生物是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)。然而現(xiàn)實(shí)的教學(xué)重理論輕實(shí)踐,對(duì)實(shí)驗(yàn)不夠重視, 直接表現(xiàn)在學(xué)生上實(shí)驗(yàn)課不積極、缺課,對(duì)實(shí)驗(yàn)應(yīng)付了事, 甚至拼湊數(shù)據(jù)、互相抄襲, 在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中缺乏對(duì)科學(xué)思想和實(shí)驗(yàn)方法的思考。
為了使學(xué)生通過(guò)自己實(shí)驗(yàn)或演示實(shí)驗(yàn),獲得生動(dòng)的感性認(rèn)識(shí), 進(jìn)一步加深對(duì)分析化學(xué)理性高中生物實(shí)驗(yàn)的認(rèn)識(shí),正確熟練地掌握實(shí)驗(yàn)基本操作,較系統(tǒng)的學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)的基本理論知識(shí),學(xué)習(xí)并掌握典型的實(shí)驗(yàn)方法;學(xué)會(huì)正確合理的選擇實(shí)驗(yàn)條件和實(shí)驗(yàn)儀器,正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),以保證實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確可靠;培養(yǎng)良好的實(shí)驗(yàn)習(xí)慣,實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)和堅(jiān)忍不拔的科學(xué)品質(zhì)。并促進(jìn)觀察、分析和解決問(wèn)題等各方面能力的提升,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
一、實(shí)驗(yàn)的分類和特點(diǎn)
從實(shí)驗(yàn)的方式和手段來(lái)分析,新教材中的實(shí)驗(yàn)主要包括觀察、生理生化分析、模擬探究和調(diào)查4種類型。
(一)、觀察
科學(xué)研究中的觀察包括直接觀察和間接觀察。直接觀察是指憑借人的感官直接對(duì)客觀事物進(jìn)行感知和描述,一般只能得到有關(guān)研究對(duì)象的比較粗糙的感性材料,難以精確把握研究對(duì)象的各種屬性。間接觀察是指利用科學(xué)儀器或其他技術(shù)手段對(duì)客觀事物進(jìn)行考察,由于使用儀器和測(cè)量工具,大大擴(kuò)大了觀察的范圍,提高了對(duì)細(xì)小事物的分辨能力。新教材中的實(shí)驗(yàn),基本上都屬于間接觀察,這是區(qū)別于初中生物實(shí)驗(yàn)的一個(gè)顯著特點(diǎn)。
首先,應(yīng)明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康,確定實(shí)驗(yàn)觀察的重點(diǎn)!
設(shè)置課本實(shí)驗(yàn)的目的在與實(shí)現(xiàn)某一學(xué)習(xí)目的,實(shí)驗(yàn)?zāi)康臎Q定了實(shí)驗(yàn)觀察的重點(diǎn)。只有明確重點(diǎn)觀察的內(nèi)容,抓住本質(zhì)的現(xiàn)象,才能有效地觀察,有效地學(xué)習(xí)。例如,對(duì)于觀察細(xì)胞有絲分裂的實(shí)驗(yàn),首先要明確是通過(guò)觀察細(xì)胞有絲分裂各個(gè)時(shí)期細(xì)胞形態(tài)結(jié)構(gòu)和染色體變化的特點(diǎn),來(lái)認(rèn)識(shí)細(xì)胞有絲分裂的過(guò)程和特點(diǎn);然后要選擇適當(dāng)?shù)挠^察對(duì)象,即處于細(xì)胞有絲分裂旺盛期的、細(xì)胞的形態(tài)結(jié)構(gòu)容易觀察的生物組織;還必須使用高倍顯微鏡,最后要對(duì)有絲分裂不同時(shí)期的細(xì)胞進(jìn)行比較和分析,這樣才能對(duì)細(xì)胞有絲分裂的過(guò)程和特點(diǎn)形成明確的認(rèn)識(shí)!
其次,明確觀察的要素和程序,全面、有序地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的觀察。
對(duì)于實(shí)驗(yàn),特別是一些過(guò)于復(fù)雜的實(shí)驗(yàn),往往存在多個(gè)實(shí)驗(yàn)觀察的要素,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中必須全面、有序地進(jìn)行觀察,才能實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的目的,從而深入、全面地掌握生物學(xué)知識(shí)!
最后要求協(xié)調(diào)多種感覺(jué)器官。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察,往往不僅僅依靠眼睛觀察來(lái)完成。在很多實(shí)驗(yàn)中,還需要借助手、鼻等感官。
(二)、生理或生化分析
生理分析實(shí)驗(yàn)是指對(duì)生物的生理現(xiàn)象進(jìn)行分析的實(shí)驗(yàn)。生化分析實(shí)驗(yàn)是指對(duì)生物組織或細(xì)胞中的物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)分析或鑒定的實(shí)驗(yàn)。從實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡膩?lái)看,這些實(shí)驗(yàn)可以分為判決實(shí)驗(yàn)和析因?qū)嶒?yàn)兩類。前者主要解決“是不是”或“是什么”的問(wèn)題,如“生物組織中可溶性糖、脂肪和蛋白質(zhì)的鑒定”;后者主要解決“為什么”的問(wèn)題,即探究引起某種現(xiàn)象的原因或影響因素,如“植物激素與向性”。從實(shí)驗(yàn)方法來(lái)看,這些實(shí)驗(yàn)又可以分為定性實(shí)驗(yàn)和定量實(shí)驗(yàn)兩類。兩者的區(qū)別在于是否需要精確的測(cè)量數(shù)據(jù)。新教材中的實(shí)驗(yàn)偏重于定性分析實(shí)驗(yàn),這是考慮到基礎(chǔ)教育的性質(zhì)和任務(wù)以及現(xiàn)行中學(xué)的教學(xué)條件等因素而決定的。
筆者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中,注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析的能力,并就實(shí)驗(yàn)分析的方法進(jìn)行了初步探索,可以從取材、藥品與試劑、步驟及操作、顯微鏡的使用四個(gè)方面對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析的方法。
第一步:取材分析
正確取材是實(shí)驗(yàn)成功的第一步。有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)失敗的原因,往往是取材不正確而引起的,因而在實(shí)驗(yàn)分析時(shí),要首先考慮取材是否正確。例如,實(shí)驗(yàn)一“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”(以下簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)一”)中,準(zhǔn)確切取洋蔥根尖生長(zhǎng)點(diǎn)部位,是實(shí)驗(yàn)成功的前提。一些學(xué)生制成的裝片中往往看不到或看到很少的分裂相細(xì)胞,就是因?yàn)榍腥〔课徽_導(dǎo)致的,即沒(méi)有選準(zhǔn)根尖的生長(zhǎng)點(diǎn)部位。
第二步:藥品與試劑分析
藥品與試劑的量、濃度、純度等都是影響實(shí)驗(yàn)正確結(jié)果的重要因素,要逐一檢查,不能忽視。
關(guān)于量的問(wèn)題。有些實(shí)驗(yàn)對(duì)藥品與試劑的量有一定的要求,如實(shí)驗(yàn)四中,丙酮、層析液的量就要按規(guī)定使用:提。担缛~片中的色素,用2ml丙酮是適中的,若丙酮過(guò)多,會(huì)使色素濃度降低,減少濾紙條上色素的量,使分離效果不明顯;若丙酮少了,色素提取又不充分。色素分離時(shí),向燒杯中例入層析液時(shí),其量的標(biāo)準(zhǔn)是液面不能超過(guò)1cm(距燒杯底),否則將沒(méi)及濾紙條上的濾液細(xì)線,色素就迅速溶解到層析液中去了,結(jié)果在濾紙條上得不到相應(yīng)的色素分離圖譜。
2.關(guān)天濃度問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)中,規(guī)定的濃度,都是人們經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)后,認(rèn)為最適合的。實(shí)驗(yàn)員在實(shí)驗(yàn)前配制藥品與試劑時(shí),濃度要配準(zhǔn),否則將會(huì)影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)。如蔗糖溶液濃度較高時(shí)(高于30%),會(huì)使細(xì)胞因發(fā)生強(qiáng)烈質(zhì)壁分離而失水過(guò)多,細(xì)胞死亡,不能復(fù)原。