高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的能力培養(yǎng)

中學(xué)生物試驗(yàn)教學(xué)中的實(shí)力培育生物學(xué)是一門(mén)試驗(yàn)性科學(xué)。對(duì)中學(xué)學(xué)生來(lái)說(shuō),生物試驗(yàn)教學(xué)主要包括常見(jiàn)的儀器、器具、藥品的運(yùn)用實(shí)力,還有對(duì)試驗(yàn)程序的理解實(shí)力,對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的分析實(shí)力,對(duì)試驗(yàn)中出現(xiàn)的異樣狀況的處理實(shí)力等。一、讓學(xué)生明確儀器的原理和藥品的特性,是培育學(xué)生運(yùn)用它們的實(shí)力的基礎(chǔ)“知其然,應(yīng)當(dāng)知其所以然”。對(duì)儀器的原理、藥品的特性不了解,運(yùn)用起來(lái)就會(huì)帶有盲目性,就不行能形成運(yùn)用實(shí)力。例如,學(xué)生對(duì)低倍鏡和高倍鏡的選擇上,常常不能依據(jù)視察對(duì)象的特點(diǎn)和視察目的進(jìn)行合理的選擇來(lái)運(yùn)用,學(xué)生常常由于新奇心的驅(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視察清晰。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,辨別率高,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,高倍鏡相宜視察局部和細(xì)微環(huán)節(jié)。低倍鏡所看到的面積大,相宜視察材料的整體結(jié)構(gòu),以及找尋視察目標(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),假如圖像不太清晰,只需調(diào)整細(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,才能正確運(yùn)用高倍鏡。另外,假如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)的視察,清除花斑或異物,也是形成運(yùn)用實(shí)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)上可用手向隨意一個(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)生了解先后依次,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)生試驗(yàn)中藥品的運(yùn)用實(shí)力方面:例如,在視察植物細(xì)胞的有絲分裂試驗(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。在視察根對(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)水中有很多陽(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,而影響試驗(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)色素的視察,從而使學(xué)生明確為什么要用丙酮作提取劑,為什么確定不要讓層析液沒(méi)及濾紙上的濾液細(xì)線(xiàn),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)生才能敏捷地運(yùn)用它?？偠灾?老師要擅長(zhǎng)把試驗(yàn)儀器及藥品性質(zhì)、運(yùn)用原理講清,這對(duì)提高學(xué)生運(yùn)用它們的實(shí)力大有好處。二、培育學(xué)生擅長(zhǎng)分析試驗(yàn)程序一個(gè)較為困難的試驗(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)生試驗(yàn)中,不能單純地用試驗(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)生去分析試驗(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、探討事物的方法。例如,在視察植物細(xì)胞有絲分裂試驗(yàn)過(guò)程中,大致為:培育→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,不利在鏡下視察。另外,通過(guò)10%HCI的處理,使細(xì)胞快速死亡,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)胞核與四周部分的反差,便于視察染色體分布和改變,壓片的目的是使細(xì)胞分散開(kāi),變成單層,否則光線(xiàn)無(wú)法透過(guò)會(huì)影響視察。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干脆觸壓,會(huì)將極薄的蓋玻片壓碎(在鏡下視察前應(yīng)將載玻片取下,并留意不要讓蓋玻片移位)。在葉綠體中色素的提取和分別試驗(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勻稱(chēng)的濾液細(xì)線(xiàn),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(xiàn),目的是為劃濾液細(xì)線(xiàn)供應(yīng)參照線(xiàn)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(xiàn)被層析液沒(méi)及。劃濾細(xì)線(xiàn)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)。假如在不干燥的狀況下連續(xù)劃線(xiàn),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(xiàn)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,在試驗(yàn)中,應(yīng)依據(jù)學(xué)生程度和涉及原理的難易不同,由老師講清或提出問(wèn)題讓學(xué)生思索,使學(xué)生既知道試驗(yàn)應(yīng)怎么做,也知道為什么這樣做。三、培育學(xué)生擅長(zhǎng)分析試驗(yàn)現(xiàn)象在試驗(yàn)中,常常存在著對(duì)試驗(yàn)最終結(jié)果的記錄,而輕視對(duì)試驗(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)勝利試驗(yàn)的確定,而不重視對(duì)試驗(yàn)中的失敗查找緣由等現(xiàn)象。這不利于學(xué)生試驗(yàn)實(shí)力的提高。例如,在視察植物有絲分裂的試驗(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)壁分別和復(fù)原的試驗(yàn)中要讓學(xué)生了解液泡的體積大小、顏色改變?nèi)绾?。在葉綠體中色素提取和分別試驗(yàn)中四種色素彼此分別的原理是什么,這一原理單靠中學(xué)教科書(shū)中的學(xué)問(wèn)還不夠,應(yīng)讓學(xué)生了解濾紙是一種吸附劑,層析液是一種綻開(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紙上吸附實(shí)力不同,在層析液中(綻開(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。在試驗(yàn)中,因某種緣由,個(gè)別學(xué)生的試驗(yàn)結(jié)果不明顯或失敗,老師應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生查找緣由。如葉綠體中色素提取和分別的試驗(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,濾液太稀;(2)是否用的簇新葉,是否用的全部是幼嫩的葉;(3)劃濾液細(xì)線(xiàn)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(xiàn)是否被層析液沒(méi)及過(guò)。在質(zhì)壁分別和復(fù)原的試驗(yàn)中,有的學(xué)生很快就視察到質(zhì)壁分別和復(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)覺(jué)質(zhì)壁分別現(xiàn)象,老師應(yīng)啟發(fā)學(xué)生找尋緣由:取下的表皮是否是死亡的角質(zhì)層細(xì)胞?是否