一道教师实验技能比赛试题的讨论与启示
摘 要：通过一道创新的教师实验技能比赛试题，剖析比赛选手存在的问题，对该实验涉及的问题提出了讨论。
关键词：实验技能；比赛试题；讨论；启示
众所周知，实验考查的比重在高考中较大，而实验教学往往是各个学校的薄弱环节，教师的实验素养是决定性因素之一。为了充分调动大概念教学背景下的教师开展实验教学探究的积极性，鼓励教师对实验方法和教学设计进行改进创新，提高教师的实验技能，提升实验教学的水平和育人效果，各省、市都会举行教师实验技能比赛，以期达到以赛促练的目的。笔者以评委的身份，亲历整个比赛过程，看似普通的试题，暗藏玄机，值得品味。
1 试题再现[ 1 ]
实验试题：探究花生种子是否含有还原糖或脂肪
比赛要求：（1）15分钟内设计并完成实验，脂肪的鉴定須通过临时切片。（2）正确选择实验仪器、实验试剂、实验药品。（3）简要说出实验原理与操作要领。（4）正确分析实验结果，得出实验结论。
评分细则：探究花生种子是否含有还原糖。（1）正确选择实验材料（5分）。选择错误一项扣2分，直至扣完。（2）简要说出基本原理（10分）。（3）实验操作过程：①加入组织液样2mL；②加入0.1g/mLNaOH溶液和0.05g/mLCuSO4溶液各1mL（等体积混合均匀）；③50～65℃水浴加热；④观察颜色变化。操作错误每步扣3分，未说明要领扣3分。（4）正确分析实验结果，得出实验结论。不科学扣4分，实验结论不正确扣6分，未完成的不得分。探究花生种子是否含有脂肪的评分细则（1）（2）（4）同上，（3）实验操作过程：①制作临时装片；②染色3min；③洗去浮色；④高倍镜下找到脂肪液滴，观察颜色。
正确选材：探究花生种子是否含有还原糖：[0.1g/mLaNOHN溶液和0.05g/mLCuSO4溶液（干扰项为0.1g/mLCuSO4溶液），水浴锅，花生匀浆，量筒，试管（有刻度），滴管。探究花生种子是否含有脂肪：双面刀片，湿花生（干扰项为干花生），苏丹Ⅲ，显微镜，载玻片，盖玻片，毛笔，50%酒精，镊子，纱布，盖玻片，吸水纸，培养血。
2 选手存在问题及分析
尽管参赛教师在比赛前做了充分的准备，但在紧张的比赛氛围下，错误百出，归纳如下。
2.1 未能在要求时间内完成
原因主要有：时间安排不合理，“等待”浪费时间，讲解废话多，介绍过细，操作过于认真。因有两个实验，脂肪的检测中要进行染色3min后才能继续，有的选手就干等着，站着不动也不说。说明选手缺乏比赛经验，临场应变能力不足。有的选手在介绍操作时过细，平时学生易犯的错误都一一说出，如拿载玻片注意不能拿两面，应拿两侧边缘；花生应用大拇指、食指、中指三指捏住，大拇指应略低，以防切伤手指；苏丹Ⅲ染色3min，如果是苏丹Ⅳ只要1min；详细介绍显微镜的结构、安放及使用要点等。这种拿评委当学生的讲解是不恰当的做法。有的选手操作过于认真，洗量筒和试管时，每次都要洗3遍，严重浪费了宝贵时间，应当避免。为了不浪费时间能限时完成实验，本次比赛的两个实验一定要交叉进行，切不可独立完成。比较合理的做法，可以先做脂肪的鉴定，在染色3min时，进行还原糖的鉴定操作，等染色时间到时回到脂肪的鉴定；或先做还原糖的鉴定，做到水浴加热时进行脂肪鉴定的操作，一段时间后再观察水浴的颜色变化。
2.2 审题不清，只完成一半任务
一组6个选手中出现2人审题错误，只做了脂肪的鉴定，没做还原糖的鉴定。只做一个实验，最好只能得50分。尽管评委组长友情提示“测试题在桌面上，请看清题目再回答”，但仍有选手只瞄了一眼就开始作答，导致误认为只要鉴定其中一种即可。命题者的命题意图，破除选手的思维定势，一看到花生就想到用于脂肪的鉴定，不会想到可用于还原糖的鉴定。
2.3 操作不规范
用滴管滴入试管时，倾斜、直接接触试管壁；在载玻片上滴蒸馏水时，滴的过多；显微镜操作不规范，如换高倍镜时用手直接接触高倍物镜而不是转动转换器；试管没用试管夹就直接放在水浴锅里加热，套试管夹由上往下套；染色后没用酒精洗去浮色；水浴时间不够，过早拿出试管。这些是学生易犯的错误，教师照样犯错。
2.4 实验思路混乱，操作动作不熟
实验思路不清的选手，语言表达不流畅，动作严重迟疑不连贯。如，鉴定还原糖的原理说成用苏丹III来鉴定；两次配制斐林试剂，第一次过早配，一会儿要用到的时候，用语言解释“要现用现配”，故又配了一次；有的选手，一开始就取两个载玻片并擦拭好，后来只用了一片，说明没想清楚为什么要取两个载玻片，是想做对照实验，后来又想到不用。
3 对试题的讨论
3.1 试题及评分存在的问题及改进
（1）为了选手不犯审题不清的低级错误，试题的题目应改为“探究花生种子是否含有还原糖和（、）脂肪”；（2）在比赛要求中应给分提示，让选手有取舍依据，精力侧重在分值较大的点上；（3）评分细则应改为表格式，评分时一目了然；（4）比赛评分表应与评分细则一致，便于评委的评分，如评分表上的实验设计对应的是评分细则的材料的选择；（5）显微镜的使用应给予一定的分值，否则显微镜操作错误而不能扣分，有的选手一放上载玻片，就马上看到了清晰的物像，因为上一个选手没复原，但因害怕显微镜的使用被扣分，选择重新做一遍。
3.2 脂肪鉴定染色一定要3min吗
若染色时间过长，则洗去浮色不易；若染色时间不够，难于着色。但实际上不是这样的，有一选手一染色完就马上进行下一步的操作，染色时间极短，但镜检时效果是最好的。是不是染色时间一定要像人教版必修1教材P-19中所描述的3min呢？为此，特地去做了对照实验，染色时间分别是30s、60s、90s、120s、150s、180s、210s、240s。结果是除了240s浮色不好洗外，其他的均能清楚看到橘黄色脂肪微滴，只是颜色深浅有别而已。
3.3 还原糖的鉴定一定要用0.05g/mLCuSO4溶液吗
斐林试剂和双缩脲试剂是都含有NaOH和CuSO4的溶液，最主要差别在于加入的CuSO4溶液的浓度和作用不同，鉴定还原糖用的是0.05g/mLCuSO4溶液。斐林试剂是0.1g/mLNaOH溶液+0.05g/mLCuSO4溶液，作用是生成新制Cu-（OH）2，具有一定的氧化性，因此可被還原糖还原成Cu2O（砖红色沉淀）。双缩脲试剂是0.1g/mLNaOH溶液+0.01g/mLCuSO4的混合液溶液，作用是使蛋白质在碱性环境下与铜离子发生络合反应，生成紫色络合物。斐林试剂使用时是将NaOH溶液和CuSO4溶液混合均匀后加入，而双缩脲试剂必须先加NaOH溶液后加CuSO4溶液。从Cu（OH）2化学分子式看，OH-与Cu2+的个数比为2：1，故选手若误选0.01g/mLCuSO4溶液，Cu2+浓度过低，产生的Cu（OH）2量少，尔后反应生成的Cu2O少，砖红色沉淀现象不明显，虽也能检测出还原糖，但效果不是太好。
3.4 花生匀浆水浴后出现紫色，能否证明花生种子中含不含有还原糖
有几个选手，花生匀浆水浴后都出现了紫色，因没有看到砖红色沉淀，故判断花生种子中不含还原糖。鉴定还原糖时，选手用的都是0.1g/mL的NaOH溶液+0.05g/mL的CuSO4溶液，因时间紧，都没有进行充分的混匀，有的选手甚至没有振荡混合。在这种情况下，可能就创造了碱性环境，发生了络合反应，出现了紫色。但花生种子中也有可能含有少量的还原糖，砖红色沉淀在紫色的干扰下无法辨认，而且浓度过大的CuSO4溶液（0.05g/mL），溶液本身呈蓝色，故用花生种子鉴定是否含有还原糖不可取。实验因其特殊性，命题时要先进行预实验，了解实验可能出现的情况，避免评分的不确定性。如有的命题者，“想当然”地认为甘蔗汁里只有蔗糖，没有还原糖，不能与斐林试剂发生砖红色沉淀。
4 对教师的启示
本课题研究发现，基于自主学习的大概念教学背景下，教师不能只会教材中的实验，要加强研究组合式、选材式、设计式等创新实验。从选手比赛整体上看，如果只考查教材中原本的实验，都能熟练地演示，但如果遇到一些创新的变化试题，临场就会因紧张而操作失误。只有多学习生物学专业期刊上刊登的实验改进文章，多积累操作技巧，增强应变能力，才能在比赛中脱颖而出。只有教师实验创新了，学生才能创新实验。只有教师的实验素养提高了，视野开拓了，眼界高了，才能有效提高学生实验与探究能力。
参考文献：
[1]吕国裕.生物学教师实验技能大赛的试题分析及思考[J].生物教学教学，2016（2）：72-73.
关键词：实验技能；比赛试题；讨论；启示
众所周知，实验考查的比重在高考中较大，而实验教学往往是各个学校的薄弱环节，教师的实验素养是决定性因素之一。为了充分调动大概念教学背景下的教师开展实验教学探究的积极性，鼓励教师对实验方法和教学设计进行改进创新，提高教师的实验技能，提升实验教学的水平和育人效果，各省、市都会举行教师实验技能比赛，以期达到以赛促练的目的。笔者以评委的身份，亲历整个比赛过程，看似普通的试题，暗藏玄机，值得品味。
1 试题再现[ 1 ]
实验试题：探究花生种子是否含有还原糖或脂肪
比赛要求：（1）15分钟内设计并完成实验，脂肪的鉴定須通过临时切片。（2）正确选择实验仪器、实验试剂、实验药品。（3）简要说出实验原理与操作要领。（4）正确分析实验结果，得出实验结论。
评分细则：探究花生种子是否含有还原糖。（1）正确选择实验材料（5分）。选择错误一项扣2分，直至扣完。（2）简要说出基本原理（10分）。（3）实验操作过程：①加入组织液样2mL；②加入0.1g/mLNaOH溶液和0.05g/mLCuSO4溶液各1mL（等体积混合均匀）；③50～65℃水浴加热；④观察颜色变化。操作错误每步扣3分，未说明要领扣3分。（4）正确分析实验结果，得出实验结论。不科学扣4分，实验结论不正确扣6分，未完成的不得分。探究花生种子是否含有脂肪的评分细则（1）（2）（4）同上，（3）实验操作过程：①制作临时装片；②染色3min；③洗去浮色；④高倍镜下找到脂肪液滴，观察颜色。
正确选材：探究花生种子是否含有还原糖：[0.1g/mLaNOHN溶液和0.05g/mLCuSO4溶液（干扰项为0.1g/mLCuSO4溶液），水浴锅，花生匀浆，量筒，试管（有刻度），滴管。探究花生种子是否含有脂肪：双面刀片，湿花生（干扰项为干花生），苏丹Ⅲ，显微镜，载玻片，盖玻片，毛笔，50%酒精，镊子，纱布，盖玻片，吸水纸，培养血。
2 选手存在问题及分析
尽管参赛教师在比赛前做了充分的准备，但在紧张的比赛氛围下，错误百出，归纳如下。
2.1 未能在要求时间内完成
原因主要有：时间安排不合理，“等待”浪费时间，讲解废话多，介绍过细，操作过于认真。因有两个实验，脂肪的检测中要进行染色3min后才能继续，有的选手就干等着，站着不动也不说。说明选手缺乏比赛经验，临场应变能力不足。有的选手在介绍操作时过细，平时学生易犯的错误都一一说出，如拿载玻片注意不能拿两面，应拿两侧边缘；花生应用大拇指、食指、中指三指捏住，大拇指应略低，以防切伤手指；苏丹Ⅲ染色3min，如果是苏丹Ⅳ只要1min；详细介绍显微镜的结构、安放及使用要点等。这种拿评委当学生的讲解是不恰当的做法。有的选手操作过于认真，洗量筒和试管时，每次都要洗3遍，严重浪费了宝贵时间，应当避免。为了不浪费时间能限时完成实验，本次比赛的两个实验一定要交叉进行，切不可独立完成。比较合理的做法，可以先做脂肪的鉴定，在染色3min时，进行还原糖的鉴定操作，等染色时间到时回到脂肪的鉴定；或先做还原糖的鉴定，做到水浴加热时进行脂肪鉴定的操作，一段时间后再观察水浴的颜色变化。
2.2 审题不清，只完成一半任务
一组6个选手中出现2人审题错误，只做了脂肪的鉴定，没做还原糖的鉴定。只做一个实验，最好只能得50分。尽管评委组长友情提示“测试题在桌面上，请看清题目再回答”，但仍有选手只瞄了一眼就开始作答，导致误认为只要鉴定其中一种即可。命题者的命题意图，破除选手的思维定势，一看到花生就想到用于脂肪的鉴定，不会想到可用于还原糖的鉴定。
2.3 操作不规范
用滴管滴入试管时，倾斜、直接接触试管壁；在载玻片上滴蒸馏水时，滴的过多；显微镜操作不规范，如换高倍镜时用手直接接触高倍物镜而不是转动转换器；试管没用试管夹就直接放在水浴锅里加热，套试管夹由上往下套；染色后没用酒精洗去浮色；水浴时间不够，过早拿出试管。这些是学生易犯的错误，教师照样犯错。
2.4 实验思路混乱，操作动作不熟
实验思路不清的选手，语言表达不流畅，动作严重迟疑不连贯。如，鉴定还原糖的原理说成用苏丹III来鉴定；两次配制斐林试剂，第一次过早配，一会儿要用到的时候，用语言解释“要现用现配”，故又配了一次；有的选手，一开始就取两个载玻片并擦拭好，后来只用了一片，说明没想清楚为什么要取两个载玻片，是想做对照实验，后来又想到不用。
3 对试题的讨论
3.1 试题及评分存在的问题及改进
（1）为了选手不犯审题不清的低级错误，试题的题目应改为“探究花生种子是否含有还原糖和（、）脂肪”；（2）在比赛要求中应给分提示，让选手有取舍依据，精力侧重在分值较大的点上；（3）评分细则应改为表格式，评分时一目了然；（4）比赛评分表应与评分细则一致，便于评委的评分，如评分表上的实验设计对应的是评分细则的材料的选择；（5）显微镜的使用应给予一定的分值，否则显微镜操作错误而不能扣分，有的选手一放上载玻片，就马上看到了清晰的物像，因为上一个选手没复原，但因害怕显微镜的使用被扣分，选择重新做一遍。
3.2 脂肪鉴定染色一定要3min吗
若染色时间过长，则洗去浮色不易；若染色时间不够，难于着色。但实际上不是这样的，有一选手一染色完就马上进行下一步的操作，染色时间极短，但镜检时效果是最好的。是不是染色时间一定要像人教版必修1教材P-19中所描述的3min呢？为此，特地去做了对照实验，染色时间分别是30s、60s、90s、120s、150s、180s、210s、240s。结果是除了240s浮色不好洗外，其他的均能清楚看到橘黄色脂肪微滴，只是颜色深浅有别而已。
3.3 还原糖的鉴定一定要用0.05g/mLCuSO4溶液吗
斐林试剂和双缩脲试剂是都含有NaOH和CuSO4的溶液，最主要差别在于加入的CuSO4溶液的浓度和作用不同，鉴定还原糖用的是0.05g/mLCuSO4溶液。斐林试剂是0.1g/mLNaOH溶液+0.05g/mLCuSO4溶液，作用是生成新制Cu-（OH）2，具有一定的氧化性，因此可被還原糖还原成Cu2O（砖红色沉淀）。双缩脲试剂是0.1g/mLNaOH溶液+0.01g/mLCuSO4的混合液溶液，作用是使蛋白质在碱性环境下与铜离子发生络合反应，生成紫色络合物。斐林试剂使用时是将NaOH溶液和CuSO4溶液混合均匀后加入，而双缩脲试剂必须先加NaOH溶液后加CuSO4溶液。从Cu（OH）2化学分子式看，OH-与Cu2+的个数比为2：1，故选手若误选0.01g/mLCuSO4溶液，Cu2+浓度过低，产生的Cu（OH）2量少，尔后反应生成的Cu2O少，砖红色沉淀现象不明显，虽也能检测出还原糖，但效果不是太好。
3.4 花生匀浆水浴后出现紫色，能否证明花生种子中含不含有还原糖
有几个选手，花生匀浆水浴后都出现了紫色，因没有看到砖红色沉淀，故判断花生种子中不含还原糖。鉴定还原糖时，选手用的都是0.1g/mL的NaOH溶液+0.05g/mL的CuSO4溶液，因时间紧，都没有进行充分的混匀，有的选手甚至没有振荡混合。在这种情况下，可能就创造了碱性环境，发生了络合反应，出现了紫色。但花生种子中也有可能含有少量的还原糖，砖红色沉淀在紫色的干扰下无法辨认，而且浓度过大的CuSO4溶液（0.05g/mL），溶液本身呈蓝色，故用花生种子鉴定是否含有还原糖不可取。实验因其特殊性，命题时要先进行预实验，了解实验可能出现的情况，避免评分的不确定性。如有的命题者，“想当然”地认为甘蔗汁里只有蔗糖，没有还原糖，不能与斐林试剂发生砖红色沉淀。
4 对教师的启示
本课题研究发现，基于自主学习的大概念教学背景下，教师不能只会教材中的实验，要加强研究组合式、选材式、设计式等创新实验。从选手比赛整体上看，如果只考查教材中原本的实验，都能熟练地演示，但如果遇到一些创新的变化试题，临场就会因紧张而操作失误。只有多学习生物学专业期刊上刊登的实验改进文章，多积累操作技巧，增强应变能力，才能在比赛中脱颖而出。只有教师实验创新了，学生才能创新实验。只有教师的实验素养提高了，视野开拓了，眼界高了，才能有效提高学生实验与探究能力。
参考文献：
[1]吕国裕.生物学教师实验技能大赛的试题分析及思考[J].生物教学教学，2016（2）：72-73.
