淺談高中生物實驗教學中的能力培養

生物學是一門實驗性學科。對高中學生來說，生物實驗教學主要包括常用的儀器、器具、藥品的使用能力，對實驗程序的理解能力，對實驗結果的分析能力，以及對實驗中出現的異常情況的處理能力等。

一、讓學生明確實驗的原理和藥品的特性是培養學生能力的基礎

“知其然，還應知其所以然?！睂x器的原理、藥品的特性不了解，使用起來就會帶有盲目性，就不可能形成使用能力。例如，學生對低倍鏡和高倍鏡的選擇上，經常不能根據觀察對象的特點和觀察目的進行合理選擇來使用，學生常常由于好奇心的驅使和對低倍鏡、高倍鏡特點的無知，總是一上來就用高倍鏡，認為高倍鏡總比低倍鏡觀察清楚。這種盲目性，是由于學生不了解顯微鏡的原理，不了解高倍鏡放大倍數大，分辨率高，但所看到的實際面積小，即視野小。因此，應讓學生了解目鏡在鏡筒上可用手做圓周轉動，裝片（或切片）在載物臺上可用手向任意一個方向移動或把移動器上下左右移動，如污染物就在裝片（或切片）上，移動裝片（或切片），污染物則隨著它的移動而反方向移動，否則污染物就在物鏡上。在清除直筒鏡的顯微鏡目鏡和物鏡時，還應讓學生了解先后順序，應先摘下物鏡，然后再摘下目鏡，試擦完畢裝上時，則應先裝目鏡后裝物鏡，因為這樣可以防止因摘裝目鏡與鏡筒摩擦下來的塵渣沿鏡落入物鏡的內部。

要讓學生明確實驗中藥品的使用。例如，在觀察植物細胞的有絲分裂實驗中，應讓學生了解龍膽紫或洋紅是與染色體結合的感性染料，感性染料是指有色離子是陽離子的染料，而不是染液的pH呈感性。這樣就引出了一個問題，醋酸起什么作用？應讓學生了解2%醋酸是染料的溶劑，在染色時增加了細胞的雙通透性，而不引起細胞膨脹，利于染液的離子進入細胞而使細胞核內的染色體著色。在提取葉綠體色素中，要讓學生了解葉綠體色素是有機物，可以溶于有機溶劑。了解在葉綠素中的Mg易被葉子的細胞液內的有些有楊酸的H取代而轉變成去Mg的葉綠素，影響對色素的觀察，從而使學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及濾紙上的濾液細線，為什么在研磨前要加入感性鹽——少量的碳酸鈣。當然，也只是在這個基礎上學生才能靈活地運用它。

總而言之，老師要善于把實驗儀器及藥品性質、使用原理講清，這對提高學生使用它們的能力大有好處。

二、培養學生善于分析實驗程序

一個較為復雜的過程是設計人員長期辛勤勞動的結晶，它往往是經過幾十次甚至上百次的反復摸索。所以學生實驗中，不能單純地指導學生進行“按方抓藥”，出現結果就行了。而要指導學生去分析實驗中每一步驟的作用，每一個處理意義以及各步驟之間的聯系，從中學習解決問題、研究問題的方法。例如，在觀察植物細胞有絲分裂實驗過程中，大致為：培養→10%HCl解離→漂洗→染色→壓片。要讓學生了解根尖放在10%HCl溶液中是為了溶解細胞間的果膠質，使根尖細胞質間變得松散，便于壓片，否則根尖細胞很難壓散，不利在鏡下觀察。另外，通過10%HCl使細胞迅速死亡，讓細胞分別保留各自的分裂狀態。漂洗是為了沖洗解離液（10%HCl），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易使細胞核內的染色體著色，從而增大細胞核與周圍部分的反差，便于觀察染色體分布和變化，壓片的目的是使細胞分散開，變成單層，否則光線無法透過，就會影響觀察。加清水起潤滑和利于細胞分散的作用，壓片時，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，使極薄的蓋玻片壓碎（在鏡下觀察前應將載玻片取下，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驗中，制備濾紙條時，應讓學生了解將濾紙剪成長10厘米是因為胡蘿卜素在張條上擴散的距離約是9厘米左右；寬1厘米是利于畫出齊而均勻的濾液細線，去兩角是為了使層級析液在紙條上擴散速度均衡，兩者都是為了擴散出四條平行的色帶。在距去兩角的一端1厘米處用鉛筆畫一橫線，目的是為畫濾液細線提供參照線，并且防止層析時在盛有3毫升層析液的燒杯（100毫升）中，濾液細線被層析液沒及。畫濾液細線使學生知道干燥后重復2~3次，是為了增加色素的分子數，以便在紙條上走出四條明顯的色素帶來。如果在不干燥的情況下連續畫線，色素會隨濾液中的液體（如丙酮）在紙條上擴散而擴散，畫出的濾液細線較寬，其結果是相鄰的兩條色帶會發生部分重疊。因此，在實驗中，應根據學生程度和涉及原理的難易不同，由教師講清或提出問題讓學生思考，使學生既知道實驗應怎么做，也知道為什么這樣做。

三、培養學生善于分析實驗現象

在實驗中，經常存在著對實驗最后結果的記錄，而輕視對過程中間出現某些現象的記錄，重視結果而不分析結果，重視對成功實驗的肯定，而不重視對失敗實驗查找原因等現象。這不利于學生實驗能力的提高。例如，在觀察植物有絲分裂的實驗中，在顯微鏡的某個視野中，要讓學生了解為什么看到的細胞多數為間期的細胞；在質壁分離和復原的實驗中要讓學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驗中，四種色素彼此分離和原理是什么，這一原理單靠高中教科書中的知識還不夠，應讓學生了解濾紙是一種吸附劑，層析液是一種展開劑，四種色素的化學結構和性質不同，它們在濾紙上吸附能力不同，在層析液中（展開劑）溶解度不同，因此，四種色素隨著層析液在濾紙條上的擴散速度就不同，胡蘿卜素溶解度大而吸附力小，擴散速度快，葉綠素的溶解度小而吸附力大，擴散速度則慢。

在實驗中，因某種原因，個別學生的實驗結果不明顯或失敗，老師應指導學生查找原因。如葉綠體中色素提取和分離的實驗結果，四條色素事實中全部不明顯，老師可提示：（1）是否丙酮用量過多，濾液太??；（2）是否用的新鮮葉，是否用的全部是細嫩的葉；（3）畫濾液細線時是否重復的次數少了一些；（4）層析時濾紙條上的濾液細線是否被層析液沒及過。在質壁分離和復原的實驗中，有的學生很快就觀察到質壁分離和復原現象，但有的學生雖然在步驟上都按要求進行了，但沒有發現質壁分離現象，教師應啟發學生尋找原因：取下的表皮是否為死亡的角質層細胞？是否由于未用蔗糖溶液浸泡材料？蔗糖溶液是否被原清水稀釋而造成濃度不夠？是否視野太亮，反差小而未能看清？還有的學生雖然質壁分離了卻不能復原，教師也詢問一下，蔗糖溶液濃度是否自行加高了？是否質壁分離時間太久而造成細胞死亡？

總之，在生物教學中，教師應加強對學生能力的教養，定會事半功倍，全面提高教學質量。

（作者單位 廣西壯族自治區容縣楊梅中學）