【正文】

对高中生物新教材选修1的实验研究

 

贵州省罗甸县第一中学 曾媛媛

 

  本课题将对高中生物新教材选修1的实验进行初步研究,各实验就实验材料和仪器、实验方法和步骤、学生实验结果统计分析、实验安全性分析、成本初步估算和中学普及可行性分析等模块进行配置研究。以期待建立起系统性能配置合理、适应性广、可操作性强并且适合新课标的普通高中生物实验室,其布局努力坚持科学、合理、环保、实用、节约的原则,在满足基本功能的同时,体现标准化和人性化的特点。
　　一、课题的现实背景及意义
　　新教材最突出的特点是突破以学科为中心的观念,建立以学生发展为中心的理念;关注学生的全面发展;体现基础性、开放性、先进性;增加探究性教学、研究性学习的实验教学内容。根据以上原则,本文总结了本次实验课题研究的具体思路:
　　(一)简单化:
　　把难度大和理论知识抽象难懂的实验给简单化,易操作化,特别是对一些原本属于大学阶段的实验加以改进。
　　(二)分组实验:
　　有利于中学生以班级为单位的分组实验。
　　(三)节俭化:
　　选修1中,很多实验器材和药品十分昂贵,采取措施加以节省以及在不改变实验效果的前提下寻找替代药品。
　　(四)改变实验性质:
　　把原本是定量的实验变成定性的实验,特别是针对PCR技术和微生物培养实验。由于中学生很难完成对不同DNA样品的比对,很难做到量化分析,所以本文认为,该PCR实验中只要能电泳出DNA,并能在紫光灯下看到DNA就可以。
　　(五)降低实验的危险性:
　　鉴于中学生知识水平和实验能力有限,在实验中应该更加注意操作的规范性。
　　二、实施步骤
　　(一)学生分组:
　　2008年1月,选取一部分学生参加本次实验配置研究,本文选用本校参加全国生物联赛的学生参加实验,并且根据学生兴趣进行合理的分组。
　　(二)资料找寻:
　　2008年2月份,给学生布置寒假作业,让有关学生查阅相关实验的资料,为08年3月开始的实验实际操作打下基础。
　　(三)实验技能总体培训:
　　鉴于学生对此类实验从未接触,所以在所有实验开始之前,对全部参与本次实验配置研究的学生进行基本实验技能的培训,并熟悉各种实验器材。本文认为在实验开始之前让全体实验学生参观实验室并做操作演示是很有必要的,对于新实验的开展,此次的全员培训工作是整个实验进行的基础。
　　(四)全面开始实验:
　　3月中旬,开始所有实验。课题组全体教师充分利用所学知识,对学生进行了详细的实验操作指导,使学生完成了选修1中的所有实验。
　　(五)归纳总结:
　　5月份,在完成全部实验的基础上,开始总结和反思,以文字的形式进行归纳。
　　三、实验的教学建议与创新
　　(一)《微生物的利用》的教学建议与创新:
　　1.安全:本文中的教师在参加省级实验培训后,虽然一定程度上掌握了灭菌锅的使用方法,但是在实际实验中仍请本校的医务室医生进行指导,负责学生实验中灭菌锅的使用;原则上不接种毒性较强的细菌。
　　2.菌种的获得:在该实验中大肠杆菌菌种是通过在宁波进出口检疫局获得的。建议其他老师可以从当地大学的生物系或医学系中获得菌种。
　　3. 经验教训:实验难度大,操作复杂,有大量杂菌污染;由于微生物培养和操作需要将近一个星期时间,导致时间跨度过大,而学生平常课时和课业过紧,所以实验操作过程的连续性很难保证。
　　4.实验对策:教师应该贯彻实验复杂性和长期性的教育,同时对学生应当进行科学史的介绍,使学生明白科学成果的获得并非一帆风顺。
　　(二)《果汁中的果胶和果胶酶》的教学建议与创新:
　　1. 果胶酶的保存:果胶酶非常容易变质失活,所以必须放在冰箱中保存,使用时尽量不要阳光直射。
　　2. 果胶酶的溶解:果胶酶溶解的时候,由于本身颜色比较灰暗,并可能会有些变质,所以溶液中常有些沉淀,部分酶不能完全溶解,所以本文建议适当降低该酶的浓度,由2%降为0.5%,颜色变淡,但由于酶的高效性,实验结果依旧明显。
　　(三)《加酶洗衣粉的使用条件和效果》的教学建议与创新:
　　1.上课前,提前预热好水浴锅,避免上课时水浴锅加热时间过长,可以节省时间。
　　2. 市场上大多数品牌洗衣粉都是加酶的,所以购买时候必须看清标签。部分品牌甚至并没有明确标示为加酶洗衣粉,但实际上也可能有少量酶的存在。
　　3. 实验中在观察实验现象的时候发现80 ℃水浴锅的锥形瓶中去污似乎也很快,会被大多数师生误认为是在该温度下酶活性也很高。但是根据课题组教师仔细研究发现,实际上80℃条件下并不是去污快,而是80℃的时候血迹被煮熟,形成血块集中到一起,血迹实际上并没有被分解掉。
　　4. 实验中要求的20 ℃现实中无法设置,该温度往往已经低于室温,水浴锅发出鸣叫警告声。
　　四、建议与总结:
　　经过一个学期的先前准备(标准实验室的建设和实验试剂的购买)和一个学期实验实践,本文对新教材选修1中的实验进行了探索和研究,得出了以下总体经验和反思:
　　(一)实验改进:
　　应当进行简化操作,一些不必要的过程和要求应当剔除。
　　(二)实验思路:
　　将定量实验变成定性实验。一些实验在中学课堂中由于种种原因,实际往往达不到实验设计初衷,实验结果的数据精确性有待进一步验证。
　　(三)进行实验选做:
　　一所中学要做所有要求的实验是不现实的,对于该情况,本文认为每个学校应当根据实际情况选择其中比较简单的实验,如做亚硝酸盐含量的测定,而对于微生物培养和PCR实验可以选择不做,而改用录象法进行观摩。