淺談生物實驗教學中學生能力的培養

生物學是一門實驗性科學。對學生來說，生物實驗教學主要包括常見的儀器、器具、藥品的使用能力，還有對實驗程序的理解能力，對實驗結果的分析能力，對實驗中出現的異常情況的處理能力等。

一、讓學生明確儀器的原理和藥品的特性，是培養學生使用能力的基礎

“知其然，知其所以然”。對儀器的原理、藥品的特性不了解，使用起來就會帶有盲目性，就不可能形成使用能力。例如，學生對低倍鏡和高倍鏡的選擇上，經常不能根據觀察對象的特點和觀察目的進行合理的選擇使用，學生常常由于好奇心的驅使和對低倍鏡、高倍鏡特點的不了解，總是一上來就用高倍鏡，認為高倍鏡總比低倍鏡觀察清楚。這種盲目性，是由于學生不了解顯微鏡的基本原理，不了解高倍鏡放大倍數大，分辨率高，但所看到的實際面積小的特點，而且倍數越高，看到材料的厚度就越薄，因此，高倍鏡適宜觀察局部和細節。低倍鏡所看到的面積大，適宜觀察材料的整體結構，以及尋找觀察目標。學生了解了這些基本原理，才能正確選用低、高倍鏡。由低倍鏡換高倍鏡時，如果圖像不太清晰，只需調節細準焦螺旋，就可以看清圖像了。因此學生只有了解了上述的基本原理和操作方法，才能正確使用高倍鏡。另外，如果鏡中有污染的花斑或異物，也是形成使用能力的一個方面。清除污染物，首先應確定污染物在目鏡、物鏡還是裝片(或切片)上。因此應讓學生了解，目鏡在鏡筒上可用手做圓周轉動，裝片(或切片)在載物臺上可用手向任意一個方向移動或用移動器上下左右移動，如污染物在裝片(或切片)上，移動裝片(切片)，污染物則隨之移動而反方向移動，否則，污染物就在物鏡上。在清除直鏡筒的顯微鏡目鏡和物鏡上的污染物時，還應讓學生了解先后順序，應先摘下物鏡，然后再摘下目鏡，試擦完畢裝上時，則應先裝目鏡后裝物鏡，因為這樣可以防止因摘裝目鏡時與鏡簡摩擦下來的塵渣沿鏡筒落人物鏡的內部。

在明確學生實驗中藥品的使用能力方面，例如在觀察植物細胞的有絲分裂實驗中，應讓學生了解龍膽紫或醋酸洋紅是與染色體結合的堿性染料，堿性染料是指有色離子是陽離子的染料，而不是染液的pH呈堿性。這樣就引出了一個問題，醋酸起什么作用？應讓學生了解2％醋酸是染料的溶劑，在染色時增加了細胞的通透性，而不引起細胞膨脹，利于染液的離子進入細胞而使細胞核內的染色體著色。在提取葉綠體色素中，要讓學生了解葉綠體色素是有機物，可以溶于有機溶劑，了解在葉綠素中的鎂易被葉子的細胞液內的有些有機酸的氫取代而轉變成去鎂的葉綠素，影響對色素的觀察，從而使學生明確為什么要用丙酮作提取劑，為什么一定不要讓層析液沒及濾紙上的濾液細線，為什么在研磨前要加入堿性鹽——少量的碳酸鈣。

總而言之，教師要善于把實驗儀器及藥品性質、使用原理講清楚，這對提高學生使用它們的能力大有好處。

二、培養學生善于分析實驗程序

一個較為復雜的實驗過程是設計人員長期辛勤勞動的結晶，它往往是經過幾十次甚至上百次的反復摸索。所以，學生實驗中，不能單純地用實驗指導進行“按方抓藥”直至出現結果就行了，而要指導學生去分析實驗中每一步驟的作用每一個處理意義以及各步驟之間的聯系，從中學習解決問題、研究事物的方法。例如，在觀察植物細胞有絲分裂實驗過程中，大致為：培養10％HCL解離漂洗染色壓片。要讓學生了解根尖放在10％HCL溶液中是為了溶解細胞間的果膠質，使根尖細胞間變得松散，便干壓片，否則根尖細胞很難壓散，不利于在鏡下觀察。另外，通過10％HCL的處理，使細胞迅速死亡，讓細胞分別保留各自的分裂狀態。漂洗是為了沖洗解離液(10％HCL)，否則影響染色效果。又如用龍膽紫或醋酸洋紅溶液染色的目的是，這兩種染料易使細胞核內的染色體著色，從而增大細胞核與周圍部分的反差，便于觀察染色體分布和變化，壓片的目的是使細胞分散開，變成單層，否則光線無法透過會影響觀察。加清水是起潤滑劑和利于細胞分散的作用，壓片時，在蓋玻片上再加一片載玻片的目的是防止手指與蓋玻片直接觸壓，會將極薄的蓋玻片壓碎(在鏡下觀察前應將載玻片取下，并注意不要讓蓋玻片移位)。在葉綠體中色素的提取和分離實驗中，制備濾紙條時，應讓學生了解將濾紙剪成長10厘米是因為胡蘿卜素在紙條上擴散的距離約為9厘米；寬1厘米是利于畫出齊而均勻的濾液細線，去兩角為了使層析液在紙條上擴散速度均衡，后兩者都是為了擴散出四條平等的色帶。在距去兩角的一端1厘米處用鉛筆畫一橫線，目的是為畫濾液細線提供參照線并且防止層析時在盛有3毫升層析液的燒杯(100毫升)中，濾液細線被層析液沒及。畫濾液細線時還應讓學生知道干燥后重復畫2 ～3次，是為了增加色素的分子數，以便在紙條上走出四條明顯的色素帶。如果在不干燥的情況下連續畫線，色素會隨濾液中的液體(如丙酮)在紙條上的擴散而擴散，畫出的濾液細線較寬，其結果是相鄰的兩條色帶會發生部分重疊。因此，在實驗中，應根據學生的情況和涉及原理的難易不同，由教師講清或提出問題讓學生思考，使學生既知道實驗應怎么做，又知道為什么這樣做。

三、培養學生善于分析實驗現象

在實驗中，經常存在著重視對實驗最后結果的記錄。而輕視對實驗過程中出現某些現象的記錄，重視結果而不重視分析結果，重視對成功實驗的肯定，而不重視對實驗中的失敗查找原因等現象。這不利于學生實驗能力的提高。例如，在觀察植物有絲分裂的實驗中，在顯微鏡的某個視野中，要讓學生了解為什么看到的細胞多數為期間的細胞。在質壁分享和復原的實驗中要讓學生了解液泡的體積大小、顏色變化如何。在葉綠體中色素提取和分離實驗中四種色素彼此分離的原理是什么，這一原理單靠教科書中的知識還不夠，應讓學生了解濾紙是一種吸附劑，層析液是一種展開劑，四種色素的化學結構和性質不同，它們在濾紙上吸附能力不同，在層析液中(展開劑)溶解度不同，因此，四種色素隨著層析液在濾紙條上的擴散速度就不同，胡蘿卜素溶解度大而吸附力小，擴散速度快。葉綠素b溶解度小而吸附力大，擴散速度則慢。

在實驗中，因某種原因，個別學生的實驗結果不明顯或失敗，教師應指導學生查找原因。如葉綠體中色素提取和分離的實驗結果四條色素帶部分或全部不明顯，教師可提示：是否丙酮用量過多，濾液太稀；是否用的是新鮮葉，是否用的全部是幼嫩的葉；畫濾液細線時是否重復的次數少了一些；層析時濾紙條上的濾液細線是否被層析液沒及過。在質壁分離和復原的實驗中，有的學生很快就觀察到質壁分離和復原現象。但有的學生雖然在步驟方法上都按要求進行了，但沒有發現質壁分離現象，教師應啟發學生尋找原因：取下的表皮是否是死亡的角質層細胞?是否由于未用蔗糖溶液浸泡材料?是否是蔗糖溶液濃度不夠?視野是否太亮，反差度小而未能看清?還有的雖然出現質壁分離了卻不能復原，教師也要詢問一下，是否蔗糖溶液濃度加高了?是否質壁分離時間太久而造成細胞死亡?

總之，在生物教學過程中，教師應加強對學生的能力培養，特別是實驗能力的培養，全面提高教學質量。

(作者單位：江西省于都縣實驗中學)