对高中生物必修教材部分实验的改进和创新

唐玉梅

高中生物必修教材的特点之一是实验比较多。对于教材中的有些实验，可以从选材、试剂用具、实验设计等方面，根据各个地区，各个学校的实际情况，在教学实践中加以改进和创新，使之更适合本校师生的实验活动的开展，以确保实验的可行性、准确性和实效性，同时也有利于培养师生的创新精神和实践能力。我在从事实验教学时，对部分实验作了如下改进。

一、调整实验顺序

实验一：《生物组织中可溶性还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定》

这个实验包括三个小实验。若按教材实验顺序，从学生实际操作情况来看，时间非常紧张。因为脂肪的鉴定涉及高倍显微镜的使用，这是学生以前没有接触过的内容；甚至很多地区在初中阶段学生学习使用显微镜机会不多，即使学过显微镜的使用，也只不过是在低倍镜下进行简单操作而已，基本上没用过高倍镜。所以在做这个实验时，大多数学生对显微镜的使用非常生疏，更谈不上对高倍显微镜的使用了。有的同学还没来得及熟悉高倍镜的使用，也没有观察到实验现象，就由于时间的原因，必须停止该实验而开始做下一個实验，结果必然使整个实验完成不理想。

为此，我们把三个实验的顺序做了以下调整：先做“蛋白质的鉴定”，因为此实验无需加热，操作相对容易；然后做“可溶性还原糖的鉴定”；最后做“脂肪的鉴定”。这样排序，使实验过程由简到繁，符合学生的思维定势，既能保证三项实验的时间，又会使整个实验过程秩序井然，实际效果非常好。学生都能按要求做完三个实验，并且有足够的时间熟悉高倍镜的使用。

二、改进材料用具

实验六：《叶绿体中色素的提取和分离》

1.提取绿色叶片中的色素：（1）教材实验用菠菜叶，研磨液黏稠，需要过滤，实验步骤繁琐。（2）教材中用丙酮作为色素提取液。层析液成分中也有丙酮。丙酮易挥发且有一定毒性，而实验室的通风设施不佳。

改进：（1）采用革质的植物叶片，如龟背竹、榕树的叶等。这些观赏植物我校实验室就有，取材方便，研磨液不黏稠，不需要过滤即可直接使用研钵中的上清液。（2）考虑到实验的安全性问题，故改用无水乙醇作为提取液，93#汽油作为层析液，效果不错。

2.制备滤纸条：教材中使用干燥处理过的定性滤纸。滤纸条长6厘米、宽1厘米。我们在实验中发现滤纸条长度不够，影响色素在滤纸条上的分布。

改进：将滤纸条改为长度10厘米。在滤纸条一端剪去两角做标记，并在这一端1.5厘米处用铅笔画一条细细的横线；在滤纸条另一端距纸条边缘1厘米处再画一条细线，作为色素带的终点。在分离色素时，当看到最上面的色素带到达该细线时，取出滤纸条，此时4条色素带分布效果最佳。

3.画滤液细线：教材中采用毛细吸管吸取滤液，画线很难达到细、直、齐、匀的要求。层析后的色素带呈波浪状。实验效果不是很理想。

改进：我们用较薄且干净的盖玻片的一侧边缘蘸取色素提起液印在滤纸条上，在色素液晾干后再重复印几次，印出的滤液细线细、直、齐、匀，比用毛细吸管省时又省力。层析分离后，色素带分布相对前者较整齐，实验效果很好。

4.分离叶绿体中的色素：教材是将3mL的层析液倒入烧杯，将滤纸条略微斜靠在烧杯的内壁，轻轻地插入到层析液中，随后用培养皿盖盖上烧杯。

改进：每位学生一支长度为10厘米的小试管，在试管中加入1mL的层析液（93#汽油），将滤纸条轻轻插入小试管中，然后用保鲜膜代替培养皿盖将试管口密封，一段时间后即可见分布整齐的4条色素带。通过改进，既可节省试剂，又安全可靠，而且试验成功率很高。避免了滤液细线被层析液淹没，也避免了因没有足够多的培养皿盖而造成的不便。

三、创新实验设计

实验七：《植物细胞质壁分离和复原的实验》

通过对教材实验的多次尝试，我认为教材的实验略有不足。

1.操作繁琐：首先要做一个洋葱鳞片的临时装片，放在低倍镜下观察，找到合适目标，然后取下载玻片，从盖玻片的一侧滴入0.3g/mL的蔗糖溶液，在盖玻片的另一侧用吸水纸吸引，这样重复几次，洋葱鳞片叶表皮就完全浸入蔗糖溶液，发生质壁分离现象。再用同样的方法滴加清水，继续重复上述步骤。过一段时间，才会发现质壁分离复原现象。一些不够细心、没耐心的同学，在这样繁琐的过程中，往往急于求成，导致实验的成功率不高。

2.耗时太长：按照教材实验的步骤进行，有时因一些不必要的因素，而使得实验重复多次均达不到预期的效果，浪费时间。

根据上述分析我将本实验进行改进：只利用一种溶液进行实验使植物细胞既能发生质壁分离，又能自动复原，即质壁分离和复原在同一溶液中发生。

为此，我选择了KNO溶液。因为一定浓度的KNO溶液既能使植物细胞发生质壁分离，又对细胞无毒害作用，同时K和NO都是植物要选择吸收的离子。发生质壁分离后的植物细胞，随着对K和NO主动吸收，细胞液的浓度会逐渐变大，细胞又通过渗透作用吸收水分，从而使质壁分离自动复原。通过对不同浓度的KNO溶液（5%、8%、10%、15%）进行实验。并对时间和现象进行了分析对比，结果如下。

（1）对不同浓度的KNO溶液进行实验的结果

（2）课本实验与改进实验对比

由以上细胞发生质壁分离和复原的实验对比可以证明，当KNO溶液的浓度为5%时，可以发生质壁分离和复原，但需要的时间长；浓度为10%以上时发生质壁分离，但不能复原，原因是浓度过高，细胞由于失水过多而死亡；而用浓度为8%的溶液，可以达到一举两得的效果：既可节省时间，又可以保证细胞正常的功能，且实验成功率很高。除此之外，此实验还可以用10%的尿素溶液，同样可以观察到植物细胞质壁分离和复原现象。

总之，在教学实践中，我们要善于从实际出发，以教材实验为依据，紧扣实验原理，根据地方特色实施实验教学。只要我们善于动脑，勤于动手，就一定能发现一些更适合本地教学的实验材料和方法。这不仅有利于提高实验教学的效率，而且能够培养学生的创新精神和实验操作能力，改变封闭单一的实验方式，开创创新模式，从而由依赖教材的模仿者，变为自主探究的主体角色，以迎合新课程改革的大潮流，更好地提高学生的生物科学素养。