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新一輪基礎教育課程改革特別注重課程資源的開發和利用。作為生物課程資源的重要組成部分,生物實驗教學資源的開發利用及實驗改進,有利于提高生物教學質量和課程目標的全面實現,下面就生物實驗教學資源的開發措施及實驗改進做初步探討。
一、實驗材料的優化
教科書中每個實驗用的實驗材料具有代表性和典型性。是理想的選材之一。對有些實驗來說效果好,可采用,但有些實驗的實驗材料受不同地方的氣候、物種、環境等外部因素影響,致使這些實驗材料在本地難覓,影響實驗的準備和開設。作為實驗員,不能只限于教材推薦的材料,應根據生物的多樣性、靈活機動,多找、多試、多探索,盡可能就地取材和積極開發一些本地來源廣、經濟、實驗效果好的材料用于實驗,例如用白紅薯代替蘋果做還原糖的檢測實驗,用大蒜代替洋蔥生根來觀察細胞有絲分裂,用紫皮大蒜和紫鴨跖草代替洋蔥做植物細胞的質壁分離和復原,用韭菜代替波菜做觀察葉綠體的實驗等,替代材料易得、成本低、不受季節限制并且實驗效果好。
二、實驗材料的改進
在“滲透作用與水分流動的演示實驗”中,教材選用的是一種半透膜——玻璃紙,這種紙目前很難找到,但備選材料多,如花生種皮、豬腸衣、魚鰾及卵殼膜,但花生種皮小、易破、不透明、直觀性差;豬腸衣要將豬小腸的漿膜剝離才能得到,操作麻煩,不干凈;魚膘雖好,但很滑,不易與漏斗捆綁,而替代材料中卵殼膜效果較好,那么,怎樣才能剝取一個完整的卵殼膜拜呢?方法是:將生雞蛋放在稀鹽酸中浸泡三四個小時,取出后,將雞蛋的鈍端打開一個小洞,去掉蛋清和蛋黃,就可錄取到一個又大又有韌性的卵殼膜。“觀察植物細胞的質壁分離和復原”實驗中所用材料是紫色洋蔥,選用紫色洋蔥為材料的目的是紫色洋蔥細胞中含有的色素使其呈紫色,便于學生觀察,但實驗進行過程中存在著兩個問題影響實驗效果:一是每個洋蔥最外一層鱗片葉紫色深,越往里顏色越淺,最里面近似白色。因此,常常只用外面一層或兩層鱗片葉,這樣浪費太大,二是越往里鱗片葉越嫩,葉肉細胞與表皮細胞結合緊密,不易分離。學生在撕表皮細胞時,往往撕得不完整,將細胞撕破,并且帶有許多葉肉細胞,不利于觀察,基于以上兩點作如下改進:將洋蔥縱剖一分為二,把鱗片葉全部剝離下來,放在解剖盤中,讓每片鱗片葉的上表皮朝外,放到窗臺上曬1——4天,由于葉片蒸發掉一部分水,葉片變軟,葉肉細胞與表皮細胞接合不緊密,便可撕下完整的表皮細胞,同時液泡中色素濃度增大,顏色加深,實驗效果明顯。
三、儀器藥品的替換和共享
隨著新一輪教材的使用,實驗中會用到許多玻璃儀器,而實驗過程中常出現一些儀器易被毀壞,一些儀器操作不方便,一些藥品用量大等現象,可尋找一些物品來替代,有些儀器和設備生物實驗室暫時缺乏,而物理、化學、電教等儀器室擁有,可通過各實驗室之間資源共享,來多開生物實驗,如“觀察根尖分生組織細胞的在絲分裂”實驗中,可用化學實驗室的一點滴板來代替玻璃器皿進行漂洗、染色。既方便操作、節省藥品又不易損壞器皿,實驗時,裝片過程中需壓片,壓片時易損壞蓋玻片,可將制幻燈片用的明膠片剪成蓋玻片大小來代替玻璃片,既安全又節約,物理實驗中做分子運動后留下的50%的酒精、硫酸銅溶液及升華實驗用過的碘;化學實驗中配制的NaCL、NaOH、HCL等溶液,有的在物理,化學實驗室是“棄物”,但在生物實驗中卻是使用量很大的試劑,將這些“棄物”收集起來,增加或減小溶液濃度,就能變廢為寶,用于生物實驗了。
四、實驗用具的改進
在“葉綠素的提取和分離”的實驗中,要用毛細吸管吸取少量濾液,沿鉛筆線均勻畫出一條直的濾液細線,毛細吸管是玻璃制品,操作過程中易破碎,耗損性大,可改用蘸水筆內的鋼制品,便于學生劃濾液細線。
在“演示滲透作用與水分的流動”實驗中,教材中使用的是長頸漏斗,由于漏斗管的管徑大,液面上升速度慢,發生滲透作用的時間較長,在課堂上做效果不明顯,為了避免上述問題出現,可改用移液管,移液管的管徑很細很小,在短時間內液面上升迅速,實驗現象非常明顯。
五、實驗方法步驟的改進
在“比較過氧化氫在不同條件下的分解”實驗中,學生按書上的實驗順序先將H2O2溶液與酶混合后,再來點衛生香,則無法用手指堵住試管口,氧氣迅速擴散到空氣中,帶火星的衛生香很難復燃,可要求學生先點衛生香備用,再把H2O2溶液與酶混合,這樣一只手的手指就可以堵住試管口,另一只手可以取已帶火星的衛生香做復燃實驗了,對細節很小改進后,實驗能成功進行。
六、實驗的媒體資源的整合
恰當地將現代教學媒體與傳統的實驗教學手段結合,將新的設備,新的技術及時運用到實驗教學中去。例如:用錄像、多媒體課件來進行實驗課前指導、實驗課后小結和重現復習,平時課余下載播放一些生物學題材和環境保護方面的電視節目,供學生觀察,開擴學生眼界,并利用視頻技術來協助學生觀察實驗;目前中學生使用的顯微鏡是單目微鏡,只能容一人觀察,不方便師生之間、生生之間實現圖像共享和互動指導,特別是一些演示實驗和對觀察要求高的實驗。例如“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”等,要讓學生都觀察好物像,需要很長時間,如果結合視頻技術,用電視機,視頻展臺與顯微鏡配合,通過視頻技術的轉換和再放大,將學生制得成功的裝片進行現場示范,全班學生就可以通過電視屏幕同時同步觀察到同一臺顯微鏡中的物像,實現資源共享,化微觀為宏觀,增加了實驗的可見度,既方便師生之間互相交流,又節省了觀察時間,提高了實驗的教學效果。
總之,在生物實驗的優化與改進、實驗教學資源的整合與利用中,教師起著主導和決定性作用,學生對實驗教學資源的開發、利用和改進,離不開訓練有素的專業教師的指導。教師必須做好準備,以便能在能力、知識、經驗和學習方法諸方面給學生提供幫助,即在實驗教學中抓住時機,因勢利導,創設實驗問題情景,激發學生的參與意識,使學生有所發現、有所創造,使其充分發揮在實驗教學中的作用。這樣不但能培養學生的創新意識和創新精神,也能開發和積累更多、更新、更有效的實驗教學資源。從而大大激發學生的創新意識和創造力。