“泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定”实验的优化设计

陈松　王林华

摘 要 通过师生课前讨论和实验小组准备，实现优化实验设计和操作，推动实验的顺利完成；通过增加实验材料，使得本实验联系生活实例，增强实验探究性质；通过改变亚硝酸盐测定方法，培养学生创新能力；通过加强实验数据分析，养成实事求是理念和求真求实的科学态度。

关键词 泡菜制作 亚硝酸盐的测定 优化改进

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

“泡菜的制作和亚硝酸盐的测定”是浙科版高中生物教材选修1第三部分中的内容。本实验内容分为泡菜的制作和亚硝酸盐的测定两个部分，是高中生物教材中最为经典的定量实验之一。通过本实验中泡菜的腌制、蔬菜样品的处理、各种材料中亚硝酸盐含量的测定、标准曲线的制作和实验数据的收集分析，可以培养学生设计实验和动手操作等科学探究能力，也可以帮助学生养成更为健康的饮食习惯，具有重要的教育意义。

但是在实际教学中本实验的开出率非常低，主要有以下几个原因：① 实验材料、试剂和器材的限制：本实验中的试剂种类繁多，而且大多数试剂和仪器利用率也较低，如对氨基苯磺酸、N-1-萘基乙二胺和比色机在其他实验中很少涉及；② 教学时间的限制：实验知识内容少，采用讲授法教学可以在短时间内完成教学任务，而实验操作时间长，通常需要3个课时左右，如实验中需要对样品溶液进行2次的过滤，每次过滤的时间就要1 h左右，教师不愿意消耗过多的教学时间；③ 实验结果的限制：本实验中有较多的因素都能对实验数据产生影响，学生在该实验往往很难对实验结果作出非常准确的定量测定，这样得到的结果也缺乏说服力。笔者认为在本实验中可以作如下改动。

1 加强小组合作学习，保证实验顺利完成

1.1 实验缺陷

在本实验泡菜的腌制和亚硝酸盐的测定中，主要步骤可以分成以下4个环节（表1）。

从表中可以看出，本课程中实验环节众多，操作时间很长，在课堂操作中主要的困难有：① 过滤所需时间太长，二次过滤因为固体物质较多，即使打成匀浆后通过过滤需要1～2 h。② 每个学生或每个小组需要完成的任务繁多，如果每位学生独立完成，需要对多达十余种溶液进行亚硝酸盐的测定和比色实验。所以教师在有限的课堂时间中，无法安排实验的完整进行，学科课程知识的落实和实验能力的培养成为空谈。

1.2 实验优化

笔者认为在本实验中可以采用小组合作学习的方法来解决实验安排上的问题。首先在课前，学生通过讨论分成几个实验小组，每个实验小组讨论并准备好自己小组在课堂中需要采用的实验材料，并在课堂中相互合作，实现数据的共享：如在样品处理中，每个小组只需要处理本组所采用的实验材料，再将数据汇总就可以比较每一种材料在腌制过程中亚硝酸盐含量中的区别；除此之外，每一个实验小组还可以各自选择同一实验材料在不同的腌制天数时作为样品来测定其亚硝酸盐的含量，汇总实验数据就可以比较得出在腌制过程中时间对于亚硝酸盐含量的影响。具体分组操作见表2。

2 增加实验材料种类，增强实验探究性质

2.1 实验缺陷

本实验中建议使用的实验材料是白菜和洋白菜，但是如果完全按照课本操作，主要有以下方面的缺点：① 不利于学生的实验设计能力和创新能力的发展；② 对于个别地区而言，存在取材不便的问题。

2.2 实验优化

在本实验课前准备中，每个学习小组可以选用自己小组感兴趣的实验材料，如胡萝卜、白萝卜和包菜等。通过这样的实验改进，学生可以尝试用不同的材料进行腌制，在实验中观察各种材料在腌制过程中的颜色和口味的不同。更重要的是学生可以比较和分析各种材料在腌制中产生亚硝酸盐含量上的不同，从而提升实验设计能力和创新能力，也能够加强对食品卫生和安全认识，培养良好的饮食习惯。

3 改变亚硝酸盐测定，培养学生创新能力

3.1 实验缺陷

在本实验中需要对测定亚硝酸盐含量的样品进行样品处理，在处理过程中需要进行2次过滤，因为样品中含有大量的半固态或凝胶成分，所以过滤的速度非常缓慢。特别是第一次过滤，一般需要90 min才能完成。这是本实验无法开展的主要原因之一。

3.2 实验优化

在本实验中，可以进一步使用亚硝酸盐检测管来快速测定亚硝酸盐的含量，该方法具有简单和快速的特点，这样很好地解决了以上问题，实验步骤和结果判定见表3。

4 加强实验数据分析，养成实事求是理念

4.1 实验缺陷

本实验是高中生物课程经典的定量实验之一，所得出的数据具有较高的典型性，可以建立数学模型。另外从这些实验数据中，学生还可以得知腌制过程中亚硝酸盐含量随蔬菜种类和时间的变化而改变的情况，具有很强的实用价值。但是在本文中只是对实验数据的计算作出了具体要求，并没有加强对实验数据的分析，比较和利用，白白浪费了得之不易的实验数据，更为重要的是浪费了一次培养学生一丝不苟的实验态度和实事求是的理科精神的机会。

4.2 实验改进

教师指导学生就下列内容进行评价和自我改正： ① 制作标准曲线，得出亚硝酸盐含量和光密度值的关系；② 通过比对标准曲线，得出泡菜制作中亚硝酸盐含量和泡菜腌制时间的关系，了解在腌制泡菜时，要通过充分腌制发酵后食用对人的毒害最小；③ 分析曲线，得出市场采购的泡菜中亚硝酸盐含量，并养成健康的饮食习惯；④ 分析数据，比较两种亚硝酸盐测定方法。