鄂木斯克师范大学多糖实验教学

在俄罗斯鄂木斯克国立师范大学自然科学教育学院化学系的实验课程中，学生们借助奥姆斯克国立工艺大学科技园的先进设备，开展了一系列富有创新性的多糖化学实验。在题为“多糖”的专题教学中，生物与化学专业三年级学生在化学与化学教学法教研室主任埃琳娜·阿纳托利耶夫娜·阿尔希平娜教授的指导下，深入探讨了纤维素与淀粉这两类典型多糖的结构与性质。

多糖是一类由十个以上单糖残基通过糖苷键连接而成的高分子碳水化合物。除淀粉和纤维素外，常见的多糖还包括动物体内的糖原、广泛用于化妆品中的透明质酸、构成节肢动物外骨骼的甲壳素，以及作为抗凝血药物基础的肝素等。

在实验环节中，学生们首先进行了淀粉的定性检测——在室温条件下使其与碘液反应。实验结果显示，若淀粉以直链结构（即直链淀粉）为主，则呈现深蓝色；若以支链结构（支链淀粉）为主，则呈深紫色。由于天然淀粉通常同时含有这两种结构，实际观察到的多为深蓝紫色复合显色。

该反应的一大特性在于其可逆性：常温下反应平衡倾向于生成淀粉-碘包合物，从而呈现颜色；而加热时平衡逆向移动，颜色逐渐消退；冷却后颜色可再次恢复。埃琳娜·阿纳托利耶夫娜强调，这一现象不仅适用于定性分析的教学演示，通过控制温度实现颜色循环变化也能激发学生的学习兴趣，同时因其高灵敏度，还可实际应用于食品中淀粉的痕量检测。

除显色反应外，学生们还进行了淀粉的水解实验，并观察到其水解速率远低于二糖类的蔗糖。这一差异源于淀粉作为大分子多糖具有更为复杂的空间结构与糖苷键排列。值得注意的是，人体在摄入面包、谷物、马铃薯等富含复合碳水化合物的食物后，消化道内进行的正是类似的酶促水解过程。

在纤维素研究环节，学生们成功制备了碱性纤维素与酸性纤维素，并合成了其硝酸酯衍生物——纤维素二硝酸酯与三硝酸酯。其中，纤维素三硝酸酯为无色粉末状固体。当在密闭试管中加热时，该物质迅速分解释放出复杂气体混合物，产生的压力足以顶开试管塞。这一现象使其成为展示化学能转化的理想演示实验。

埃琳娜·阿尔希平娜教授总结指出，此类围绕“碳水化合物”主题设计的实验不仅具有重要的实践意义，更能有效培养学生的实验操作能力与科学思维。未来，这些准教师们将能把相关实验方案转化为适合不同学段的教学资源，既可面向中学化学与技术类课程的学生，也可设计为幼儿科学启蒙活动，从而切实推进TOРИO（注：应为“ТОРИО”教育理念，侧重实践与创新）教育理念的落地实施。