高中生物實(shí)驗(yàn)的方法探究

新課標(biāo)下的生物對(duì)實(shí)驗(yàn)的要求越來(lái)越高，特別是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題已經(jīng)成了學(xué)生的攔路虎。本人就教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析總結(jié)了一套方法，旨在培養(yǎng)學(xué)生分析并設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的能力。

一、實(shí)驗(yàn)分析的一般方法――“五步分析法”

筆者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程中，注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析的能力，并就實(shí)驗(yàn)分析的方法進(jìn)行了初步探索，總結(jié)歸納成了“四步分析法”，即：

a，原理分析。b，選材分析。c，變量分析。

d，步驟分析。e，結(jié)論分析。

1.第一步：原理分析

正確的判定實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)成功的第一步。很多學(xué)生解題失敗的原因和原理沒(méi)有判定正確有關(guān)。實(shí)驗(yàn)原理是一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蜻M(jìn)行的基礎(chǔ)，也是最后一步結(jié)論分析的基礎(chǔ)。只有正確掌握了實(shí)驗(yàn)原理才能更好的為后三個(gè)步驟打好基礎(chǔ)。

例1光和色素的提取實(shí)驗(yàn)中的實(shí)驗(yàn)原理分析：色素能夠溶解在什么溶液里面就可以拿什么溶液做提取試劑，色素之所以能在紙片上分離開(kāi)的原理是因?yàn)椴煌卦谕N溶解溶液里的溶解速率不同而導(dǎo)致的。了解了這些就能幫助學(xué)生更好的去分析實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行和實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出。

例2菲林試劑和雙縮脲試劑的區(qū)分是很多學(xué)生溶液搞混的內(nèi)容。可只要把實(shí)驗(yàn)原理描述清楚了，那么要認(rèn)識(shí)這兩種試劑怎么用和為什么這么用就很容易了。菲林試劑是用來(lái)檢測(cè)可溶性還原糖的試劑，可溶性還原糖在加熱的前提下能將氫氧化銅還原成氧化亞銅這種磚紅色物質(zhì)，氫氧化銅怎么來(lái)的呢，肯定是氫氧化鈉和硫酸銅混合后得到的，并且實(shí)驗(yàn)過(guò)程需要放熱。而蛋白質(zhì)在堿性條件下能和硫酸銅發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生紫色的絡(luò)合物，堿性條件怎么來(lái)的呢，肯定是氫氧化鈉提供的，后面再加硫酸銅并且不需要加熱。原理一分析對(duì)兩個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)分就清清楚楚了。

2.第二步：選材分析

正確的選材分析是實(shí)驗(yàn)成功的第二步。選材包括實(shí)驗(yàn)材料和所需藥品試劑儀器。有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)失敗的原因，往往是取材不正確而引起的。

（1）實(shí)驗(yàn)分析時(shí)，要首先考慮取材是否正確.例如，實(shí)驗(yàn)一“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“實(shí)驗(yàn)一”）中，準(zhǔn)確切取洋蔥根尖生長(zhǎng)點(diǎn)部位，是實(shí)驗(yàn)成功的前提。一些學(xué)生制成的裝片中往往看不到或看到很少的分裂相細(xì)胞，就是因?yàn)榍腥〔课徽_導(dǎo)致的，即沒(méi)有選準(zhǔn)根尖的生長(zhǎng)點(diǎn)部位。實(shí)驗(yàn)二“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“實(shí)驗(yàn)二”）中，取材部位應(yīng)該是在新鮮的洋蔥鱗片葉外表皮的紫色較深處。而在內(nèi)表皮或紫色很淺的部位取材，往往觀察不到或僅有很少紫色液泡。實(shí)驗(yàn)三“觀察根對(duì)礦質(zhì)元素離子的交換吸附現(xiàn)象”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“實(shí)驗(yàn)三”）中，剪取的是有活性的根，如果是死根、爛根，則觀察不到預(yù)期的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)四“葉綠體色素的提取的提取和分離”（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“實(shí)驗(yàn)四”）中，選取的時(shí)片要肥厚、色濃，而老葉、發(fā)黃的葉子則不能選齲。

（2）藥品，試劑和儀器等都是影響實(shí)驗(yàn)正確結(jié)果的重要因素，要逐一檢查，不能忽視.例1，在進(jìn)行色素的提取和分離的實(shí)驗(yàn)中。我們要用到的試劑有很多，二氧化硅，碳酸鈣，無(wú)水乙醇，層析液等。需要知道他們各自有什么作用才能更好的知道為什么要他們。沒(méi)了他們會(huì)導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)生什么變法等。二氧化硅是使得研磨充分如果缺少可能色素量少導(dǎo)致顏色分層不明顯。碳酸鈣的作用是保護(hù)色素不被空氣氧化，缺少可能使得實(shí)驗(yàn)無(wú)應(yīng)有現(xiàn)象。無(wú)水乙醇是提取液，層析液是分層液都需要分析。例2，在脂肪的檢測(cè)中我們要用到酒精和顯微鏡。酒精的作用是蘇丹Ⅲ不溶于水而溶于酒精，需要酒精來(lái)洗去浮色。顯微鏡的作用是脂肪顆粒用肉眼看不到需要顯微鏡的幫助。

3.第三步：變量分析

變量有三種分：自變量，無(wú)關(guān)變量和因變量。先把自變量和因變量分析出來(lái)再去控制無(wú)關(guān)變量。而且要注意自變量只能是一個(gè)，因變量是因?yàn)樽宰兞孔兓a(chǎn)生變化的量，無(wú)關(guān)變量是會(huì)影響因變量但有必須控制實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組相同的量。例如：在探究酶的特性時(shí)候就有幾個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)。探究溫度對(duì)酶活性的影響實(shí)驗(yàn)中先要分析自變量是溫度，因變量是底物反應(yīng)速率，無(wú)關(guān)變量就是所有可能會(huì)影響底物反應(yīng)速率的變量如pH，含量等等。

4.第四步：步驟分析

步驟及操作是否正確是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素，故應(yīng)重點(diǎn)分析，主要有以下三種情況。

（1）漏做某個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟。實(shí)驗(yàn)步驟不能少，如實(shí)驗(yàn)一中，根尖用10%鹽酸解離后，若不經(jīng)漂洗直接染色，則染色效果極差，因?yàn)楦馍细街柠}酸將和堿性染料起中和反應(yīng)，從而影響著色；制片時(shí)，用鑷子尖把根尖開(kāi)碎，這一步也易漏掉。實(shí)驗(yàn)三中根經(jīng)亞甲基藍(lán)染色后，若不用蒸餾水反復(fù)沖洗，在后面的對(duì)比實(shí)驗(yàn)中，蒸餾水也將變藍(lán)。

（2）操作方法錯(cuò)誤。在具體操作某個(gè)步驟時(shí)，沒(méi)有按規(guī)定的操作方法做，肯定會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如臨時(shí)裝片制作時(shí)，有的學(xué)生將蓋玻片直接放在清水滴上，這樣制成的裝片中，氣泡較多，嚴(yán)重影響觀察.實(shí)驗(yàn)二中，應(yīng)用鑷子撕取洋蔥表皮，而不少學(xué)生是用刀片削或挖，以至取出的表皮較厚，這樣在顯微鏡下也就看不到單層細(xì)胞。

（3）操作不嚴(yán)格。如解離、染色時(shí)間不夠，漂洗的時(shí)間或次數(shù)不足。制作洋蔥表皮臨時(shí)裝片時(shí)，未將清水滴中卷起的表皮平展開(kāi)來(lái)；做質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)時(shí)，滴入清水的次數(shù)少，濾液細(xì)線劃得不細(xì)不齊都會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)果有一定的影響。

5.第五步：結(jié)論分析

結(jié)論的分析在實(shí)驗(yàn)中算是收尾工作。但也不能大意，很多時(shí)候結(jié)論的分析不能隨便了事，要不就很容易出現(xiàn)錯(cuò)誤。例如，需要設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究溫度對(duì)酶活性的影響的實(shí)驗(yàn)中，自變量是溫度，可很多同學(xué)會(huì)選淀粉為底物淀粉酶在不同溫度下進(jìn)行分解。然后用菲林試劑做因變量的判定試劑，這樣的選擇就錯(cuò)了，不要忽略了菲林試劑的檢測(cè)過(guò)程需要加熱會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的自變量。

二、“五步分析法”的應(yīng)用

“五步分析法”可以在實(shí)驗(yàn)課上講授，也可以在實(shí)驗(yàn)（理論）專(zhuān)題復(fù)習(xí)課中講授。在具體的實(shí)驗(yàn)分析或解題過(guò)程中，既可順次運(yùn)用，亦可綜合運(yùn)用，具體問(wèn)題，靈活分析。

例如：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)題如下：現(xiàn)給同學(xué)們菲林試劑，雙縮脲試劑，碘液，淀粉酶，蛋白酶，淀粉溶液，蛋白溶液等。需要大家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證酶的催化具有專(zhuān)一性。學(xué)生拿到題很多時(shí)候就直接開(kāi)始設(shè)計(jì)了。其實(shí)正確的辦法是去找對(duì)自變量和因變量。有兩種情況可以說(shuō)明酶具有專(zhuān)一性。第一種是一種酶只能催化一種底物能說(shuō)明，第二種是一種底物只能被某一種酶催化也能說(shuō)明。兩種情況所需的自變量和因變量是截然不同的。就本題而言，只能拿第二種情況做實(shí)驗(yàn)，自變量是酶的種類(lèi)，底物為淀粉溶液，因變量是底物是否分解，因變量的判定試劑用碘液。如果用第一種情況去設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)是沒(méi)辦法設(shè)計(jì)出來(lái)的。