對高中生物必修教材部分實驗的改進和創新

唐玉梅

高中生物必修教材的特點之一是實驗比較多。對于教材中的有些實驗，可以從選材、試劑用具、實驗設計等方面，根據各個地區，各個學校的實際情況，在教學實踐中加以改進和創新，使之更適合本校師生的實驗活動的開展，以確保實驗的可行性、準確性和實效性，同時也有利于培養師生的創新精神和實踐能力。我在從事實驗教學時，對部分實驗作了如下改進。

一、調整實驗順序

實驗一：《生物組織中可溶性還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定》

這個實驗包括三個小實驗。若按教材實驗順序，從學生實際操作情況來看，時間非常緊張。因為脂肪的鑒定涉及高倍顯微鏡的使用，這是學生以前沒有接觸過的內容；甚至很多地區在初中階段學生學習使用顯微鏡機會不多，即使學過顯微鏡的使用，也只不過是在低倍鏡下進行簡單操作而已，基本上沒用過高倍鏡。所以在做這個實驗時，大多數學生對顯微鏡的使用非常生疏，更談不上對高倍顯微鏡的使用了。有的同學還沒來得及熟悉高倍鏡的使用，也沒有觀察到實驗現象，就由于時間的原因，必須停止該實驗而開始做下一個實驗，結果必然使整個實驗完成不理想。

為此，我們把三個實驗的順序做了以下調整：先做“蛋白質的鑒定”，因為此實驗無需加熱，操作相對容易；然后做“可溶性還原糖的鑒定”；最后做“脂肪的鑒定”。這樣排序，使實驗過程由簡到繁，符合學生的思維定勢，既能保證三項實驗的時間，又會使整個實驗過程秩序井然，實際效果非常好。學生都能按要求做完三個實驗，并且有足夠的時間熟悉高倍鏡的使用。

二、改進材料用具

實驗六：《葉綠體中色素的提取和分離》

1.提取綠色葉片中的色素：（1）教材實驗用菠菜葉，研磨液黏稠，需要過濾，實驗步驟繁瑣。（2）教材中用丙酮作為色素提取液。層析液成分中也有丙酮。丙酮易揮發且有一定毒性，而實驗室的通風設施不佳。

改進：（1）采用革質的植物葉片，如龜背竹、榕樹的葉等。這些觀賞植物我校實驗室就有，取材方便，研磨液不黏稠，不需要過濾即可直接使用研缽中的上清液。（2）考慮到實驗的安全性問題，故改用無水乙醇作為提取液，93#汽油作為層析液，效果不錯。

2.制備濾紙條：教材中使用干燥處理過的定性濾紙。濾紙條長6厘米、寬1厘米。我們在實驗中發現濾紙條長度不夠，影響色素在濾紙條上的分布。

改進：將濾紙條改為長度10厘米。在濾紙條一端剪去兩角做標記，并在這一端1.5厘米處用鉛筆畫一條細細的橫線；在濾紙條另一端距紙條邊緣1厘米處再畫一條細線，作為色素帶的終點。在分離色素時，當看到最上面的色素帶到達該細線時，取出濾紙條，此時4條色素帶分布效果最佳。

3.畫濾液細線：教材中采用毛細吸管吸取濾液，畫線很難達到細、直、齊、勻的要求。層析后的色素帶呈波浪狀。實驗效果不是很理想。

改進：我們用較薄且干凈的蓋玻片的一側邊緣蘸取色素提起液印在濾紙條上，在色素液晾干后再重復印幾次，印出的濾液細線細、直、齊、勻，比用毛細吸管省時又省力。層析分離后，色素帶分布相對前者較整齊，實驗效果很好。

4.分離葉綠體中的色素：教材是將3mL的層析液倒入燒杯，將濾紙條略微斜靠在燒杯的內壁，輕輕地插入到層析液中，隨后用培養皿蓋蓋上燒杯。

改進：每位學生一支長度為10厘米的小試管，在試管中加入1mL的層析液（93#汽油），將濾紙條輕輕插入小試管中，然后用保鮮膜代替培養皿蓋將試管口密封，一段時間后即可見分布整齊的4條色素帶。通過改進，既可節省試劑，又安全可靠，而且試驗成功率很高。避免了濾液細線被層析液淹沒，也避免了因沒有足夠多的培養皿蓋而造成的不便。

三、創新實驗設計

實驗七：《植物細胞質壁分離和復原的實驗》

通過對教材實驗的多次嘗試，我認為教材的實驗略有不足。

1.操作繁瑣：首先要做一個洋蔥鱗片的臨時裝片，放在低倍鏡下觀察，找到合適目標，然后取下載玻片，從蓋玻片的一側滴入0.3g/mL的蔗糖溶液，在蓋玻片的另一側用吸水紙吸引，這樣重復幾次，洋蔥鱗片葉表皮就完全浸入蔗糖溶液，發生質壁分離現象。再用同樣的方法滴加清水，繼續重復上述步驟。過一段時間，才會發現質壁分離復原現象。一些不夠細心、沒耐心的同學，在這樣繁瑣的過程中，往往急于求成，導致實驗的成功率不高。

2.耗時太長：按照教材實驗的步驟進行，有時因一些不必要的因素，而使得實驗重復多次均達不到預期的效果，浪費時間。

根據上述分析我將本實驗進行改進：只利用一種溶液進行實驗使植物細胞既能發生質壁分離，又能自動復原，即質壁分離和復原在同一溶液中發生。

為此，我選擇了KNO溶液。因為一定濃度的KNO溶液既能使植物細胞發生質壁分離，又對細胞無毒害作用，同時K和NO都是植物要選擇吸收的離子。發生質壁分離后的植物細胞，隨著對K和NO主動吸收，細胞液的濃度會逐漸變大，細胞又通過滲透作用吸收水分，從而使質壁分離自動復原。通過對不同濃度的KNO溶液（5%、8%、10%、15%）進行實驗。并對時間和現象進行了分析對比，結果如下。

（1）對不同濃度的KNO溶液進行實驗的結果

（2）課本實驗與改進實驗對比

由以上細胞發生質壁分離和復原的實驗對比可以證明，當KNO溶液的濃度為5%時，可以發生質壁分離和復原，但需要的時間長；濃度為10%以上時發生質壁分離，但不能復原，原因是濃度過高，細胞由于失水過多而死亡；而用濃度為8%的溶液，可以達到一舉兩得的效果：既可節省時間，又可以保證細胞正常的功能，且實驗成功率很高。除此之外，此實驗還可以用10%的尿素溶液，同樣可以觀察到植物細胞質壁分離和復原現象。

總之，在教學實踐中，我們要善于從實際出發，以教材實驗為依據，緊扣實驗原理，根據地方特色實施實驗教學。只要我們善于動腦，勤于動手，就一定能發現一些更適合本地教學的實驗材料和方法。這不僅有利于提高實驗教學的效率，而且能夠培養學生的創新精神和實驗操作能力，改變封閉單一的實驗方式，開創創新模式，從而由依賴教材的模仿者，變為自主探究的主體角色，以迎合新課程改革的大潮流，更好地提高學生的生物科學素養。