首页 -> 2008年第8期
中学生物实验教学经验点滴
作者:王彩霞
(一)材料的采集与处理
对于多数生物实验来说,选择和处理好实验材料,就等于该项实验成功了一半。因为材料选择得好,学生在实验过程中操作省力,观察效果明显,创造思维就活跃。例如,“用高倍显微镜观察叶绿体和细胞质流动”实验中,最初用菠菜叶代替藓类植物叶,用南瓜嫩茎的表皮毛、大白菜叶缘表皮毛、或小麦根毛细胞替代黑藻,虽然学生通过努力,同样观察到了叶绿体和细胞质的流动,但费时费力,效果也不太理想。后来采到了葫芦藓和黑藻,才发现采集和培养这些材料,即使费尽周折也值得,因为它们独特的组织结构,决定了其实验观察效果的典型性,是任何替代材料都难以达到的。
(二)仪器用具的准备和化学试剂的配制
1.仪器用具的准备:仪器用具能否正常使用直接关系到实验的成败。所以,必须严格按照实验要求,将所需用品检验后按照固定的次序摆放在实验台上,保证学生的分组实验能按步骤顺利进行。如显微镜在每次使用之前都要逐个检修,同一型号镜体的各个部件都按照统一标准进行维护组装,目镜均用马尾或粗硬头发做成指针按装调试好,镜臂部位还要用线绳系上一块纱布以备学生使用前后擦拭之用。特别是不同倍数的物镜要按照同一顺序安装在物镜转换器上,这样就避免了学生在操作过程中不同倍数物镜使用顺序上的混乱,保证了实验活动的顺利开展。此外,如果教师对实验进行了改进,或需要增加辅助实验的话,仪器和试剂也应做相应的调整。
2.化学试剂的配制:化学试剂配制得是否符合实验要求,直接影响着实验的结果。例如,苏丹III、苏丹IV、龙胆紫、亚甲基蓝、双缩脲试剂、斐林试剂等常用的生物组织染色、显色试剂,其组成、浓度、配制方法等,都有严格的规定,稍有差错就会影响实验效果。再者,有些试剂还需做必要的调整才可用于实验。例如,在“观察植物细胞的有丝分裂”实验中,教材所列染色液龙胆紫溶液的浓度为0.01g/mL或0.02g/mL,而根据笔者的经验,用以上浓度染色的洋葱根尖,制片后在显微镜下观察时,常常是一片紫黑,染色体与其他物质分辨不清。而浓度过低则分生区细胞着色过浅也影响观察。多次试验的结果表明,以0.005g/mL左右的浓度较为适宜。如果用醋酸洋红作染色剂,则以1g洋红与100mL冰醋酸混合后,加一枚生锈的铁钉煮沸,制成略具铁质的1%醋酸洋红染色液,能增强染色效果。第三,为便于学生主动探索,有些实验还需将某些试剂配制成不同的浓度供学生选用。例如,“观察植物细胞的质壁分离与复原”实验中,可配制:0.1g/mL蔗糖溶液、0.3g/mL蔗糖溶液、0.5g/mL蔗糖溶液、0.1g/mL硝酸钾溶液、0.3g/mL硝酸钾溶液、2mol/L乙二醇溶液、0.05g/mL氯化钠溶液等不同种类和浓度的试剂供学生探究时选用。
(三)课前进行预备试验
1.检验材料、仪器、试剂。进行预备试验是保证实验课成功的关键性步骤,因为通过预备试验,可以检验出材料准备是否成功,仪器用具是否齐备及能否正常使用,化学试剂的配制是否符合实验要求等。例如,在“探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的水解作用”实验中,如果蔗糖纯度达不到要求,混有少量的葡萄糖或果糖,或者存放时间过长,部分蔗糖被分解成还原性单糖,都会导致蔗糖溶液与斐林试剂混合共热后,同样产生砖红色沉淀,与1号试管内产生的正常的砖红色沉淀难以区分,使人产生错觉,造成实验失败。经过预备试验即可发现这一问题,并更换合格产品,避免给实验课的正常进行带来不利影响。
2.检验方法、步骤。通过预备试验,还可以检验实验的方法步骤是否正确、简明,是否需要进一步改进,实验效果是否理想等。例如,做“叶绿体中色素的提取和分离”实验,在提取绿色叶片中的色素过程中用小叶黄洋和大叶黄洋等硬质叶片的植物作试材时,需要进行快速、充分的强力研磨效果才好。而用同样的方法研磨飞蓬叶、菠菜叶等软质材料,所得到滤液的颜色却很浅,甚至多数情况下呈无色的清水状,一段时间后又转变为浅褐色液体。究其原因,可能是快速研磨过程中,叶肉细胞内的大液泡被破坏,其中含有大量有机酸的细胞液溢出,在碳酸钙用量不足的情况下,叶绿素分子结构中的镁原子,很容易被有机酸中的氢取代而成为褐色的去镁叶绿素,从而使滤液的颜色变浅,而后成为淡褐色。后来对软质材料改为剪碎后采用榨挤捣压之后再研磨的方法,这样叶肉细胞内的大液泡破坏相对较少,而丙酮液却可照样提取叶组织中的色素,反而取得了较好的效果。
总之,预备试验进行得好,会提前发现和纠正准备过程中出现的问题,防患于未然,保证实验课上只要学生操作方法正确,就能获得明显效果,甚至会超过预期的课程目标。