摘要:實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物學(xué)教學(xué)的重要方法,實(shí)驗(yàn)課是生物課的重要組成部分。因此,在生物教學(xué)過程中,教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),使其掌握一定技能,使教學(xué)質(zhì)量全面提高,教學(xué)效果定會(huì)事半功倍。
關(guān)鍵詞:生物實(shí)驗(yàn)教學(xué);培養(yǎng);實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?/p>
中圖分類號(hào):G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1000-8136(2010)03-0139-02
生物學(xué)是研究生命現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)性科學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)是生物學(xué)教學(xué)的重要方法,實(shí)驗(yàn)課是生物課的重要組成部分。生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)可以使學(xué)生獲得形成生物概念所必須的感性知識(shí),驗(yàn)證、鞏固和加深理解所學(xué)的知識(shí),獲得生物實(shí)驗(yàn)操作的基本技能,培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的能力,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣和調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和積極性,培養(yǎng)學(xué)生唯物主義的基本觀點(diǎn)和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。
對(duì)高中學(xué)生來說,生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括常見的儀器、器具、藥品的使用能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)程序的理解能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析能力、對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的異常情況的處理能力等。實(shí)施新課程以來,本人在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中為培養(yǎng)學(xué)生上述諸多能力做了一定的實(shí)踐與探索。
1讓學(xué)生明確儀器的原理和藥品的特性,是培養(yǎng)學(xué)生使用能力的基礎(chǔ)
“知其然,應(yīng)該知其所以然”。對(duì)儀器的原理、藥品的特性不了解,使用起來就會(huì)帶有盲目性,就不可能形成使用能力。例如,學(xué)生對(duì)低倍鏡和高倍鏡的選擇上,經(jīng)常不能根據(jù)觀察對(duì)象的特點(diǎn)和觀察目的進(jìn)行合理地選擇來使用,學(xué)生常常由于好奇心的驅(qū)使和對(duì)低倍鏡、高倍鏡特點(diǎn)的無(wú)知,總是一上來就用高倍鏡,認(rèn)為高倍鏡總比低倍鏡觀察清楚。這種盲目性,是由于學(xué)生不了解顯微鏡的基本原理,不了解高倍鏡放大倍數(shù)大,分辨率高,但所看到的實(shí)際面積小,即視野小。而且倍數(shù)越高,
看到材料的厚度就越薄,高倍鏡適宜觀察局部和細(xì)節(jié)。低倍鏡所看到的面積大,適宜觀察材料的整體結(jié)構(gòu)以及尋找觀察目標(biāo)。只要學(xué)生了解了這些基本原理,才能正確選用低、高倍鏡。由低倍鏡換高倍鏡時(shí),如果圖像不太清晰,只需調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋,就可以看清圖像了。因此學(xué)生只有了解了上述的基本原理和操作方法,才能正確使用高倍鏡。另外,如果鏡中有污染的花斑或異物,就會(huì)影響對(duì)微細(xì)結(jié)構(gòu)的觀察,清除花斑或異物,也是形成使用能力的一個(gè)方面。清除污染物,首先應(yīng)確定污染物在目鏡、物鏡還是裝片(或切片)上。因此應(yīng)讓學(xué)生了解目鏡在鏡筒上可用手做圓周轉(zhuǎn)動(dòng),裝片(或切片)在載物臺(tái)上可用手向任意一個(gè)方向移動(dòng)或用移動(dòng)器上下左右移動(dòng),如污染物在裝片(或切片)上,移動(dòng)裝片(切片),污染物則隨之移動(dòng),而反方向移動(dòng),否則,污染物就在物鏡上。在清除直鏡筒的顯微鏡目鏡和物鏡上的污染物時(shí),還應(yīng)讓學(xué)生了解先后順序,應(yīng)先摘下物鏡,然后再摘下目鏡,拭擦完畢裝上時(shí),則應(yīng)先裝目鏡后裝物鏡,因?yàn)檫@樣可以防止因摘裝目鏡時(shí)與鏡筒摩擦下來的塵渣沿鏡筒落入物鏡的內(nèi)部。
在明確學(xué)生實(shí)驗(yàn)中藥品的使用能力方面,例如,在觀察植物細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)讓學(xué)生了解龍膽紫或洋紅是與染色體結(jié)合的堿性染料,堿性染料是指有色離子是陽(yáng)離子的染料,而不是染液的pH呈堿性。這樣就引出了一個(gè)問題,醋酸起什么作用?應(yīng)讓學(xué)生了解2 %醋酸是染料的溶劑,在染色時(shí)增加了細(xì)胞的通透性,而不引起細(xì)胞膨脹,利于染液的離子進(jìn)入細(xì)胞而使細(xì)胞核內(nèi)的染色體著色。在觀察根對(duì)礦質(zhì)元素離子的交換吸附現(xiàn)象時(shí),要讓學(xué)生了解自來水中有許多陽(yáng)離子,可以將已交換吸附在根細(xì)胞表面的亞甲基藍(lán)陽(yáng)離子交換下來,使藍(lán)色的根變淺而影響實(shí)驗(yàn)效果,從而使學(xué)生明確為什么用蒸餾水沖洗根上的浮色,并且知道整個(gè)過程中所用的蒸餾水不能被污染。在提取葉綠體色素中,要讓學(xué)生了解葉綠體色素是有機(jī)物,可溶于有機(jī)溶劑。了解在葉綠素中的Mg易被葉子的細(xì)胞液內(nèi)的有些有機(jī)酸的H取代而轉(zhuǎn)變成去Mg的葉綠素,影響對(duì)色素的觀察,從而使學(xué)生明確為什么要用丙酮作提取劑,為什么一定不要讓層析液沒及濾紙上的濾液細(xì)線,在研磨前要加入堿性鹽的原因——少量的碳酸鈣。當(dāng)然,也只是在這個(gè)基礎(chǔ)上學(xué)生才能靈活地運(yùn)用它。
總而言之,教師要善于把實(shí)驗(yàn)儀器及藥品性質(zhì)、使用原理講清,這對(duì)提高學(xué)生使用它們的能力大有好處。
2培養(yǎng)學(xué)生善于分析實(shí)驗(yàn)程序的能力
一個(gè)較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過程是設(shè)計(jì)人員長(zhǎng)期辛勤勞動(dòng)的結(jié)晶,它往往是經(jīng)過幾十次甚至上百次的反復(fù)摸索。所以,在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中,不能單純地用實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)進(jìn)行“按方抓藥”出現(xiàn)結(jié)果就行了。而要指導(dǎo)學(xué)生去分析實(shí)驗(yàn)中每一個(gè)步驟的作用,每一個(gè)處理意義以及各步驟之間的聯(lián)系,從中學(xué)習(xí)解決問題、研究事物的方法。例如,在觀察植物細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)過程中,大致為:培養(yǎng)→10 %HCl解離→漂洗→染色→壓片。要讓學(xué)生了解根尖放在10 %HCl溶液中是為了溶解細(xì)胞間的果膠質(zhì),使根尖細(xì)胞間變得松散,便于壓片,否則根尖細(xì)胞很難壓散,不利于在鏡下觀察。另外,通過10 %HCl的處理,使細(xì)胞迅速死亡,讓細(xì)胞分別保留各自的分裂狀態(tài)。漂洗是為了沖洗解離液(10 %HCl),否則影響染色效果。
又如,用龍膽紫或醋酸洋紅溶液染色的目的是,這兩種染料易使細(xì)胞核內(nèi)的染色體著色,從而增大細(xì)胞核與周圍部分的反差,便于觀察染色體分布和變化,壓片的目的是使細(xì)胞分散開,變成單層,否則光線無(wú)法透過會(huì)影響觀察。加清水是起潤(rùn)滑劑和利于細(xì)胞分散的作用,壓片時(shí)在蓋玻片上再加一片載玻片的目的是防止手指與蓋玻片直接觸壓,會(huì)將極薄的蓋玻片壓碎(在鏡下觀察前應(yīng)將載玻片取下,并注意不要讓蓋玻片移位)。在葉綠體中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)中,制備濾紙條時(shí),應(yīng)讓學(xué)生了解將濾紙剪成長(zhǎng)10 cm,是因?yàn)楹}卜素在紙條上擴(kuò)散的距離約為9 cm左右;寬1 cm是利于劃出齊而均勻的濾液細(xì)線,去兩角為了使層析液在紙條上擴(kuò)散速度均衡,后兩者都是為了擴(kuò)散出四條平行的色帶。在距去兩角的一端1 cm處用鉛筆畫一橫線,目的是為劃濾液細(xì)線提供參照線并且防止層析時(shí)在盛有3 ml層析液的燒杯(100 ml)中,濾液細(xì)線被層析液沒及。劃濾細(xì)線時(shí)還應(yīng)讓學(xué)生知道干燥后重復(fù)劃2次~3次,是為了增加色素的分子數(shù),以便在紙條上走出四條明顯的色素帶來。如
果在不干燥的情況下連續(xù)劃線,色素會(huì)隨濾液中的液體(如丙酮)在紙條上的擴(kuò)散而擴(kuò)散,劃出的濾液細(xì)線較寬,其結(jié)果是相鄰的兩條色帶會(huì)發(fā)生部分重疊。因此在實(shí)驗(yàn)中,應(yīng)根據(jù)學(xué)生程度和涉及原理的難易不同,由教師講清或提出問題讓學(xué)生思考,使學(xué)生既知道實(shí)驗(yàn)應(yīng)怎么做,也知道為什么這樣做。
3培養(yǎng)學(xué)生善于分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象
在實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)常存在著對(duì)實(shí)驗(yàn)最后結(jié)果的記錄,而輕視對(duì)實(shí)驗(yàn)過程中出現(xiàn)某些現(xiàn)象的記錄,重視結(jié)果而不重視分析結(jié)果,重視對(duì)成功實(shí)驗(yàn)的肯定,而不重視對(duì)實(shí)驗(yàn)中的失敗查找原因等現(xiàn)象,這不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ奶岣?。例如,在觀察植物有絲分裂的實(shí)驗(yàn)中,在顯微鏡的某個(gè)視野中,要讓學(xué)生了解為什么看到的細(xì)胞多數(shù)為間期的細(xì)胞。在質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中要讓學(xué)生了解液泡的體積大小、顏色變化如何。在葉綠體中色素提取和分離實(shí)驗(yàn)中四種色素彼此分離的原理是什么,這一原理單靠高中教科書中的知識(shí)還不夠,應(yīng)讓學(xué)生了解濾紙是一種吸附劑,層析液是一種展開劑,四種色素的化學(xué)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)不同,它們?cè)跒V紙上吸附能力不同,在層析液中(展開劑)溶解度不同。因此,四種色素隨著層析液在濾紙條上的擴(kuò)散速度就不同,胡蘿卜素溶解度大而吸附力小,擴(kuò)散速度快,葉綠素b溶解度小而吸附力大,擴(kuò)散速度則慢。
在實(shí)驗(yàn)中,因某種原因,個(gè)別學(xué)生的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不明顯或失敗,老師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生查找原因。如葉綠體中色素提取和分離的實(shí)驗(yàn)結(jié)果四條色素大部分或全部不明顯,老師可提示:①是否丙酮用量過多,濾液太稀;②是否用的新鮮葉,是否用的全部是幼嫩的葉;③劃濾液細(xì)線時(shí)是否重復(fù)的次數(shù)少了一些;④層析時(shí)濾紙條上的濾液細(xì)線是否被層析液沒及過。在質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)中,有的學(xué)生很快就觀察到質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象。但有的學(xué)生雖然在步驟方法上都按要求進(jìn)行了,但沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)壁分離現(xiàn)象,教師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生尋找原因:取下的表皮是否是死亡的角質(zhì)層細(xì)胞?是否由于未用蔗糖溶液浸泡材料?是否蔗糖溶液被原清水稀釋而造成濃度不夠?是否視野太亮,反差度小而未能看清?還有的學(xué)生雖然質(zhì)壁分離了卻不能復(fù)原,教師也詢問一下,是否蔗糖溶液濃度自行加高了?是否質(zhì)壁分離時(shí)間太久而造成細(xì)胞死亡?
總之,在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中,教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng),定會(huì)事半功倍,全面提高教學(xué)質(zhì)量。
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Pay Attention to Biological Experiment Teaching
Train Student’s Experiment Ability
Wang Shuiying
Abstract: Experiment teaching is a biological teaching important method , the experiment lesson is an important component of the biological lesson. So, In the course of living beings teaching, teachers should strengthen the cultivation of student’s experiment ability, enable it grasp certain skill, enable the teaching quality quantity improves in an all-round way, the teaching result will get twice the result with half the effort definitely.
Key words: biological experiment teaching; cultivation; experiment ability