生物學是一門以實驗為基礎的自然科學。許多生活現象必須通過實驗驗證方能得到合理的解釋,各種生物體的結構只有通過實驗方能觀察清楚。生物學的結論是科學家通過實驗總結出來的。可見,實驗教學在生物教學中起著舉足輕重的作用。初中生物實驗的操作都是取決于所選用的實驗材料的,實驗材料的好壞直接影響著實驗的成敗。
例如,孟德爾對雜交實驗的研究并不順利,他起初選用山柳菊作為實驗材料,結果以失敗告終,最后他改用豌豆作為實驗材料 ,結果他成功地總結出了基因的分離定律和自由結合定律。豌豆在雜交實驗中有不少優點:(1)豌豆不僅是自花傳粉植物,而且還是閉花傳粉植物,所以用豌豆做人工雜交實驗就完全可以避免外來花粉的破壞,使實驗結果不僅可靠而且容易分析;(2)豌豆具有很明顯的相對性狀,使結果非常易于觀察和統計。孟德爾的成功,歸功于他選對了實驗材料。如果當初孟德爾依然堅持用山柳菊作為實驗材料的話,只怕“遺傳學之父”的稱號就會名落他人了。相同的實驗者,在相同的環境下,用同樣的研究方法,由于所選用的實驗材料不同,常會得出截然不同的實驗結果。可見,正確選擇實驗材料在生物學實驗中是何等的重要。
一、 正確選擇實驗材料是生物學實驗成功的前提
在觀察植物細胞時,我們常選用洋蔥葉肉細胞表皮,此材料易得到、好撕取,細胞的形狀規則,近似于長方形,各個結構清淅可見,而且透明,易著色。所以,很容易取得預定的效果。
植物光合作用的實驗選擇用銀邊天竺葵。實驗目的是要證明光合作用只有在有葉綠體的地方才能進行,沒有葉綠體的地方就不能進行,而且光合作用是否進行,主要根據光合作用的產物(淀粉)來判斷,實驗設計時可選擇一張健壯的銀邊天竺葵葉子進行,在強光下,幾小時后取下那張葉子,用酒精隔水加熱,進行退色,然后洗干凈,最后用稀碘液進行染色。結果,銀邊天竺葵葉子中央綠色部分變藍了,旁邊的銀邊沒有變藍。這充分說明了有葉綠體的地方,進行了光合作用,生成了淀粉,而無葉綠體的地方,沒有進行光合作用,無淀粉生成。實驗很成功,很有說服力。此實驗,亦可用銀邊吊蘭作材料,但銀邊吊蘭葉呈披針形,條狀,含葉綠體部分較少,所以不是很理想。相反,銀邊天竺葵葉片寬大,呈圓腎形,容易操作而且形成淀粉又多,實驗效果相當明顯。而且銀邊天竺葵容易扦插,在南方到處可見。因此,選擇生長旺盛的銀邊天竺葵作為實驗材料很容易獲得實驗的成功。
二、 選擇容易成功的實驗材料
不一樣的實驗材料對實驗的成功而言差別很大,因此必須選擇最容易成功的實驗材料。例如,在扦插實驗中,選擇枸杞、柳枝或葡萄就較易取得成功;在“植物組織培養”實驗中,選擇胡蘿卜、菊花等無性繁殖力強的材料進行培養,實驗也容易取得成功。要觀察果實的果皮結構就選用蘋果,因為蘋果的外果皮、中果皮和內果皮都很明顯,容易觀察,而且蘋果易于得來,在什么季節,市場都有出售。
三、 正確選擇生物實驗材料可收到事半功倍的效果
在“觀察小魚尾鰭毛細血管”的實驗中,我對實驗材料進行了比較,發現如果用鯽魚來實驗就較困難了,因為鯽魚尾鰭顏色淺,不易觀察清楚血管情況,它生猛易動彈,不好進行觀察。但是用泥鰍進行實驗就好多了,泥鰍全身顏色較深,觀察尾鰭看清血管較易,而且泥鰍不太動彈,好控制,而且它耐活,又較小,容易放在顯微鏡下進行觀察,而且它的顏色深,易于觀察清楚,效果真的不錯。可見,正確選擇生物實驗材料可以收到事半功倍的效果。
四、 關于實驗材料自身的選擇要求
選擇的實驗材料應當是健壯的、新鮮的,新陳代謝旺盛、生物學特征也明顯的,這樣實驗效果才最理想。如果實驗材料不新鮮的話,生物的生命體征就可能發生改變,就會影響實驗結果。根據實驗的目的,還應當在適時的季節進行選材。比如觀察魚或青蛙的雌雄性別及生殖細胞時,就應該在春天進行選材,因為春天正是魚和青蛙繁殖的季節,要觀察清楚雌雄個體及生殖細胞就很容易了,如果過了春天,不是青蛙的生殖季節就很難找到精卵細胞了。如果是用青蛙做神經反射的實驗的話就無需在春天進行選材,在任何季節都可以。
五、初中生物學實驗材料的選取經驗
初中生物學的實驗特點是,絕大部分實驗材料需要自己采集、培養、選擇,很多實驗因為實驗材料的選擇不當而以失敗告終。我經過十多年的教學實踐,在眾多的實驗材料中,篩選出不少適合初中生物學實驗的最佳材料,現將其分享給各位:觀察植物細胞時要用深色的洋蔥葉肉表皮,扦插實驗用葡萄莖,光合作用實驗用銀邊天竺葵,觀察魚尾鰭血管用泥鰍;用桔皮培養青霉;用吃過后的玉米棒培育曲霉,觀察雄花、雌花應用南瓜花,兩性花可用辣椒花,菜豆種子觀察可用花生,等等。
總之,實驗材料的選擇決定著實驗方法、實驗步驟的難易,是實驗成功的前提,實驗材料的好壞,直接關系著實驗的成敗。
(責任編輯黃春香)