生物實驗改進的常用方法

摘 要 通過對加、減、改、換和變等幾種生物實驗常用改進方法的介紹，力求說明實驗改進對保證實驗教學成功開展的重要性。

關鍵詞 生物實驗 實驗改進 實驗教學

中圖分類號 Q-331 文獻標識碼 Ｂ

新課程標準明確指出：新型教學觀的核心目標是培養學生能力。學生能力的培養要通過多種途徑來實現，而實驗教學是培養學生能力最重要的途徑之一。因此，在實際的教學過程中，教師必須積極采取各種方法，努力確保實驗教學的成功開展，為學生能力的培養創造良好的外部教育環境條件。

1 加

教材在一些實驗的設計過程中，由于沒有把可能影響本實驗的干擾因素全部考慮進去，導致實驗設計方案存在一些缺陷，使實驗結果的準確性受到懷疑。對于這類實驗，教師就必須添加新的實驗裝置作為對照組，把遺漏的干擾因素補充完全，從而保證實驗結果的準確性。

如在“唾液淀粉酶對淀粉的消化作用”實驗（初中《科學》第四冊）中，影響本實驗的干擾因素有2個：溫度和水分。但教材只考慮溫度對實驗結果的影響，沒有考慮水分對實驗結果的影響，因而沒有設置相應的對照組，使實驗結果的準確性受到懷疑。教師在做本實驗時，增加一支內裝等量清水和淀粉溶液的試管作為對照組，從而排除水分對實驗結果的干擾，使實驗結果更加準確。

2 減

教材中的某些實驗，由于設計的實驗步驟過于繁瑣，導致實驗持續時間過長而無法及時完成，嚴重影響實驗教學效果和學生的學習興趣，給學科教學帶來一定的負面影響。對于這類實驗，就必須把其中一些耗時長、操作難度過大而對實驗結果無重大影響的實驗步驟（主要是用來制備實驗材料的步驟）省去（即由教師代為制備），以保證實驗及時完成，同時還能減輕學生的操作負擔。如在“生物組織中可溶性還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定”實驗中，本實驗由3個內容有機組合在一起，實驗時間非常緊張，而其中的“可溶性還原糖的鑒定”實驗中，由學生自己制備蘋果組織液是1個非常繁瑣（包括洗凈、去皮、切塊、稱量、研磨和過濾等多個過程）、操作難度大和耗時很多的步驟，如果改由教師事先代為制備，則既可以節省實驗時間，又能確保實驗材料的質量，使本實驗及時、準確地完成，并取得理想的實驗效果。

3 改

教材中的某些實驗，其設計的實驗方案中的某些部分（如加熱方法、控溫方法和染色時間等）存在明顯的缺陷，導致實驗現象不明顯，甚至實驗失敗，嚴重影響實驗教學的效果。對于這類實驗，教師應當將實驗方案中存在明顯缺陷的部分不斷地加以改進，以保證實驗現象的顯著和實驗結果的成功。

3.1 有關方法方面的改進

3.1.1 加熱方法的改進

在“可溶性還原糖的鑒定”實驗中，教材要求學生自己用酒精燈加熱來觀察現象。采用這種方法加熱，耗時長且加熱效果不理想，由于加熱強度不夠，導致還原糖與斐林試劑發生氧化還原反應而產生的氧化亞銅很少，使實驗現象（出現磚紅色沉淀）不明顯，甚至有的組根本沒有出現實驗現象。建議教師把各組試管集中起來，統一在沸水浴鍋中加熱，則加熱效果很好，實驗現象也非常明顯。

3.1.2 控溫方法的改進

在“唾液淀粉酶對淀粉的消化作用”實驗（初中《科學》第四冊）中，教材采用冰塊來制造0 ℃的恒溫條件，又采用通過調節鐵圈的高度來制造37 ℃的恒溫條件。用這2種方法制造的恒溫條件非常不穩定，很難維持一段時間（5 min）以滿足反應需要，恒溫效果不理想，導致實驗結果不理想。建議改用冰箱來制造0 ℃的恒溫條件，用恒溫水浴鍋來制造37 ℃的恒溫條件，則恒溫效果和實驗結果都非常理想。

3.1.3 干燥方法的改進

在“葉綠體中色素的提取和分離”實驗中，用毛細吸管吸取色素提取液在濾紙條上重復劃濾液細線時，教材采用自然干燥的方法。這種干燥方法速度慢且效果不理想，導致實驗現象不明顯。建議改用嘴吹干的方法，則實驗效果很好。

3.1.4 壓片方法的改進

在“觀察植物細胞有絲分裂”實驗中，在制成洋蔥根尖臨時裝片后，教材采用在蓋玻片上放一塊載玻片，再用大拇指在載玻片上輕輕擠壓的方法來制片。但由此制得的裝片內，細胞分散程度不高，觀察效果不理想。我們改用在蓋玻片上放一塊多層并折成方形的吸水紙，并用大拇指和食指壓住蓋玻片和吸水紙（防止蓋玻片滑動），再用橡皮在吸水紙上不斷地敲打，一直到材料呈云霧狀。由此制得的裝片內，細胞分散程度高，觀察效果很佳。

3.1.5 攪拌方法的改進

在“DNA的粗提取和鑒定”實驗中，總共有4次要用到玻璃棒來進行攪拌，其中的第一次要求快速攪拌。由于教材未要求對玻璃棒進行處理，再加上學生的攪拌方法不正確，每一次實驗過程中，都會有許多組的燒杯被打破，使得這些組的學生重新開始實驗，既造成學校財產的損失，又影響實驗課堂的氣氛。建議采用在玻璃棒的一端套上一段乳膠管，并用這一端攪拌，就能避免燒杯被打破的現象出現，保證實驗的正常開展。

3.2 有關時間方面的改進

3.2.1 取材時間的改進

在“觀察植物細胞有絲分裂”實驗中，教材規定的取材時間為洋蔥根尖長到5 cm時。其實，此時洋蔥根尖分生區細胞已經開始伸長，分生區和伸長區細胞很難區分，導致觀察部位難以找到；同時，分生區細胞的分裂活動已經減弱，處于分裂期的細胞數目明顯減少，導致要找到各個分裂時期的細胞較難。建議改在洋蔥根尖長到2 cm時取材，則分生區細胞剛好處于分裂的旺盛時期，且分生區和伸長區細胞形態差異較大，很容易找到處于各個分裂時期的細胞。

3.2.2 染色時間的改進

在“觀察植物細胞有絲分裂”實驗中，無論染色試劑（龍膽紫溶液）的濃度是0.01 g/mL還是0.02 g/mL，教材規定的染色時間都是3~5 min。事實上，經過這段時間染色后所制成的裝片內，整塊材料都呈深紫色，根本無法觀察。實際操作過程中，建議根據染色試劑的濃度來確定染色時間：當染色試劑的濃度為0.01 g/mL時，染色時間為2~3 min；當染色試劑的濃度為0.02 g/mL時，染色時間為1~2 min。經過這樣處理后，染色效果非常理想，觀察效果也非常理想。

3.2.3 解離時間的改進

在“觀察植物細胞有絲分裂”實驗中，教材規定的解離時間為3~5 min，經此時間解離后，洋蔥根尖仍舊比較硬挺，制片時不容易被壓碎，導致所制成的裝片內細胞分散程度不高，觀察效果不理想。在實際操作時，把解離時間改為7~8 min，則制片效果很佳，所制成的裝片內細胞分散程度高，觀察效果理想。

4 換

換是指把某些實驗中的有毒試劑換成無毒試劑，以減少試劑對師生身體的危害；或者是把某些不合適的試劑換成合適的試劑，以增強實驗現象的顯著或保證實驗的成功；或者是把某些不合適的材料換成合適的材料，以提高實驗的成功率；或者是把某些不合適的儀器換成更加合適的儀器，以確保實驗的成功。

如在“葉綠體中色素的提取和分離”實驗中，用于提取色素的試劑（丙酮）是一種有毒的化學物質，改用體積分數為95%的酒精來代替，不但實驗效果相同，而且能夠免除試劑對人體的毒害作用。

又如在制作蛋膜滲透裝置時，教材或一般的參考書都是采用濃鹽酸作為試劑來制取蛋膜，由此制得的蛋膜，通透性較差，導致用此蛋膜制成的滲透裝置去做實驗時，不會出現滲透作用現象。建議改用由濃鹽酸和體積分數為95%的酒精按照體積比1∶1配制而成的混合試劑來制取蛋膜，則蛋膜的通透性很好，用此蛋膜制成的滲透裝置去做實驗時，滲透作用現象非常明顯。

5 變

變是指在實驗教學的過程中，把驗證性實驗變成探究性實驗，以進一步培養學生的創新意識和實驗設計能力，同時還能提高學生對知識的運用能力。如“觀察植物細胞的質壁分離和復原”實驗是一個驗證性實驗，我們把它改成一個探索性實驗：測定紫色洋蔥外表皮細胞液的濃度，要求學生根據教材所提供的知識情景，運用自己所學的知識，設計一個合適的實驗方案和步驟，以求得相應的實驗結果。通過這種轉變，使學生的知識運用能力、實驗設計能力和創新能力等各方面都得到明顯地加強。

變還指在教學過程中，把科學探究活動轉變為實驗教學活動，既能提高科學探究活動在學科教學中的地位（在日常的教學活動中，科學探究活動往往因被教師嚴重忽視而處于可有可無的地位），又能夠增加學生參加實驗教學活動的機會，培養學生學習興趣，進一步增強學生的各種能力。

總之，只要教師在日常的教學實踐活動中，積極尋找各種改進方法，努力確保實驗教學的成功開展，就一定能夠培養學生的各種能力，充分發揮實驗教學在生物教育中的重要作用。