两所中学生物实验的操作技巧_科普论文

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经过多年来的中学生物实验工作发现,对于教材中提供的实验方案,由于各地、各校的教学条件、教学设施、可获取的材料不同,需要进行方案的适当调整,以适应具体的教学情况。在教学中,可根据实际情况,对实验取材、实验操作方法、步骤等方面进行改进和补充。我们进行实验操作时,师生共同尝试用多种实验方法,探索多种途径,归纳总结出简明直接、安全有效、操作性强、科学规范、效果显著的操作方法。同时,使实验能培养学生的实验操作技能技巧,培养学生的观察能力,思维能力,激发学生的探究创新精神。以下是我们进行实验改进的一些尝试。

一、观察植物细胞实验的改进(见图1)

1.原教材实验步骤及问题

在中学七年级(上)实验2《观察植物细胞》中,制作洋葱鳞片叶表皮细胞的临时装片步骤有三步:①准备洋葱和其他实验仪器;②制作临时装片(取洋葱内表皮置于载玻片上、盖上盖玻片);③染色(滴一滴碘液在盖玻片旁、用吸水纸在另一侧吸引)。

在实验进行时,我发现有些学生在操作“染色”步骤滴碘液的过程中,总是把碘液滴到盖玻片上,污染了盖玻片,或者滴到离盖玻片较远的地方,以至染色不成功。有些学生能够将碘液滴到正确的位置,但也很容易出现着色不够均匀、深入的现象,影响实验观察效果。

2.对实验的改进

按教材所示,在做好准备工作后,可将制片和染色两个步骤合并为一步。即:①派一个代表用镊子从洋葱鳞片叶内侧撕取一大块或几块表皮(一般来说,内表皮与叶肉比较容易分离,很容易撕下一大片来);②用剪子把洋葱内表皮剪成小片(约3mm×3mm,不要太大),直接放进装有碘液的培养皿中浸染1min~2min;③各小组用镊子摄取一小片洋葱内表皮放到载玻片中央有水滴的地方,盖上盖玻片(注意盖玻片放下的位置,防止气泡出现而影响观察,有多余的水可用吸水纸吸除)。

按照改进后的方法进行实验,有如下效果:省却了难以操控的滴碘液以及用吸水纸吸引这两步,节省了时间,提高了操作准确性;只需准备一组碘液进行染色,减少了碘液的消耗和仪器的配备,节省了材料和人工。我们可以看到:改进后的装片图像着色更深,所染颜色更均匀,观察到的细胞结构图像更清晰细致;增强了实验的效果,提高了实验的成功率。

3.实验的拓展应用

在生物实验中,凡是有类似要染色的实验操作,都可以用此法进行。如高中生物必修1的实验2《检测生物组织中的糖类、脂肪、蛋白质》中,花生子叶薄片的染色,用改进方法操作,可以省去吸去染液、洗去浮色、吸去酒精、滴蒸馏水这几个步骤,节省了大量的操作时间;实验9《观察根尖分生组织细胞的有丝分裂》中,可省去洋葱根尖的染色步骤等等。

二、加热方式的改进

高中生物必修1的实验中有多个实验需用到酒精灯来进行加热。通过摸索,我们尝试用水浴方法代替酒精灯加热,取得了较好的实验效果。

1.教材原实验的步骤及不足

在《检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质》实验中,检测还原糖的步骤有5步。其中步骤4,将试管放入盛有50℃~65℃的大烧杯中加热2min;步骤5,观察试管中的组织样液的颜色有什么变化。

教材中使用酒精灯进行加热,有以下不足:①难以控制温度;②较危险,学生通常会贪玩火柴、酒精,且用酒精灯加热容易发生蒸汽喷射及试管爆裂的事故;③受外界风向影响火焰;④要准备很多仪器,如三脚架、石棉网、温度计、酒精灯、火柴、大烧杯等,费时费工。

2.实验操作的改进

在检测还原糖时,用水浴加热的方式代替酒精灯加热。方法如下:①用水浴锅把水加热到50℃;②将装有组织样液的试管放进水浴锅(可以同时放置4至8支试管),把温度调整至60℃、70℃、80℃、90℃和100℃继续加热,观察试管中样液的颜色变化。(无条件的学校可以用水煲把水加热至100℃,向放置有温度计的大烧杯中逐步加入热水,再慢慢向杯中央注入冷水,把水温调至50℃~65℃,将装有组织样液的试管放入其中观察样液颜色变化。)

实验改进后有如下优点:①能定量地控制温度的变化,进一步探究实验对象在不同温度范围内的改变情况,拓宽教材中指定的温差值;②可减少酒精用量,节省能量,达到经济环保的目的;③可缩短加热的时间;④减少每小组所要准备的实验器材仪器,省时省工、减少仪器损耗;⑤还可以对比各小组的组织样液在加热过程中的颜色变化,从而提高学生的实验操作兴趣,培养学生的探究创新精神。

3.实验的拓展应用

在高中必修1的几个实验中,我们可以用改进方法来开展实验。①实验《观察DNA和RNA在细胞中的分布》,水解细胞装片时的加热。②探究实验《探究酵母菌细胞呼吸的方式》中,要求鲜酵母菌培养液置于35℃~38℃水浴中的加热。③实验《比较过氧化氢在不同条件下的分解》,2号试管在90℃水浴中加热这一步。④探究实验《影响酶活性的条件》中,在进一步探究不同温度下酶活性的差别时用的加热方法。⑤在高中选修1《生物技术实践》的《DNA的粗提取与鉴定》实验中,进行DNA鉴定时的加热。这些都可以用水浴加热,而且实验进行得更理想。实践证明,只要温度范围在室温至100℃,我们就可以用水浴加热代替酒精灯加热。

三、讨论

通过改进《观察植物细胞》实验后,减少了操作步骤,加强了可操作性,时间缩短了3min~5min,提高了实验图像的清晰度,学生有更多的时间去观察实验过程的变化。

采用水浴加热方式代替酒精灯加热后,在实验过程中能更容易控制温度值,省时省工省料,能减少实验事故发生,减轻操作难度。

以上两个实验改动都不大,但改进后易操作、易取材、节省时间、装置简易方便、经济环保、可重复使用,使实验变得简单、可行。

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