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高中生物实验装置的简化及改进

发布时间:2019-12-11  点击量:

作者:何伟 饶安明
  【摘要】生物学是一门实验科学,在课堂上让学生既动脑思考问题,又动手亲自操作实验,与讲实验,背实验相比较,可以达到事半功倍的效果。从高中生物教材中选取了几个实验案例,在遵循实验的科学性、可行性原则的前提下,简化了实验装置,降低了实验成本,同样可以达到实验目的。
  【关键词】高中生物 实验装置 简化 环保 直观
  生物学是一门实验科学,生物规律的建立和生物理论的验证都与实验密切相关。但在一些普通高中“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”的教学理念还支配着大多数生物教师的实验教学。在一些经济不发达的地区,普通高中的实验设施差,仪器陈旧老化,药品严重短缺,这些客观因素影响了实验的正常进行,所以,简化实验装置,降低实验成本,是我们广大生物教师的一种教学工作行为。
  麦克斯韦说过:“一项演示实验使用的器材越简单,学生就越熟悉,就越想彻底地获得所验证的结果。”在实验设施欠缺的情况下,我们的实验设计就更应该用材简单易寻,如生活中的废旧材料、易得材料、廉价材料。但实验设计仍然要保持科学性、直观性、安全性。
  一、简化装置,降低成本
  中学实验所需的实验材料、仪器、药品品种繁多,不易备齐,为了多开实验、开足实验,寻找实验代用品,是一种行之有效的方法。
  例如,在果酒的制作实验中,教材中要求有榨汁机、消毒仪器等,操作复杂,设备要求较高,如果要使每个学生都掌握其制作方法,而且仪器易得,操作简单,可用新买的矿泉水瓶(买来后喝掉水,盖好瓶)代替消毒的玻璃瓶,然后洗干净双手和葡萄,对准瓶口用手捏碎葡萄使汁和皮都流进瓶内,最后盖紧瓶口,在适宜的环境放置几天,就可尝到自制的葡萄酒了。如果要使发酵较快,还可在瓶内撒上少量酵母粉。
  又如,还原性糖和蛋白质的鉴定实验,取材上可简化。鉴定还原性糖教材选用的材料是苹果或梨,将其切成小块,研磨、过滤,在实验中研钵太小,不可能磨细。既然是鉴定还原糖(如葡萄糖),葡萄中就含有葡萄糖,而且葡萄去皮后也是白色果肉,不用研磨,去皮后放在小烧杯壁挤压即可流出果汁,也不用过滤,方便而且效果好。蛋白质的鉴定实验可用鸡蛋清稀释液代替黄豆浆,因为鸡蛋清是无色透明的,便于观察实验中颜色变化,一个鸡蛋清可加水稀释到500毫升,节约材料,降低成本。若自己磨豆浆做实验,须提前将黄豆浸泡4-6小时才能磨浆;当然,也可用街上现磨的黄豆浆取代,价格也便宜,但黄豆浆自身有较重的白色浑浊,会影响显色反应效果;而改用鸡蛋清也节省了时间。通过实践,学生可掌握正确的选材方法。
  另外,叶绿素的提取和分离实验中,教材中是用二氧化硅来研磨叶片,我们可用干净的细河沙代替二氧化硅药品,因純二氧化硅呈粉末状,颗粒过细,摩擦力过小,用纯净的细河沙代替,不但节约成本,而且研磨更加充分。画滤液细线时所用的毛细吸管损耗较大,而且很难做到划线又细又直,我们可用较薄的载玻片或盖玻片蘸取滤液印在滤纸上,干燥后再重复操作,这样印出的滤液细线,层析分离后的效果更好。还可用实验室准备的圆形滤纸,用细滴管在滤纸中心滴一小滴滤液,干燥后再重复操作,然后将层析液滴在滤纸中心,色素就能够随着层析液的扩散而扩散,最后可观察到呈现出四种颜色的同心圆环。
  二、注重环保,以身作则
  减数分裂是高中教材中的一个重点和难点知识,要弄清楚其同源染色体的来源、配对、分离以及非同源染色体的自由组合,可构建同源染色体的模型,使学生通过自己构建模型,更好地掌握基础知识。通常可用两种不同颜色的橡皮泥捏出同源染色体形态。但橡皮泥较刺鼻,所以从污染小,对人体无毒无害的角度来看,还有一种制作材料更环保,且易得、价廉,即面团。在制作模型时,我们用菠菜汁和番茄汁分别调和到两个面团里,形成两种不同颜色来表示同源染色体的来源不同,然后捏出染色体形态,在纸板上演示同源染色体的配对、分离及非同源染色体的自由组合。这样,即增加了实验的环保性、趣味性,同时学生们也通过劳动学到了书本知识及生活知识。
  三、力求简明,效果直观
  掌握渗透作用的原理要从渗透实验开始,教材中设计的渗透作用实验,是用玻璃纸密封包裹长颈漏斗口外,操作复杂,而且如果密封不好,就观察不到漏斗管内液面上升的现象。如果用稀盐酸处理鸡蛋,去掉蛋壳,将保留蛋膜的鸡蛋置于清水中,鸡蛋渗透吸水后会变大,效果非常明显直观。
  在观察植物细胞质壁分离和复原实验中,所采用的实验材料是紫色洋葱,选用紫色洋葱作为实验材料的目的是因为紫色洋葱的细胞液中含有的色素使其呈现为紫色,这样,便于学生观察实验现象。在实验中制作好洋葱鳞片叶外表皮的临时装片是本实验的关键,若撕去的表皮太厚,则细胞重叠,不易观察实验效果。用刀片在表皮划一小正方形,然后用镊子轻轻撕取,这种方法学生不易掌握,往往撕得太厚。
  如果将洋葱鳞片叶对折,洋葱鳞片叶的一层表皮就与其它部分分离开来,此时用镊子轻轻夹取一层表皮来制作临时装片,方法简便,效果又好。
  总之,要千方百计地创造条件做好实验,尽可能利用生活中随处可见、价格便宜又环保的材料,使学生能看到一些直观、生动的生物实验,激发学生的创造能力,增强学生的动手能力。
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