素 C，其他的维生素有的水果和蔬菜中没有回答.拓展介绍，使学生建构自己的相关维生素框架，为进一步的研究提供材料。指导合理膳食，均衡营养，形成正确的膳食理念。8.收拾桌面（5min）指导检查实验室卫生 收拾废弃物品，清洗仪器。预留时间
15、灵活处理。维 生 素VA： 夜 盲 症 ， 角 膜 干 燥 、 脱 屑 等动 物 肝 脏 、 蛋 、 乳 制 品 、 蔬 菜 、 水 果 VB1： 增 食 欲 ， 维 持 神 经 活 动 ， 缺则 脚 气 病 ， 神 经 炎 等 。米 糠 、 蛋 、 葵 花 籽 、 大 豆VB2： 口 腔 溃 疡 、 皮 炎 、 舌 炎 、 唇 裂坚 果 、 谷 物 、 肝 脏 、 牛 乳VC： 抗 坏 血 病 ， 抗 癌 ； 缺 时 牙 龈 出血 、 抵 抗 力 下 降蔬 菜 和 水 果 中VD： 促 进 钙 、 磷 吸 收 ， 缺 乏 得 佝 偻症 、 成 年 人 骨 质 疏 松鱼 肝 油 、 蛋 、 乳
16、 制 品 、 金 枪 鱼VE： 生 育 酚 ， 缺 时 男 女 不 育 、 先 兆流 产 、 肌 肉 性 萎 缩谷 物 胚 胎 、 肝 脏 、 鸡 蛋 、 鱼 类 、 植 物 油VK： 促 进 凝 血 ， 缺 少 它 ， 凝 血 时 间 延长 ， 严 重 会 流 血 不 止 ， 甚 至 死 亡菠 菜 、 苜 蓿 、 白 菜 、 肝 脏Vp： VB4， 烟 酸 ， （ 癞 ） 糙 皮 病肝 脏 、 瘦 肉 、 谷 类 、 豆 类 、 乳 制 品叶 酸 ： VM， VB9； 抗 贫 血 、 保 护 细 胞生 长 和 免 疫 功 能 ， 防 止 胎 儿 畸 形肝 脏 、 绿 叶 蔬 菜 、 酵 母脂溶性 水溶性
