淺談小實驗中系統思想和統籌方法的應用
——一次生物實驗失敗后的思考

◆陸師禹

(江蘇省泰州中學)

在生物創新實驗校本課程上，老師安排DNA的粗提取與鑒定實驗。全班學生分為三大組，分別從雞血、花椰菜和香蕉中提取DNA并進行鑒定。每組分成若干小組，由同學兩兩搭配，共同完成實驗。實驗過程為制備生物血細胞液——DNA的粗提取——DNA的鑒定。

該中學生所在組領到的任務是從雞血中提取DNA，實驗用品包括雞血、檸檬酸鈉溶液、蒸餾水、2mol/L的NaCl溶液、預冷的95%的酒精、二苯胺試劑、玻璃棒、紗布、燒杯、試管、漏斗和酒精燈。搭檔因特殊情況被其他老師叫走，只能獨自一人完成實驗任務。在熟悉了實驗方法和步驟后，大家開始動手做實驗。出于好奇和增加一次性成功率的心理，先觀摩了其他小組的實驗過程。

一切準備妥當后，按照實驗步驟開始操作。制備雞血細胞液——DNA的粗提取(破碎細胞——提取核物質——溶解細胞核內的DNA——析出含DNA的黏稠物——濾取含DNA的黏稠物——將DNA的黏稠物再溶解——過濾含DNA的NaCl溶液——……)前幾步都很順利。下一步“提取含雜質較少的DNA”需要酒精，酒精在哪里？原來其他組都已經做過了這個環節，并且將酒精用光了。同學們已經進入最后一道程序“DNA的鑒定”，有的組正在“沸水浴”加熱，有的組燒杯里已經漸漸冷卻呈現出藍色，預示著實驗成功。

該學生據此情況反思，一次實驗其實就是一個系統工程，具備最優性、關聯性和綜合性。如果在實驗準備階段能通盤考慮，綜合分析了解各環節要素之間的相互關系，根據自身情況梳理排查出最佳方案，在實驗過程中做到統籌安排，遇到困難時能冷靜對待，積極協調處理，也許結果會大不相同。

一、對實驗要素的把握可以更精準一些

“從雞血中粗提取DNA并加以鑒定”這個實驗，相對高中階段做過的其他生物小實驗而言，系統性更強，涉及要素更多，步驟也更為復雜。實驗用品就有12個，在整個實驗中這些用品缺一不可，都是實驗成功的必要條件。而該生所在組在做這個實驗時，對必要素材的清點顯得馬虎，沒有意識到實驗用酒精已經沒有了，如果實驗過程中多關注一下酒精動向，也就不至于落入無米做飯的窘境。

二、對自身劣勢的認識可以更充分一些

該學生在搭檔被其他老師叫走，只能獨自一人完成實驗任務時，已經察覺到這是一個不利條件，但鑒于以往實驗的優秀表現，還是對自己充滿信心。兩個人做實驗畢竟可先進行科學分工，然后根據任務不同各有側重點地準備實驗，在需要同步進行的實驗環節，可以分工合作、相互配合，從而達到實驗過程和結果的最優化。

三、對操作程序的安排可以更合理一些

按照老師發的實驗教程，實驗的操作步驟見下。

制備雞血細胞液——DNA的粗提取——破碎細胞——提取核物質——溶解細胞核內的DNA——析出含DNA的粘稠物——濾取含DNA的粘稠物——將DNA的粘稠物再溶解——過濾含DNA的NaCl溶液——提取含雜質較少的DNA——DNA鑒定。

我的實際實驗過程見下

觀摩其他組實驗——制備雞血細胞液——DNA的粗提取——破碎細胞——提取核物質——溶解細胞核內的DNA——析出含DNA的粘稠物——濾取含DNA的粘稠物——將DNA的粘稠物再溶解——過濾含DNA的NaCl溶液——發呆。

比較兩組就會發現，操作中的“觀摩”環節對實驗作用不大，浪費了本已很緊張的時間，是最后兩個步驟未能完成的直接原因；“發呆”環節跟實驗無關，顯得多余。為優化操作程序，此兩個環節可以去掉。

四、對不良結果的處理可以更積極一些

由于缺少酒精這個必要條件，實驗過程難以為繼，該生“DNA的粗提取與鑒定”實驗基本宣告失敗，面對不良結果，極為消極被動。從整體全局范疇考慮，實驗雖然還差最后兩步才能順利完成，但前面的主體實驗已進行得差不多，也已經基本提煉出DNA粗樣，雖然純度不高，但仍可試著進行最后一步“DNA的鑒定”實驗。如果該生實驗結果呈現藍色，則證明有雜質的DNA也可達到實驗效果；如果實驗結果無顏色變化，則證明該實驗對DNA的純度要求比較高。無論哪種結果，都可以為按正常操作程序完成的實驗提供結果比對，證實“提取含雜質較少的DNA”這個環節的必要性和重要性，這樣即使該生實驗不完美，也會成為一次有價值的實驗。

五、結語

每個需要由相互作用和相互依賴的若干組成部分結合成具有特定功能的有機整體，都是一個系統，在系統中，整體性地通盤考慮和統籌安排操作程序顯得尤為重要，哪怕一次小小的生物實驗，如果有系統思想和統籌方法的應用指導，也會實現效果的最優化。