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試論高中生物實驗分析的一般方法

時間:2022-08-07 21:32:35 生物論文 我要投稿
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試論高中生物實驗分析的一般方法

在高中生物實驗教學(xué)過程中,我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生只重視實驗結(jié)果,不重視分析結(jié)果;只滿足于實驗的成功,而不愿對實驗失敗的原因進(jìn)行分析。造成這種現(xiàn)象的原因,除了是學(xué)生對實驗的根本目的缺乏深刻的認(rèn)識而外,不懂得如何分析實驗、沒有掌握實驗分析的一般方法是非常重要的因素。生物學(xué)是一門實驗性很強(qiáng)的學(xué)科,在實驗過程是,會有多種因素影響、干擾實驗結(jié)果,致使實驗失敗。此時,實驗分析就顯得很重要:一方面,可以找出并排除影響因素,使實驗重做晨能獲得成功;另一方面,還可以總結(jié)出經(jīng)驗教訓(xùn),甚至可能還有意外的收獲、新的發(fā)現(xiàn),這在科學(xué)史上是不乏其例的。因此,盡管現(xiàn)行高中生物教學(xué)大沒有明確實驗分析這一目的,而且實驗也比較簡單,筆者覺得,在高中生物實驗教學(xué)中,除了使學(xué)生達(dá)到提高動手能力、了解實驗原理和方法、驗證所學(xué)知識這些目的以外,教育學(xué)生辯證地看竺實驗的成功與失敗、教給學(xué)生進(jìn)行實驗分析的一般方法、初步培養(yǎng)學(xué)生實驗分析的能力還是必要的!

1實驗分析的一般方法——“四步分析法”
筆者在實驗教學(xué)過程中,注重培養(yǎng)學(xué)生實驗分析的能力,并就實驗分析的方法進(jìn)行了初步探索,總結(jié)歸納成了“四步分析法”,即從取材、藥品與試劑、步驟及操作、顯微鏡的使用四個方面對實驗進(jìn)行分析的方法。

1.1第一步:取材分析

正確取材是實驗成功的第一步。有的學(xué)生實驗失敗的原因,往往是取材不正確而引起的,因而在實驗分析時,要首先考慮取材是否正確。例如,實驗一“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”(以下簡稱“實驗一”)中,準(zhǔn)確切取洋蔥根尖生長點(diǎn)部位,是實驗成功的前提。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,就是因為切取部位正確導(dǎo)致的,即沒有選準(zhǔn)根尖的生長點(diǎn)部位。實驗二“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”(以下簡稱“實驗二”)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。實驗三“觀察根對礦質(zhì)元素離子的交換吸附現(xiàn)象”(以下簡稱“實驗三”)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。實驗四“葉綠體色素的提取的提取和分離”(以下簡稱“實驗四”)中,選取的時片要肥厚、色濃,而老葉、發(fā)黃的葉子則不能選齲

1.2第二步:藥品與試劑分析

藥品與試劑的量、濃度、純度等都是影響實驗正確結(jié)果的重要因素,要逐一檢查,不能忽視。

1.2.1關(guān)于量的問題。有些實驗對藥品與試劑的量有一定的要求,如實驗四中,丙酮、層析液的量就要按規(guī)定使用:提。担缛~片中的色素,用2ml丙酮是適中的,若丙酮過多,會使色素濃度降低,減少濾紙條上色素的量,使分離效果不明顯;若丙酮少了,色素提取又不充分。色素分離時,向燒杯中例入層析液時,其量的標(biāo)準(zhǔn)是液面不能超過1cm(距燒杯底),否則將沒及濾紙條上的濾液細(xì)線,色素就迅速溶解到層析液中去了,結(jié)果在濾紙條上得不到相應(yīng)的色素分離圖譜。

1.2.2關(guān)天濃度問題。實驗中,規(guī)定的濃度,都是人們經(jīng)過多次試驗后,認(rèn)為最適合的。實驗員在實驗前配制藥品與試劑時,濃度要配準(zhǔn),否則將會影響學(xué)生實驗。如蔗糖溶液濃度較高時(高于30%),會使細(xì)胞因發(fā)生強(qiáng)烈質(zhì)壁分離而失水過多,細(xì)胞死亡,不能復(fù)原。亞甲基藍(lán)溶液在配制時,要求更高,濃度高一點(diǎn)點(diǎn),就會影響根的活性。

1.2.3關(guān)于純度問題。有的實驗如實驗三對試劑的純度有蔣高的要求,如果所用蒸餾水中混入雜質(zhì)陽離子,或用自來水代替,則漂洗時,不僅洗去了浮在根細(xì)胞表面的亞甲基藍(lán)陽離子,而且也會把吸附在根細(xì)胞表面的亞甲基藍(lán)陽離了交換下來;在對比實驗中,含雜質(zhì)陽離子的蒸餾水也會變藍(lán)。

1.3第三步:步驟及操作分析

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

1.3.1漏做某個實驗步驟。實驗步驟不能少,如實驗一中,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,因為根尖上附著的鹽酸將和堿性染料起中和反應(yīng),從而影響著色;制片時,用鑷子尖把根尖開碎,這一步也易漏掉。實驗三中根經(jīng)亞甲基藍(lán)染色后,若不用蒸餾水反復(fù)沖洗,在后面的對比實驗中,蒸餾水也將變藍(lán)。

1.3.2操作方法錯誤。在具體操作某個步驟時,沒有按規(guī)定的操作方法做,肯定會影響實驗結(jié)果。如臨時裝片制作時,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。實驗二中,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。

1.3.3操作不嚴(yán)格。如解離、染色時間不夠,漂洗的時間或次數(shù)不足。制作洋蔥表皮臨時裝片時,未將清水滴中卷起的表皮平展開來;做質(zhì)壁分離復(fù)原實驗時,滴入清水的次數(shù)少,濾液細(xì)線劃得不細(xì)不齊都會對實驗果有一定的影響。

1.4第四步:顯微鏡的使用分析

需用顯微鏡的實驗,有時會因為顯微鏡的操作,鏡頭污染等問題,而影響觀察,看不到已經(jīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象或結(jié)果。顯微鏡的操作要按一定的程序進(jìn)行,如對光程序、高倍鏡觀察程序等。有的學(xué)生不按程序操作,結(jié)果既耽誤了時間,又觀察不到相應(yīng)的結(jié)果,而且易損壞顯微鏡。例如常有學(xué)生在用高倍鏡觀察時,把蓋玻片壓碎了,弄臟了鏡頭,就是由于這些學(xué)生在下降鏡筒時,眼睛看的是目鏡而不是物鏡,這樣,鏡筒下降到什么位置就不知道了。正確的程序應(yīng)該眼睛看著物鏡,同時下降鏡筒,讓物鏡接近裝片,然后眼看目鏡、調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋直至觀察到清晰物像。此外,目鏡或物鏡頭被嚴(yán)重污染、焦距沒有調(diào)好、放大倍數(shù)不夠、視野較暗、標(biāo)本不在通光孔的中心位置等諸多因素,都會直接影響觀察。

以上介紹的“四步分析法”緊扣教材,貼近學(xué)生的知識水平,符合學(xué)生的思維習(xí)慣,容易被學(xué)生接受并掌握,而且經(jīng)過嘗試,也取得了良好的效果。因此,該方法可以作為高中生物實驗分析的一般方法。

2“四步分析法”的應(yīng)用
“四步分析法”可以在實驗課上講授,也可以在實驗(理論)專題復(fù)習(xí)課中講授。在具體的實驗分析或解題過程中,既可順次運(yùn)用,亦可綜合運(yùn)用,具體問題,靈活分析。

例1.實驗一中,在顯微鏡視野里,幾乎看不到分裂相細(xì)胞,試分析其原因。

分析:①從取材角度看,可能是沒有取準(zhǔn)生長點(diǎn)部位導(dǎo)致的;②從步驟及操作角度看,可能是沒有壓片過程導(dǎo)致標(biāo)本太厚,看不到單層細(xì)胞;③從顯微鏡使用角度看,可能是沒有移動尋找。

例2.實驗二中,質(zhì)壁分離后進(jìn)行復(fù)原時發(fā)現(xiàn)復(fù)原效果較差,其原因可能有哪些?

分析:①蔗糖溶液在配制時,濃度過大,質(zhì)壁分離強(qiáng)烈,細(xì)胞失水過多而死亡;②質(zhì)壁分離時間長了,未及時復(fù)原,細(xì)胞死亡;③滴入清水次數(shù)少或只滴入一次。

例3.實驗三中,在做對比實驗時,蒸餾水也變藍(lán)了,分析其原因。

分析:①是沒有漂洗或漂洗次數(shù)少;②是蒸餾水中混入了雜質(zhì)陽離子。

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