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淺談高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的能力培養(yǎng)
生物學(xué)是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性科學(xué)。對(duì)高中學(xué)生來(lái)說(shuō)，生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)主要包括常見(jiàn)的儀器、器具、藥品的使用能力 ，還有對(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。一、讓學(xué)生明確儀器的原理和藥品的特性，是培養(yǎng)學(xué)生使用它們的能力的基礎(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(lái)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)行合理的 選擇來(lái)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(lái)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，就可以看清圖象 了。至此學(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，試擦完畢裝上時(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(lái)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(wèn)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(lái)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(lái)， 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(guò)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，可以溶于有機(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(méi)及濾紙上的濾液細(xì)線，為什么在研磨前要加 入堿性鹽——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。
二、培養(yǎng)學(xué)生善于分析實(shí)驗(yàn)程序
一個(gè)較為復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)過(guò)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(guò)幾十次甚至上百次的反復(fù)摸索。 所以，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(wèn)題、研究事物的方法。例如，在觀察 植物細(xì)胞有絲分裂實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，大致為：培養(yǎng)→10％HCI解離→漂洗→染色→壓片。 要讓學(xué)生了解根尖放在10 ％HCI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 在鏡下觀察。另外，通過(guò)10％HCI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％HCI），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?chē)糠值姆床�，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(kāi)，變成單層，否則光線無(wú)法透過(guò)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厘米是因?yàn)楹}卜素在紙條上擴(kuò)散的距離約為9 厘米左右；寬1厘米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厘米處用鉛筆畫(huà)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毫升層析液的燒杯（100毫 升）中，濾液細(xì)線被層析液沒(méi)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—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(lái)。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(wèn)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。
三、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(guò)程中間出現(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?的提高。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(shū)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(kāi)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(kāi)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)果四條色素帶部分或全部不明顯，老師可提示：（1）是否丙酮用量過(guò)多， 濾液太��；（ 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(méi)及過(guò)。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(méi)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(xún)問(wèn)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，在生物教學(xué)過(guò)程中，教師應(yīng)加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的能力的培養(yǎng)，定會(huì)事半功倍，全面提高教學(xué)質(zhì)量。
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