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高中《生命科学》部分实验的教学改进与拓展
发布时间:2006-06-28 15:32:11   发布人:管理员   信息来源:暂无   点击次数:3
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二期课改的新教材《生命科学》增加了实验的数量,特别是学生实验的数目,强调通过动手实验培养能力、思维,体验过程。学生创造性地思维,在教学中依赖于经典实验。一些效果比较明显,成功率高的实验对学生是很有吸引力的。这里,将对新教材中存在的一些问题,效果不是非常好的实验进行反复尝试,提出改进的方法;同时对部分实验有目的地引伸拓展实验内容,现将这些可以改进和拓展的实验介绍如下。?

 

    一、第三册P7――9.2植物细胞分化的观察。?

 

    1、存在问题:压片太散,看不到根的整体形态。?

 

    这个实验的目的在于让学生看到植物根尖不同种类的细胞,了解由根尖分生组织分裂而来的细胞通过细胞分化能形成不同的形态,以适应根尖不同部位的不同生理功能。但是在做这一分化实验的过程中,发现压片虽然能将细胞压的很散,但是整个根部的形态变得不是很清晰,尤其是根冠部分的细胞经常都散落观察不到,使得学生无法将不同的细胞形态与其所在的部位和功能联系起来,达不到融会贯通的效果。?

 

    2、解决方法:改进压片方式。?

 

    针对这一问题,经过多次实验,在用小麦根为材料的实验中采用一种新的压片方式比较好。

 

 

    方法是:将处理好的根尖置于载玻片上,先盖上盖玻片,再在上面另加一块载玻片,注意这块玻片的方法是将其一条边缘压在距离根尖约2mm的部位,然后再用力压片。使用这种压片方法的时候需要注意的是,要将玻片都放平,压片时也应该逐步增加力度(但注意不可移动),否则会容易把下面的盖玻片压碎。?

 

这种压片方式留出了根尖的2mm部分不进行直接压片,而只靠盖玻片传递压力,保护了根冠细胞的分布状态,不至于被压得很散而看不到根的整体形态和各种细胞的相应部位。这样学生就能够自然地把观察到的各种细胞的形态与课堂上说的相应的细胞的功能和作用结合起来,更加容易理解细胞分化的作用和必要性,以及在生物生长发育中的重要地位。?

 

    二、第三册P40――10.1果蝇唾液腺细胞染色体的观察

 

    1、存在问题:去脂肪体难度大。?

 

    果蝇唾液腺的实验是一个难点,本身的唾液腺的拉取和装片的制作都是比较难,而有时候好不容易拉出了唾液腺,却在去除脂肪体的时候又不见了。所以认为去除脂肪体的这一步骤又大大增加了实验的难度。在具体的实验过程中也发现学生实验的成功率非常低。?

 

    2、解决方法:省去去除脂肪体这一步骤。?

 

    实验发现脂肪体的存在会对观察细胞有一些障碍,但是可以通过一些压片的技巧来降低这种障碍。在实验的压片过程中,首先要选择脂肪体的干扰,应该尽量压的散,这样的压片方法可以尽可能地将脂肪体推向旁边,使部分的唾液腺细胞不会被脂肪体遮盖。观察起来就会比较清楚。另外在观察的时候要耐心一些,在压好装片了以后,显微镜下看到的脂肪体是白色的一团,看不到什么细胞结构,而需要观察的唾液腺细胞则是透明的,有明显而清晰的细胞结构,寻找的时候应该用这样的标准来判定是否是需要观察的细胞,这样才比较容易找到唾液腺细胞染色体,而避免在观察脂肪体的时候浪费时间。使用这样的方法也可以节省一些实验的时间,一般来说,学生花在去除脂肪体上的时间在3分钟以上,如果在去除的时候丢失了,就需要花加倍的时间来完成这一步骤。也就是说去除此步骤最起码可以节约3分钟的时

 

 

间,让老师可以有更多的时间分析实验或展示学生装片或进行一些其它内容。当然,这一点改进只是降低了一点实验的难度,希望可以一定程度上提高实验的成功率。但是不可以否认的是这一实验在拉取果蝇唾液腺本身就需要较强的动手能力,这也是造成实验成功率低的一个原因,希望以后的探究过程中能够对这一点加以改进。?

 

    三、第二册P8――5.1DNA的粗提取和物理性状的观察?

 

    1、存在问题:用滤纸过滤太慢,用玻棒搅拌获取絮状物时容易滑落。

 

    实验中直接用家用的粉碎机来打碎洋葱,但是也不可能完全打成浆状,仍然会有一些较大块的洋葱鳞叶,这样的情况下如果用滤纸来过滤,速度就非常的慢,大大的浪费了实验的时间;当在滤液中加入95%乙醇时可以比较明显的看见白色絮状沉淀,教材上说要用玻棒朝一个方向轻轻搅拌,此时也确实看到白色絮状物质缠绕在玻棒上,但是当要提起玻棒的时候,由于玻棒很光滑,原本缠绕在上面的絮状物就会滑落,取不出来;另外这个实验的材料单一,教材上只提到了用洋葱,而洋葱有很大的气味,如果在门窗紧闭的实验室中做,会污染空气。?

 

    2、解决方法:改用34层纱布过滤;改用表面较粗糙的棒状物搅拌,比如一次性筷子;采用多种实验材料,如花菜和猪肝。?

 

    针对在实验过程中发现到的一些问题,通过反复的比较实验,找到了一些比较好的替代方法。比如用纱布代替滤纸过滤,速度大大提高,而且也完全不影响实验的结果,但是使用纱布的时候要注意不可以用纱布包住打碎的浆液并且用力挤压,这样虽然更快,但是很有可能会把DNA挤碎,在后面的步骤中就不能得到絮状物质,只能看到一些很小的碎片,不能进一步使其缠绕在玻棒上。?

 

    还有用表面粗糙的棒状物代替玻棒(方法仍然不便)。比如用一次性筷子,表面比较粗糙,搅拌时絮状物更加容易缠在上面,并且比较牢固,不容易滑落,取起来也比较容易。?

 

    对于实验的材料,经过查找发现使用花菜和猪肝作为实验材料效果也很好。故更换实验材料后再反复做实验,发现若用花菜来作为实验材料的话,实验方法和步骤都与用洋葱的相同,效果也非常明显,而花菜的优势在于没有刺鼻的味道,若要在密闭的条件下做大量的实验的话,这一材料也非常明显。而如果用猪肝这样的动物材料的话,感觉效果比用植物更好一些,原因在于动物材料中提取的DNA物质的数量比植物材料中的多很多,而且不需要粉碎机,直接用研钵就可以。现将猪肝中提取DNA方法步骤总结如下。?

 

    实验材料:新鲜猪肝。?

 

    仪器和试剂:剪刀,天平,研钵,量筒,纱布,烧杯,漏斗,玻棒;0.9%NaCl溶液,白猫洗涤剂(非浓缩型,不需要稀释),95%乙醇,甲基绿。?

 

    实验方法:?

 

    1、取2g新鲜猪肝,放入研钵内,剪碎。?

 

    2、对肝组织作圆周状研磨,直至糊状或浆状,加入10ml0?9NaCl溶液,搅拌均匀。?

 

    3、纱布将猪肝细胞悬液过滤到小烧杯中。?

 

    4、加入1ml白猫洗涤剂,轻轻混匀。?

 

    5、在处理好的滤液中加入等体积的95%乙醇。?

 

 

    6、用玻棒朝一个方向轻轻搅拌,使絮状物缠绕在玻棒上。?

 

    7、取少量絮状物,用甲基绿检验。?

 

   实验步骤:?

 

   先将猪肝剪碎,在研钵里磨成浆状。用纱布过滤浆状物,避免用力挤压,以免将DNA挤断。再按常规方法用玻棒搅拌取出絮状物。产生的絮状物非常多,比植物材料中多很多,所以用玻棒也可以轻松的搅拌得到很多,并且也不容易脱落。但是这里的提取物是带有黄色的,估计是组织中血液的关系,提取物检验的结果也含有DNA。总体来说使用不同的材料的主要步骤还是非常相似的,效果也都明显,可以根据学校具体情况来选择。?

 

    四、第四册P63141学做酸奶?

 

    发酵技术在食品加工业的应用,通过实验学生知道了制作酸奶的菌种、原料、产物和条件。根据发酵的原理,让学生从生活中了解泡菜和酿酒的制作过程,并设计“学做泡菜”实验方案并学习制作。?

 

    拓展实验名称:学做泡菜?

 

    工具材料:?

 

    泡菜坛或密封性好的玻璃大口瓶,菜刀,砧板,台秤。?

 

    新鲜蔬菜,冷开水,食盐,生姜片,辣椒,炒熟的花椒。?

 

    活动过程:?

 

     1、将新鲜蔬菜(如白菜、卷心菜、黄瓜、胡萝卜等)洗净,切成丝状、条状或片状等,晾干待用。?

 

     2、将泡菜坛或玻璃大口瓶用自来水洗净,再用冷开水冲洗一边,沥干备用。?

 

     3、在泡菜坛内加入其容积三分之二的冷开水,再加入3%-5%的盐水,并将适量的花椒、生姜片和辣椒也加入其中。适当搅拌以后,将待制的蔬菜也慢慢加入,加入量以到达离坛口约2厘米处为好。最后,盖上坛盖,用冷开水密封坛口。?

 

     45-7天后,打开坛盖,一坛泡菜即告制成。?

 

    指导说明:?

 

     1、在进行常规制作的同时,再用几个泡菜坛做试验,其中一个不封坛口,另一个不加盐,第三个加点油类物质。其他条件与常规制作一样,看看最后的结果如何。?

 

     2、取汁液制成显微装片,在显微镜下观察比较其中的微生物。?

 

    分组讨论:?

 

    为什么三种方式有不同的结果?与酸奶制作不同的是泡菜的制作为什么加盐?通过讨论知道了其中的道理。原来蔬菜浸在高浓度的盐水中,其中的一些糖类物质、蛋白质和氨基酸等会渗入盐水。经过乳酸菌的发酵,便产生了大量的乳酸和一些醇类及脂类物质,于是大量的乳酸抑制了有害细菌的繁殖,因此,泡菜能保存较长时间。?

 

    对这一实验的延深拓展,可以提高学生的综合分析能力和创新能力,开发学生的创造性思维能力。?

 

    五、生态瓶制作?

 

    稳定的生态系统都与其自身结构和功能是分不开的,在一定时间内能否保持相对稳定,是衡量该生态系统稳定性的一个方面,生态系统的稳定性与他的物种组成,营养结构和非生物因素密切相关。所以设计一个相对稳定的生态系统,必须考虑它的物质循环和能量流动能否保持相对平衡。因此我在教学过程中增加了设计和制作小生态瓶及观察其稳定性的实验。?

 

    在设计和制作小生态瓶实验时,先让学生查资料,然后自行设计实验方案。学生会根据理论课上学到的知识,联系以前学过的生物学知识设计实验方案,而后完成实验报告。?

 

    拓展实验名称:设计和制作小生态瓶及观察其稳定性?

 

    实验材料:?

 

    生产者:健壮的金鱼藻;消费者;螺蛳;分解者;泥土中的各类微生物;非生物物质;河水、泥沙;其他材料;广口瓶、凡士林。?

 

    根据实验目的和原理,设计该实验的方法步骤。?

 

    150毫升平底广口瓶一个,加入一些细纱,在注入河水至容量的4/5,并加入少量尿素。?

 

    2、放入健壮的金鱼藻一棵,螺蛳1-2只,用软木塞塞紧瓶口,凡士林密封,小生态瓶就制好了。?

 

    3、密封的小生态瓶放在有较强的散射光处,每天把瓶外尘埃擦去,以保障透光,每天观察瓶中植物的生活状况并作好记录。?

 

    指导说明:?

 

    1、除了上述实验材料,还可以寻找其它材料。?

 

    2、设计对照组。一个班内设计多组对照组。如水质、植物数量、动物数量、见光与否等。?

 

    3、每天观察并记录。?

 

    通过学习设计和制作小生态瓶及观察其稳定性,可以帮助学生更深刻地领会关于生态系统的科学概念,领会生态系统的食物链与能量的流动,领会各营养级之间的数量关系,提高学生的学习兴趣。?

 

    六、第四册P124水质污染对生物的影响?

 

    通过这个实验,证实有机物污染水质影响生物的繁殖、存活和生理活动。?

 

    查寻资料表明废电池污染水源,从而导致多人的重金族中毒事件。?

 

    拓展了解震惊世界的日本水俣病和疼痛病又是什么造成的??

 

    我在教学过程中有目的延伸内容,启发学生思考,重金族是否能污染水源,从而影响生物的繁殖、存活和生理活动。而这个答案只有通过实验才能获得,激发了他们进一步探究的愿望。?

 

    拓展实验名称:电池浸出液对小麦种子萌发的影响?

 

    实验材料:?

 

    小麦种子,几套培养皿,餐巾纸,标签。?

 

    方法步骤:?

 

 

    1、分组,每组6人。?

 

    2、将若干小麦种子用稀盐水洗尽以杀死种子表面的微生物。?

 

    3、每组准备小麦种子30粒,一套培养皿,两张餐巾纸,标签。?

 

    4、贴上标签组号:123456,每个培养皿放上两张餐巾纸,用小勺撒些种子,并在12培养皿倒些清水至潮湿,同样在3456培养皿洒些废物、电池浸出液。?

 

    5、一周后观察小麦种子的发芽情况,并填入下表。

 

 

    结果分析:?

 

    小麦种子受浸泡液的影响,发芽率大大降低。?

 

    这次活动,证实重金族能污染水源,从而影响生物的繁殖、存活和生理活动。让学生们更加关心环境问题,提高了环境意识,增强了社会责任心,从而更好地爱护环境。?

 

    以上是我在教学过程中对部分实验提出了一些可以改进的地方,同时对部分实验有目的地引伸拓展实验内容。实验改进提高了实验的效果,增加了实验的成功率,有利于学生准确获取实验信息,体会科学过程;实验有目的地拓展,激励学生大胆思考,激发和发展学生对科学的兴趣爱好,拓宽知识面。??

 

    参考文献:?

 

    1、洪如林等编,《高中生物实验研究》,高等教育出版社,1994年。

 

        2、涨耕生等编,《生物学技术》,高等教育出版社,1994年。

 

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