關于高中生物實驗的優化與學生能力的培養探討

摘要：生命科學是一門理論和實踐相結合的自然科學。隨著課改和素質教育的不斷推進，實驗教學對于培養學生的能力起著重要的作用。但在生物實驗教學過程中諸多因素，使學生得不到一個理論化的實驗結果。本文旨在給出一些實驗優化的案例，給學生能力培養提供一些參考依據。

關鍵詞：高中；生命科學；實驗優化；能力培養

生命科學是一門理論和實踐相結合的自然科學。隨著課改和素質教育的不斷深入和推進，實驗教學對于培養學生的操作能力、分析能力和觀察能力起著重要的作用。但是，由于許多內在和外在的因素影響，生物實驗在教學過程當中并沒有真正地發揮其應有的作用。

就外在因素而言，首先，學校方面對于生命科學教學的重要性還沒有很大的認同感。配備的實驗設備普遍沒有達到應有的水平，實驗室條件較差，設備簡陋，經費不足等情況也很常見。其次，教師方面對于生命科學教學的重要性的認識也有偏差。很多教師將“學生實驗”變成“演示實驗”，將“做實驗”變成“講實驗”的情況屢見不鮮。再次，學生方面對于生命科學的重要性也沒有達到應有的重視。在學生眼中，生物一直是一門“副科”，生物學科在學生的意識中處于劣勢地位。

就內在因素而言，生命科學在教學過程中需要進行的實驗本身也可能存在一些問題，從選材、時間、操作等都有可能還沒有完全達到最佳的實驗效果，從而導致這些實驗并不能很好地去表現應有的實驗現象，降低了學生在實驗過程中應該得到的對于理論知識的鞏固和實驗能力的提升的作用。本文就將討論關于生物實驗在設計過程中一些不夠完善的內在因素的優化，希望由此提升生物實驗的教學效果，提升學生能力。

1.材料選擇方面的優化。實驗材料的正確選擇，是所有生物實驗成功的必備條件。在我們目前所采用的高中生物實驗教學過程當中，所有的實驗材料都是經過成百上千次的實驗，并且通過歷代不斷驗證才被寫入教材的。但是，是否現有教材中的實驗材料就是最完美的呢？當然不可一概而論，下面就有一個實例可以進行優化。

“檢測生物組織中的糖類、脂肪和蛋白質”實驗是生物教學過程當中一個非常重要的實驗。在進行生物組織中的脂肪的檢驗時，一般采用花生做材料。由于花生不容易切薄，同時徒手切片存在一定的操作要求和安全隱患，學生往往不能制備出符合要求的切片，在顯微鏡下也就難以觀察到應有的實驗現象，大大降低了教學質量。

本實驗的材料一般選擇富含脂肪的常見油料種子及其他的一些結構，如芝麻、花生、黃豆、葵花籽等。這里推薦用葵花籽的種皮作為實驗材料。選用葵花籽種皮的優點有：第一，基本為無色——不會影響觀察；第二，薄，易于分離獲取——不需要作切片處理即可在顯微鏡下觀察。不但可以節省實驗時間，又沒有徒手切片時的操作要求和安全隱患，最重要的是觀察效果非常好。需要注意的是，葵花籽必須是生的，炒熟的葵花籽種皮內部結構遭到破壞不能達到應有的實驗效果。

2.實驗操作方面的優化。實驗操作在生物實驗過程中也起了至關重要的作用，操作有誤或者操作不當都會直接導致實驗結果產生偏差。其實，想想在實驗操作步驟當中，是不是還有一些值得優化的地方？答案是肯定的，每次實驗都由不同的人在不同時間和不同地方去完成，難免達不到這個“理論上”的實驗結果。

“葉綠體中色素的提取和分離”實驗是生物教學過程當中一個非常經典的實驗，做好葉綠體中色素的提取和分離實驗，有助于學生理解光合作用色素的種類和作用、加強學生對光合作用的理解和掌握。在實驗過程當中，最主要的實驗操作之一就是最后將濾液用劃線的方式涂到濾紙上。一般采用的是在濾紙條的尖端約1cm處畫出1條鉛筆橫線，再用毛細管吸取色素提取液，沿著橫線處小心均勻地畫出1條濾液細線，等到濾液細線干燥后重復數次，直到濾液細線達到一定的顏色深度。但在實際操作過程中，毛細管太細容易折斷，學生在用毛細管劃線的時候往往因為操作不熟練、劃劃停停等問題導致劃線不均勻，在實驗現象的最終表達時出現4條色素帶分離不清晰，不能達到這個“理論上”的實驗結果。

為了能夠達到更好的效果，推薦用紗布裹蓋玻片的方式進行該實驗中劃線部分的操作優化。用2片蓋玻片，在外面包裹2層紗布，直接蘸取濾液，然后直接印到事先備好的濾紙上，等到濾液干后，再重復印2～3次。這樣做的好處是操作簡單、方便，同時濾液線又直又均勻，效果比較好，學生也比較容易掌握。

3.實驗試劑方面的優化。實驗試劑的選擇，在前人實踐過程中不斷地得到引用和驗證，但是不得不說很多人其實一直在采用照本宣科的方式不斷進行重復性的驗證實驗，在實驗結果沒有達到預計的水平時，往往認為是自己的操作方式出現問題，而很少會去質疑實驗試劑的問題。

“觀察植物細胞有絲分裂”實驗是整個高中階段生物科學的基礎性實驗。學生通過這一實驗能夠對植物染色體的構成情況以及細胞的分裂過程建立起初步的認識，并能夠具備洋蔥根尖制作以及有絲分裂裝片的能力。在進行到洋蔥根尖細胞染色的時候，一般推薦使用0.01g/ml比例濃度的龍膽紫染液。但在實際的操作過程當中，學生普遍反應染液的濃度太高，整個洋蔥根尖在染液滲透下顏色普遍偏深，無法看清細胞內的染色體組成和結構。

一般來講，凡是能夠讓洋蔥根尖著色的染液都可以選用，但是染液的濃度大小問題會對實驗有著不同影響。以龍膽紫染液為例，經過多次的實驗，最終確定當龍膽紫染液的濃度為0.002g/ml時，得到的染色效果最好。這時，染液能夠更加及時、更加全面地滲透到根尖細胞上，使細胞染色體的分裂現象更加明顯。

綜上所述，生物實驗在實踐操作過程中會遇到很多問題，除了那些外在的因素以外，實驗本身的內在因素也必須得到應有的重視。關注和重視實驗教學，不僅僅是一個提高學生思維創新能力的有效途徑，也是學校生物教學質量得到保障的有效途徑。實驗教學和理論教學相輔相成，相互促進。在實驗內容的比例不斷加重的今天，我們更加需要去優化和完善實驗本身，達到事半功倍的效果。本文粗略列舉的實驗過程當中可以優化的幾個案例，希望可以給學生能力培養提供一些參考依據。

參考文獻：

范樹國、王朝英、邱璐、李國樹、李天星、楊海艷、梁曉華，《中學“葉綠體中色素的提取和分離”實驗的優化》[J]，《江蘇農業科學》，2012.3

【責編 田彩霞】