师生共同对常规生物实验进行改进与创新.doc

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师生共同对常规生物实验进行改进与创新
人教版的普通高中生物课程标准中实验教学比以前更突出, 并有相当部分的探索型实验。这当然有利于我们培养学生的观察能力、实验能力和创新能力, 并使他们养成严谨的科学态度。但是我们在实际操作中发现 有些实验过程太繁杂; 有些实验过程安排过于死板, 没有留给学生太多创新的余地; 有些实验取材不易或开资太大; 部分实验步骤不易操作, 甚至会因此而不能取得很好的实验效果。因此对常规的生物实验进行改进与创新很有必要。
通过师生合作对常规的生物实验进行改进与创新，将优化实验设计方案，有利于学生加深对实验原理的深刻理解，培养自觉学习生物的兴趣，提高学生的创新能力。同时也有利于教师业务素质的提高，提高生物教学质量。
　1．重温常规实验并师生共同分析实验的优缺点
这一点非常重要。只有通过做实验以后才能知道其中的难易与优缺点。而每一个常规实验做完后应当收集学生对实验的分析，对实验结果进行评价。然后展开师生讨论，针对实验材料、实验原理、实验步骤、实验方法、实验时间、材料的成本等提出问题。提出问题往往比解决问题价值更大。发现问题后才会激发师生去深刻思考，寻求新的解决问题的方案。这样创新思维的火花得以点燃，学生的兴趣提高，潜能得以挖掘。
2．常用的生物实验改进与创新的方法
2．1 加
　　教材在一些实验的设计过程中，由于没有把可能影响本实验的干扰因素全部考虑进去，导致实验设计方案存在一些缺陷，使实验结果的准确性受到怀疑。对于这类实验，教师就必须添加新的实验装置作为对照组，把遗漏的干扰因素补充完全，从而保证实验结果的准确性。
　　如在探究温度对淀粉酶活的影响时，为了使酶液与淀粉溶液的起始温度一致而不响实验效果，有必要设计三组实验，6支试管，酶液与淀粉溶液应当分开装，并分开放置在同一温度环境中一段时间后再混合。
　2.2 减
　　教材中的某些实验，由于设计的实验步骤过于繁琐，导致实验持续时间过长而无法及时完成，严重影响实验教学效果和学生的学习兴趣，给学科教学带来一定的负面影响。对于这类实验，就必须把其中一些耗时长、操作难度过大而对实验结果无重大影响的实验步骤（主要是用来制备实验材料的步骤）省去（即由教师代为制备），以保证实验及时完成，同时还能减轻学生的操作负担。如在“生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”实验中，本实验由3个内容有机组合在一起，实验时间非常紧张，而其中的“可溶性还原糖的鉴定”实验中，由学生自己制备苹果组织液是1个非常繁琐（包括洗净、去皮、切块、称量、研磨和过滤等多个过程）、操作难度大和耗时很多的步骤，如果改由教师事先代为制备，则既可以节省实验时间，又能确保实验材料的质量，使本实验及时、准确地完成，并取得理想的实验效果。
　2.3 改
　　教材中的某些实验，其设计的实验方案中的某些部分（如加热方法、控温方法和染色时间、取材等）存在明显的缺陷，不太符合实际。导致实验现象不明显，甚至实验失败，严重影响实验教学的效果。对于这类实验，教师应当将实验方案中存在明显缺陷的部分不断地加以改进，以保证实验现象的显著和实验结果的成功。
　2.4 有关方法方面的改进与创新
　　2.4..1 加热方法的改进与创新
　　在“可溶性还原糖的鉴定”实验中，教材要求学生自己用酒精灯加热来观察现象。采用这种方法加热，耗时长且加热效果不理想，由于加热强度不够，导致还原糖与斐林试剂发生氧化还原反应而产生的氧化亚铜很少，使实验现象（出现砖红色沉淀）不明显，甚至有的组根本没有出现实验现象。建议教师把各组试管集中起来，统一在沸水浴锅中加热，则加热效果很好，实验现象也非常明显。
　　2.4.2 控温方法的改进与创新
　　在“唾液淀粉酶对淀粉的消化作用”实验（初中《科学》第四册）中，教材采用冰块来制造0 ℃的恒温条件，又采用通过调节铁圈的高度来制造37 ℃的恒温条件。用这2种方法制造的恒温条件非常不稳定，很难维持一段时间（5 min）以满足反应需要，恒温效果不理想，导致实验结果不理想。建议改用冰箱来制造0 ℃的恒温条件，用恒温水浴锅来制造37 ℃的恒温条件，则恒温效果和实验结果都非常理想。
　　2.4.3 干燥方法的改进与创新
　　在“叶绿体中色素的提取和分离”实验中，用毛细吸管吸取色素提取液在滤纸条上重复划滤液细线时，教材采用自然干燥的方法。这种干燥方法速度慢且效果不理想，导致实验现象不明显。建议改用嘴吹干的方法，则实验效果很好。
　　2.4.4 压片方法的改进与创新
　　在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，在制成洋葱根尖临时装片后，教材采用在盖玻片上放一块载玻片，再用大拇指在载玻片上轻轻挤压的方法来制片。但由此制得的装片内，细胞分散程度不高，观察效果不理想。我们改用在盖玻片上放一块多层并折成方形的吸水纸，并用大拇指和食指压住盖玻片和吸水纸（防止盖玻片滑动），再用橡皮在吸水纸上不断地敲打，一直到材料呈云雾状。由此制得的装片内，细胞分散程度高，观察效果很佳。
　　2.4.5 搅拌方法的改进与创新
　　在“DNA的粗提取和鉴定”实验中，总共有4次要用到玻璃棒来进行搅拌，其中的第一次要求快速搅拌。由于教材未要求对玻璃棒进行处理，再加上学生的搅拌方法不正确，每一次实验过程中，都会有许多组的烧杯被打破，使得这些组的学生重新开始实验，既造成学校财产的损失，又影响实验课堂的气氛。建议采用在玻璃棒的一端套上一段乳胶管，并用这一端搅拌，就能避免烧杯被打破的现象出现，保证实验的正常开展。
　　2.5 有关时间方面的改进与创新
　　2.5.1 取材时间的改进与创新
　　在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，教材规定的取材时间为洋葱根尖长到5 cm时。其实，此时洋葱根尖分生区细胞已经开始伸长，分生区和伸长区细胞很难区分，导致观察部位难以找到；同时，分生区细胞的分裂活动已经减弱，处于分裂期的细胞数目明显减少，导致要找到各个分裂时期的细胞较难。建议改在洋葱根尖长到2 cm时取材，则分生区细胞刚好处于分裂的旺盛时期，且分生区和伸长区细胞形态差异较大，很容易找到处于各个分裂时期的细胞。
　　2.5.2 染色时间的改进与创新
　　在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，无论染色试剂（龙胆紫溶液）的浓度是0.01 g/mL还是0.02 g/mL，教材规定的染色时间都是3~5 min。事实上，经过这段时间染色后所制成的装片内，整块材料都呈深紫色，根本无法观察。实际操作过程中，建议根据染色试剂的浓度来确定染色时间：当染色试剂的浓度为0.01 g/mL时，染色时间为2~3 min；当染色试剂的浓度为0.02 g/mL时，染色时间为1~2 min。经过这样处理后，染色效果非常理想，观察效果也非常理想。
　　2.5.3 解离时间的改进与创新
　　在“观察植物细胞有丝分裂”实验中，教材规定的解离时间为3~5 min，经此时间解离后，洋葱根尖仍旧比较硬挺，制片时不容易被压碎，导致所制成的装片内细胞分散程度不高，观察效果不理想。在实际操作时，把解离时间改为7~8 min，则制片效果很佳，所制成的装片内细胞分散程度高，观察效果理想。
2．6 调整实验顺序
实验一“生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定”包括三个小实验，若按教材实验顺序，从学生实际操作来看，做得非常紧张、忙乱，因为第二个实验涉及到了高倍显微镜的使用，而对这部分内容，学生以前并没有接触；再有初中阶段学生对于显微镜使用的机会不多，即使有用到显微镜的地方，也只不过在低倍镜下用用而已,基本上用不上高倍物镜，所以,难免做实验时学生对高倍物镜的使用上非常生疏，甚至有的同学还没有来得及观察到现象，因为时间的原因，就必须停止进行，开始做下一个实验。结果，后面的实验完成得就不太理想。为此，我们把三个实验的顺序做了一下调整：先做第三个，再做第一个，后做第二个。从实际效果看非常好，学生都能按实验要求做完三个实验，并且有足够的时间熟悉高倍物镜的使用。
2．7优化实验操作
    在做“观察植物细胞有丝分裂”实验时，教材中要求用镊子尖弄碎根尖，我们看不妥，因为本来做为标本进行观察的根尖就很小，在用镊子处理时，会使一些根尖细胞粘在镊子上，这样就会由于观察到的细胞数量少，而导致在镜下很难找到要看的分生区细胞。还有盖上盖玻片后，又在盖玻片上覆加另一块载玻片进行压片。如果压片后不把载玻片取下，当要从低倍物镜转换到高倍物镜时，有时需要移动装片，将要观察的目标细胞移至视野中央，而在移动过程中往往导致上下载玻片相对滑动，而使要观察的目标从视野中消失。若取下覆加在盖玻片上载玻片，则载玻片极易将盖玻片粘下来，结果可想而知。我的成功经验是盖上盖玻片后，用镊子的钝头轻轻敲击盖玻片，直至根尖细胞分散成均匀的一薄层为止，而不必覆加另一块载玻片进行压片。
3．实验创新实例 《DNA的粗提取与鉴定》的实验

3．1．实验材料
洋葱，天平，研钵，石英砂，漏斗，纱布或滤纸，烧杯，玻璃棒或竹签，药匙，试管，吸管，体积分数为95%的酒精溶液，
3mol/L的NaCL溶液，酒精与三角架，量筒，二苯胺试剂
3．2 实验步骤
3．2．１．取３０克洋葱切碎
3．2．２．30克已切碎的洋葱＋少量石英砂＋10mL
　　３mol/L的氯化钠溶液，放入研钵中充分
　　研磨３－５分钟。
3．2．３．用漏斗和纱布（３－４层）或滤纸过滤研磨
　　样品，得到滤液。
3．2．４．取滤液１0mL于烧杯中，加入95%的酒精
　　溶液20mL，静置１－２分钟。有丝带或
　　絮状物出现，主要成分为ＤＮＡ．
3．2．５．鉴定：
取两支试管，编为1、2号，各加３mol/L的氯化钠溶液2mL，向1号试管中加入一些白色纤维状物（可用竹签卷起放入），振荡使其溶解，然后向两支试管中各加入３mL二苯胺试剂，沸水浴加热5分钟，１号试管内可见蓝色

3．3 验创新之处：
3．3．1实验材料　
　　实验中取洋葱，大蒜，香葱等作材料，来源广，成本
　　低，包括酒精等材料在内，一个６０人的教学班只需
　　５－８元开资即可
3．3．2实验程序　
　　实验程序简化，耗时少（２０－３０分钟），成功
　　率高，便于提高学生的学习兴趣与探究能力．
3．3．3实验措施
采用石英砂与植物材料研磨，提取核物质；加大
二苯胺试剂Ａ中浓硫酸的比例，以及用高浓度的
　 氯化钠溶液溶解ＤＮＡ，使显色明显且时间短　

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