“觀察根尖分生組織細胞有絲分裂”的實驗教學優化設計

【摘 要】“觀察根尖分生組織細胞有絲分裂”實驗由于各種原因成功率很低，被很多教師改成只過程講解不實驗操作。筆者從根尖的選擇和培養、實驗操作過程、課堂教學設計三方面將其優化，以提高教學效果。

【關鍵詞】有絲分裂；實驗；優化

“觀察根尖分生組織細胞有絲分裂”實驗一直是生物學中的經典實驗，該實驗既能培養學生的實驗操作技能，又能培養學生的觀察和分析能力。然而，在人教版普通高中生物教科書中，這個實驗被安排在必修一模塊的最后一章中，每每講到這一章時已經時值十二月底或一月了，正是天氣寒冷的時候，多數情況下實驗難以成功。因此，在課時緊而實驗成功率低的情況下，很多教師干脆放棄了實際操作，只進行過程講解。這與普通高中新課程倡導的教學理念背道而馳，不利于培養學生的實踐能力，也不可能真正提高學生的生物科學素養。筆者經過多年的教學實踐將此實驗的教學從以下幾個方面進行了優化設計，大大提高了教學效果。

一、根尖選擇和培養優化

人教版生物教科書中提供了洋蔥、蔥、蒜三種實驗材料，筆者經過了資料查閱后發現可供選擇的材料還有蠶豆、吊蘭、小麥等，資料中的前輩們已經將以上實驗材料都進行了培養并記錄下結果。筆者經過仔細對比培養過程的繁瑣程度、生根數量、根的粗細、分裂相的多少等指標，并考慮到本實驗雖是一個驗證性實驗，但也可將其設計成邊驗證邊探究的實驗，最終留下洋蔥和大蒜作為首選實驗材料。因開設該實驗時天氣較冷，材料生根速度較慢，因此在實驗前一周就開始進行生根培養。從市場上購回洋蔥和大蒜后，將最外層干枯表皮用手剝掉，再用小刀將底盤上的老根挖掉，取100毫升燒杯裝滿清水，將洋蔥放到燒杯上，使底盤都能接觸到清水，然后將其放到溫暖的地方培養。大蒜因體積較小，只需放置在50毫升裝滿清水的燒杯中培養即可。在培養過程中，要注意每天換水一兩次防止爛根，如果溫度過低生根過慢，也可在夜間將其放到保溫箱中常溫培養。一個洋蔥大約能生十來個根，而一個小蒜瓣就能生十來個根，因此一整個蒜的生根數是一個洋蔥的數十倍，從生根數的角度看用大蒜做實驗材料更經濟。但是從根的質量來看，洋蔥根更粗些而且長得很直，質量更好。

二、實驗操作過程優化

筆者完全按照現行教科書中的方法進行了多次實驗均未獲得成功。顯微鏡下的觀察結果大多是細胞重疊而且細胞中均呈現紫色看不清染色體。針對失敗的結果進行了相關分析。細胞重疊說明解離有問題或者壓片沒有操作好。事實上在壓片時已經發現根尖細胞很難分散開，所以推測應是解離不充分導致。經查閱資料認識到可能是溫度低造成的，實驗探究發現溫度在20℃左右方可按照書本要求解離3～5分鐘，溫度在0℃左右需解離7～8分鐘，溫度更低時需要解離更長時間。考慮到課堂時間有限，所以筆者將解離液配置做了改變，將質量分數為15%的鹽酸和體積分數為95%的酒精一比一混合改成了二比一混合，改變后在溫度為0℃左右的環境中只需解離3～5分鐘即可。細胞中均呈現紫色說明染色有問題，可能是染色液濃度過大或是染色時間太長導致。實驗探究后發現用質量濃度為0.005g/mL的龍膽紫溶液染色2～3分鐘即可，教科書中的染色劑濃度和染色時間都不合適。最后，在壓片時發現，如果按照書本要求的用鑷子尖把根尖弄碎反而使細胞散亂不便于觀察。因此，將這一操作改成直接蓋上蓋玻片，然后用吸水紙加在上面，一手扶好載玻片，一手用拇指垂直下壓蓋玻片，吸水紙將多余的水吸掉，然后在蓋玻片上再加上一片載玻片，用鉛筆帶橡皮的那頭垂直向下輕輕敲擊載玻片。這樣做既可以使細胞很好地分散開又能防止因蓋玻片移動而使細胞變形。

三、課堂教學設計優化

學校課堂教學的時間一般為一堂課45分鐘，而要在這規定的時間內完成整個實驗的教學，包括實驗過程的講解，注意事項的點撥，學生裝片的制作，顯微鏡的觀察和計數，結果的分析與交流等等，顯然是很困難的。因此，合理的教學設計成為本節實驗教學成功的關鍵。筆者認為若將該實驗完全處理為探究性實驗對學生來講難度太大難以完成，而處理為邊驗證有絲分裂的過程邊探究洋蔥和大蒜哪個更適合做為實驗材料的邊驗證邊探究性實驗更好。實驗前可安排每個班生物興趣小組的同學共同參與實驗過程的改良和設計，要求他們將實驗的注意事項和改良的地方做出總結，然后在課堂上進行匯報并且指導所在班級的同學完成實驗，這樣做一方面加大了實驗的成功率，另一方面也提高了學生之間互幫互學的興趣。同時，還可從生物興趣小組的同學制作的裝片中挑選出分裂相多的圖像清晰的裝片在數碼顯微鏡下拍成照片在課堂上加以展示和交流，這樣可大大提高課堂教學效果。

【參考文獻】

[1]馮武軍.對“觀察植物細胞的有絲分裂實驗”設計方案的探討.實驗教學與儀器，2007（6）：31

[2]黃秋嬋，韋友歡，韋方立.改進觀察植物細胞有絲分裂方法的探討.科學教育，2008（4）：58～60

（作者單位：蘇州大學09級生物學科教育碩士

江蘇省南通市第三中學）