李進(jìn)京 河南省汝陽(yáng)縣第一高級(jí)中學(xué) 471200(見(jiàn)生物學(xué)教學(xué))
在中學(xué)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,由于受高考的影響,老師把大量的精力用在與高考試題相關(guān)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)和研究上。而多年來(lái)高考試題中對(duì)中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)的考查主要有教材基本實(shí)驗(yàn)、生物學(xué)發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)、以教材基本知識(shí)為依托的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。從考查形式上有驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)、探究性實(shí)驗(yàn)、研究性學(xué)習(xí)等。從考查方式有考查實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理的題型,有設(shè)計(jì)完整實(shí)驗(yàn)步驟的題型,有補(bǔ)充完善型的題型,有評(píng)價(jià)改進(jìn)型的題型,有分析結(jié)論型的題型,有預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果題型。高考試題中涉及的實(shí)驗(yàn)許多是學(xué)生高中階段無(wú)法完成的實(shí)驗(yàn),因此在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中特別是在高三教學(xué)中很多偏重于理論上的研究。而高考試題對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后問(wèn)題的考查如儀器清洗、廢物或有污染性物品的處理等很少考查。而這些實(shí)驗(yàn)要求在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中是必須考慮的項(xiàng)目。從以人為本的角度、從堅(jiān)持科學(xué)的態(tài)度和從減少環(huán)境污染的角度上考慮,在生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)引起一定的重視。下面從幾個(gè)方面進(jìn)行闡述。
1 實(shí)驗(yàn)后儀器的清洗
一般地說(shuō),在高中化學(xué)課中,凡是涉及到在試管中反應(yīng)有沉淀生成的實(shí)驗(yàn),往往要考慮實(shí)驗(yàn)結(jié)束后沉淀物的清洗問(wèn)題。在高中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中涉及的較少,但在蛋白質(zhì)的鑒定實(shí)驗(yàn)中也涉及此問(wèn)題。盡管在以前高考中很少出現(xiàn),但在2007年高考中已經(jīng)有所涉及。
例:(2007江蘇生物19題)若以雞蛋蛋白液為材料進(jìn)行蛋白質(zhì)鑒定實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)蛋白液與雙縮脲試劑發(fā)生反應(yīng)后會(huì)粘固在試管壁上。下列關(guān)于這一現(xiàn)象形成原因的描述中正確的是
A.雞蛋蛋白液稀釋不夠,攪拌不勻
B.只添加了雙縮脲試劑A,未添加雙縮脲試劑B
C.雞蛋蛋白液不是合適的實(shí)驗(yàn)材料
D.蛋白液與雙縮脲試劑的反應(yīng)時(shí)間不夠長(zhǎng)
此題答案為A。如果雞蛋蛋白液稀釋不夠,攪拌不勻,反應(yīng)后會(huì)粘固在試管壁上,因此應(yīng)用蒸餾水進(jìn)行稀釋。此題提醒了在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)考慮到不論設(shè)計(jì)哪個(gè)實(shí)驗(yàn),應(yīng)考慮到實(shí)驗(yàn)后儀器的清洗問(wèn)題。
此外,在實(shí)驗(yàn)儀器使用后,要及時(shí)進(jìn)行清洗。如在做葉綠體色素提取與分離實(shí)驗(yàn)時(shí),要提醒同學(xué)們對(duì)毛細(xì)吸管、研缽等用后要及時(shí)清洗。否則,色素液在吸管中存留時(shí)間較長(zhǎng),研磨殘?jiān)吃谘欣徤细稍锖蟮炔灰紫慈。又如在做可溶性還原糖實(shí)驗(yàn)時(shí),生成的磚紅色沉淀也要及時(shí)進(jìn)行清洗。
2 實(shí)驗(yàn)后酸堿等廢物的處理
在高中課本中的學(xué)生實(shí)驗(yàn)中,有些涉及到用酸堿等物質(zhì)。如觀察植物細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)時(shí)用到鹽酸溶液,在糖類(lèi)、脂肪、蛋白質(zhì)鑒定實(shí)驗(yàn)中,用到NaOH溶液。在探究PH值對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中用到鹽酸溶液和NaOH溶液。在化學(xué)學(xué)科上明確的要求,對(duì)于實(shí)驗(yàn)結(jié)束后用到的酸或堿液不能隨便傾到到水池中,應(yīng)分別倒入專(zhuān)門(mén)的容器中。
筆者曾有過(guò)幾年的化學(xué)教學(xué)生涯,知道在高一化學(xué)中關(guān)于酸堿等廢物的處理應(yīng)該講過(guò),因此我在進(jìn)行觀察植物細(xì)胞的有絲分裂實(shí)驗(yàn)課時(shí),第一個(gè)班級(jí)我故意不作任何提示,只要求實(shí)驗(yàn)結(jié)束后各小組清洗實(shí)驗(yàn)材料,結(jié)果竟然僅有兩三個(gè)同學(xué)提出鹽酸倒到哪里而直接傾到到水池中。最后的結(jié)果令我吃驚。因此當(dāng)我在第二個(gè)班級(jí)提醒同學(xué)們實(shí)驗(yàn)結(jié)果后將廢棄的酸或堿液倒到專(zhuān)門(mén)的容器時(shí),同學(xué)們有些吃驚的感覺(jué) 。
3 實(shí)驗(yàn)后有害微生物的處理
在高中生物第三冊(cè)中有學(xué)習(xí)微生物的培養(yǎng)的實(shí)驗(yàn)。其中用到金黃色葡萄球菌。而金黃色葡萄球菌是一種對(duì)人體有害的細(xì)菌。金黃色葡萄球菌可引起食品的污染,由金黃色葡萄球菌引起的感染占第二位,僅次于大腸桿菌。金黃色葡萄球菌是人類(lèi)化膿感染中最常見(jiàn)的病原菌,可引起局部化膿感染,也可引起肺炎、偽膜性腸炎、心包炎等,甚至敗血癥、膿毒癥等全身感染。所以不能在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后將金黃色葡萄球菌隨手倒掉。因此在學(xué)習(xí)細(xì)菌培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)時(shí),一種方案是用毒性較少或無(wú)毒性的微生物來(lái)替代它。另一種方案是仍使用金黃色葡萄球菌進(jìn)行培養(yǎng),但培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,千萬(wàn)不能將實(shí)驗(yàn)后的隨便亂仍,一定要對(duì)殘余培養(yǎng)基做好滅菌處理后才行。
4 有污染性刺激性氣味的氣體的實(shí)驗(yàn)應(yīng)設(shè)計(jì)尾氣吸收裝置
在化學(xué)學(xué)科中,凡是有毒性或刺激性較強(qiáng)的氣體如氯氣、氯化氫、氨氣,在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室制取時(shí),一定要有設(shè)計(jì)氣體的尾氣吸收裝置。在觀察SO2氣體對(duì)植物生長(zhǎng)的影響實(shí)驗(yàn)時(shí)。按照教材所提供的實(shí)驗(yàn)方案,能觀察SO2氣體對(duì)植物生長(zhǎng)的影響,但SO2氣體是一種有刺激性氣味的氣體,并且對(duì)環(huán)境有污染。因此不宜直接排放到大氣中。所
以該實(shí)驗(yàn)也應(yīng)設(shè)計(jì)吸收SO2氣體尾氣的吸收裝置。我們可以對(duì)其進(jìn)行如下的改進(jìn)設(shè)計(jì)
可設(shè)計(jì)如圖的兩個(gè)裝置,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中在左側(cè)的小燒杯中通過(guò)放入不同質(zhì)量的NaSO3固體來(lái)控制產(chǎn)生的SO2的量,硫酸的量為足量。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí),先關(guān)閉活塞B,打開(kāi)活塞A,放入足量的硫酸,再關(guān)閉活塞A,反應(yīng)產(chǎn)生的SO2氣體可使?jié)駶?rùn)的有色布條褪色,說(shuō)明產(chǎn)生了SO2氣體。然后觀察葉片的變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,打開(kāi)活塞B,這樣SO2氣體被NaOH溶液吸收,從而不使其排入大氣中去,避免造成對(duì)大氣的污染。