對(duì)高中生物必修教材部分實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和創(chuàng)新

唐玉梅

高中生物必修教材的特點(diǎn)之一是實(shí)驗(yàn)比較多。對(duì)于教材中的有些實(shí)驗(yàn)，可以從選材、試劑用具、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)等方面，根據(jù)各個(gè)地區(qū)，各個(gè)學(xué)校的實(shí)際情況，在教學(xué)實(shí)踐中加以改進(jìn)和創(chuàng)新，使之更適合本校師生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的開(kāi)展，以確保實(shí)驗(yàn)的可行性、準(zhǔn)確性和實(shí)效性，同時(shí)也有利于培養(yǎng)師生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。我在從事實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，對(duì)部分實(shí)驗(yàn)作了如下改進(jìn)。

一、調(diào)整實(shí)驗(yàn)順序

實(shí)驗(yàn)一：《生物組織中可溶性還原糖、脂肪、蛋白質(zhì)的鑒定》

這個(gè)實(shí)驗(yàn)包括三個(gè)小實(shí)驗(yàn)。若按教材實(shí)驗(yàn)順序，從學(xué)生實(shí)際操作情況來(lái)看，時(shí)間非常緊張。因?yàn)橹镜蔫b定涉及高倍顯微鏡的使用，這是學(xué)生以前沒(méi)有接觸過(guò)的內(nèi)容；甚至很多地區(qū)在初中階段學(xué)生學(xué)習(xí)使用顯微鏡機(jī)會(huì)不多，即使學(xué)過(guò)顯微鏡的使用，也只不過(guò)是在低倍鏡下進(jìn)行簡(jiǎn)單操作而已，基本上沒(méi)用過(guò)高倍鏡。所以在做這個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，大多數(shù)學(xué)生對(duì)顯微鏡的使用非常生疏，更談不上對(duì)高倍顯微鏡的使用了。有的同學(xué)還沒(méi)來(lái)得及熟悉高倍鏡的使用，也沒(méi)有觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，就由于時(shí)間的原因，必須停止該實(shí)驗(yàn)而開(kāi)始做下一個(gè)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果必然使整個(gè)實(shí)驗(yàn)完成不理想。

為此，我們把三個(gè)實(shí)驗(yàn)的順序做了以下調(diào)整：先做“蛋白質(zhì)的鑒定”，因?yàn)榇藢?shí)驗(yàn)無(wú)需加熱，操作相對(duì)容易；然后做“可溶性還原糖的鑒定”；最后做“脂肪的鑒定”。這樣排序，使實(shí)驗(yàn)過(guò)程由簡(jiǎn)到繁，符合學(xué)生的思維定勢(shì)，既能保證三項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，又會(huì)使整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程秩序井然，實(shí)際效果非常好。學(xué)生都能按要求做完三個(gè)實(shí)驗(yàn)，并且有足夠的時(shí)間熟悉高倍鏡的使用。

二、改進(jìn)材料用具

實(shí)驗(yàn)六：《葉綠體中色素的提取和分離》

1.提取綠色葉片中的色素：（1）教材實(shí)驗(yàn)用菠菜葉，研磨液黏稠，需要過(guò)濾，實(shí)驗(yàn)步驟繁瑣。（2）教材中用丙酮作為色素提取液。層析液成分中也有丙酮。丙酮易揮發(fā)且有一定毒性，而實(shí)驗(yàn)室的通風(fēng)設(shè)施不佳。

改進(jìn)：（1）采用革質(zhì)的植物葉片，如龜背竹、榕樹(shù)的葉等。這些觀賞植物我校實(shí)驗(yàn)室就有，取材方便，研磨液不黏稠，不需要過(guò)濾即可直接使用研缽中的上清液。（2）考慮到實(shí)驗(yàn)的安全性問(wèn)題，故改用無(wú)水乙醇作為提取液，93#汽油作為層析液，效果不錯(cuò)。

2.制備濾紙條：教材中使用干燥處理過(guò)的定性濾紙。濾紙條長(zhǎng)6厘米、寬1厘米。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)濾紙條長(zhǎng)度不夠，影響色素在濾紙條上的分布。

改進(jìn)：將濾紙條改為長(zhǎng)度10厘米。在濾紙條一端剪去兩角做標(biāo)記，并在這一端1.5厘米處用鉛筆畫(huà)一條細(xì)細(xì)的橫線；在濾紙條另一端距紙條邊緣1厘米處再畫(huà)一條細(xì)線，作為色素帶的終點(diǎn)。在分離色素時(shí)，當(dāng)看到最上面的色素帶到達(dá)該細(xì)線時(shí)，取出濾紙條，此時(shí)4條色素帶分布效果最佳。

3.畫(huà)濾液細(xì)線：教材中采用毛細(xì)吸管吸取濾液，畫(huà)線很難達(dá)到細(xì)、直、齊、勻的要求。層析后的色素帶呈波浪狀。實(shí)驗(yàn)效果不是很理想。

改進(jìn)：我們用較薄且干凈的蓋玻片的一側(cè)邊緣蘸取色素提起液印在濾紙條上，在色素液晾干后再重復(fù)印幾次，印出的濾液細(xì)線細(xì)、直、齊、勻，比用毛細(xì)吸管省時(shí)又省力。層析分離后，色素帶分布相對(duì)前者較整齊，實(shí)驗(yàn)效果很好。

4.分離葉綠體中的色素：教材是將3mL的層析液倒入燒杯，將濾紙條略微斜靠在燒杯的內(nèi)壁，輕輕地插入到層析液中，隨后用培養(yǎng)皿蓋蓋上燒杯。

改進(jìn)：每位學(xué)生一支長(zhǎng)度為10厘米的小試管，在試管中加入1mL的層析液（93#汽油），將濾紙條輕輕插入小試管中，然后用保鮮膜代替培養(yǎng)皿蓋將試管口密封，一段時(shí)間后即可見(jiàn)分布整齊的4條色素帶。通過(guò)改進(jìn)，既可節(jié)省試劑，又安全可靠，而且試驗(yàn)成功率很高。避免了濾液細(xì)線被層析液淹沒(méi)，也避免了因沒(méi)有足夠多的培養(yǎng)皿蓋而造成的不便。

三、創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

實(shí)驗(yàn)七：《植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)》

通過(guò)對(duì)教材實(shí)驗(yàn)的多次嘗試，我認(rèn)為教材的實(shí)驗(yàn)略有不足。

1.操作繁瑣：首先要做一個(gè)洋蔥鱗片的臨時(shí)裝片，放在低倍鏡下觀察，找到合適目標(biāo)，然后取下載玻片，從蓋玻片的一側(cè)滴入0.3g/mL的蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸引，這樣重復(fù)幾次，洋蔥鱗片葉表皮就完全浸入蔗糖溶液，發(fā)生質(zhì)壁分離現(xiàn)象。再用同樣的方法滴加清水，繼續(xù)重復(fù)上述步驟。過(guò)一段時(shí)間，才會(huì)發(fā)現(xiàn)質(zhì)壁分離復(fù)原現(xiàn)象。一些不夠細(xì)心、沒(méi)耐心的同學(xué)，在這樣繁瑣的過(guò)程中，往往急于求成，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)的成功率不高。

2.耗時(shí)太長(zhǎng)：按照教材實(shí)驗(yàn)的步驟進(jìn)行，有時(shí)因一些不必要的因素，而使得實(shí)驗(yàn)重復(fù)多次均達(dá)不到預(yù)期的效果，浪費(fèi)時(shí)間。

根據(jù)上述分析我將本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)：只利用一種溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)使植物細(xì)胞既能發(fā)生質(zhì)壁分離，又能自動(dòng)復(fù)原，即質(zhì)壁分離和復(fù)原在同一溶液中發(fā)生。

為此，我選擇了KNO溶液。因?yàn)橐欢舛鹊腒NO溶液既能使植物細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離，又對(duì)細(xì)胞無(wú)毒害作用，同時(shí)K和NO都是植物要選擇吸收的離子。發(fā)生質(zhì)壁分離后的植物細(xì)胞，隨著對(duì)K和NO主動(dòng)吸收，細(xì)胞液的濃度會(huì)逐漸變大，細(xì)胞又通過(guò)滲透作用吸收水分，從而使質(zhì)壁分離自動(dòng)復(fù)原。通過(guò)對(duì)不同濃度的KNO溶液（5%、8%、10%、15%）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。并對(duì)時(shí)間和現(xiàn)象進(jìn)行了分析對(duì)比，結(jié)果如下。

（1）對(duì)不同濃度的KNO溶液進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的結(jié)果

（2）課本實(shí)驗(yàn)與改進(jìn)實(shí)驗(yàn)對(duì)比

由以上細(xì)胞發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原的實(shí)驗(yàn)對(duì)比可以證明，當(dāng)KNO溶液的濃度為5%時(shí)，可以發(fā)生質(zhì)壁分離和復(fù)原，但需要的時(shí)間長(zhǎng)；濃度為10%以上時(shí)發(fā)生質(zhì)壁分離，但不能復(fù)原，原因是濃度過(guò)高，細(xì)胞由于失水過(guò)多而死亡；而用濃度為8%的溶液，可以達(dá)到一舉兩得的效果：既可節(jié)省時(shí)間，又可以保證細(xì)胞正常的功能，且實(shí)驗(yàn)成功率很高。除此之外，此實(shí)驗(yàn)還可以用10%的尿素溶液，同樣可以觀察到植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象。

總之，在教學(xué)實(shí)踐中，我們要善于從實(shí)際出發(fā)，以教材實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，緊扣實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)地方特色實(shí)施實(shí)驗(yàn)教學(xué)。只要我們善于動(dòng)腦，勤于動(dòng)手，就一定能發(fā)現(xiàn)一些更適合本地教學(xué)的實(shí)驗(yàn)材料和方法。這不僅有利于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率，而且能夠培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)驗(yàn)操作能力，改變封閉單一的實(shí)驗(yàn)方式，開(kāi)創(chuàng)創(chuàng)新模式，從而由依賴教材的模仿者，變?yōu)樽灾魈骄康闹黧w角色，以迎合新課程改革的大潮流，更好地提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。