“体验制备细胞膜的方法”的实验改进、教学实施及意义探讨

郭思琪+郭玉华

摘 要 教材对“体验制备细胞膜的方法”这一实验叙述简单，许多教师和学生阅读完教材会有很多疑问。通过对抗凝剂、红细胞稀释液浓度配比以及滴加蒸馏水方法进行补充和改进，使学生体会到实验的可操作性对实验实施的重要性、控制好无关变量对实验的重要性以及通过提高技术控制实验变量才能达到更好的观察效果。

关键词 问题 制德细胞膜 实验改进 实验教学

中图分类号 Q-331 文献标志码 B

“体验制备细胞膜的方法”是人教版普通高中课程标准实验教科书生物《必修1·分子与细胞》第三章第一节的实验内容。通过学习学生既能更好地理解细胞膜是系统的边界，又能掌握实验材料的选择和细胞膜制备的具体操作方法。因此，学生在这一模块的学习中自然地体验了系统论的研究方法，领悟了系统论的思想，为在《稳态与环境》学习系统分析的方法打下基础。

学习本节的意义在于教师通过引导学生思考实验操作，从而使学生体验实验方法对实验结果的影响、体验实验原理是实验设计的依据和思路以及体验实验材料的正确选择对科学研究的重要性。新课程改革的核心理念就是要提高学生的科学素养，通过生物实验教学来培养学生的科学素养是最直接的、最有效的途径。但教科书对实验部分叙述过于简单，大多数的学生会因操作技术不熟练导致实验失败，这样就不能达到学习目标。为了能够使实验顺利地进行、更好地培养学生科学素养，对实验进行改进就显得尤为重要。

1 实验存在的问题及补充、改进

在实际实验教学中，发现教参、教材对抗凝剂的选择、红细胞稀释液中血液和生理盐水的配比以及在观察时滴加蒸馏水方法等没有交代或叙述过于简单或存在一些问题。鉴于此，在教学中笔者经过不断的研究与探索，对这些问题进行了一些必要补充和改进。

1.1 选用柠檬酸钠做为实验的抗凝剂

教材没有给出使用的抗凝剂种类，常用的抗凝剂有肝素和柠檬酸钠。肝素的抗凝效率比较高，抗凝时间比柠檬酸钠要短，但是价格高；柠檬酸钠比肝素抗凝效率低，但是价格便宜、抗凝时间长、容易保存。基于学校实验室条件有限，选择价格便宜、容易保存的柠檬酸钠更好。

1.2 血液和生理盐水的最合适配比浓度为：1∶20

教材中只提到了用新鲜的红细胞稀释液，没有给出具体的血液与生理盐水的比例。在实际操作中，血液和生理盐水配比浓度如果过低，观察到的红细胞数量少，学生往往找不到红细胞；配比浓度过高时则红细胞重叠在一起影响学生观察。通过资料查找和对几种不同的浓度配比的尝试，笔者发现血液和生理盐水浓度配比为1∶20时比较适中，其红细胞数量足够观察又不会产生重叠。

1.3 用合成纤维防止红细胞流走

教材中没有给出滴加蒸馏水的方法。大多数高中生的实验操作经验不足，学生在滴加蒸馏水时，很容易滴加太多蒸馏水而使细胞很快涨破或者不会使用吸水纸致使细胞全部吸走，这样会导致实验失败无法看到实验现象。因此，滴加蒸馏水时，应该使滴加一侧的盖玻片边缘都有蒸馏水，先在盖玻片四周放上少量的吸水差的合成纤维，再滴加蒸馏水，学生用滴管滴加蒸馏水要控制好力度，以防滴加蒸馏水过多过快，影响观察。另一侧用吸水纸缓慢的吸引，直到蒸馏水浸入整个盖玻片。如果滴加蒸馏水或吸水纸吸引过快，合成纤维就会适当的围堵红细胞，红细胞就不会因水流的流动过快或吸水纸吸引而流走，这样显微镜的物镜无论置于盖玻片的哪个位置都能观察到现象。

2 实验的教学实践探讨

2.1 用问题串的形式帮助学生体验实验方法对实验结果的影响

教材中实验部分一开始以问题串的形式展开：“怎样才能获得细胞膜？用针扎破，让细胞内的物质流出来？用镊子把细胞膜剥下来？”学生从书本或已有的知识储备中寻求答案，通过构建这样“层递式”的问题串，引起探究欲望，激发对实验操作的兴趣，明白选择适当的实验方法对实验结果的影响是至关重要的。

2.2 用追问的形式引领学生体验实验原理是实验设计的依据和思路

教师在提问上述问题的基础上追问：“用什么方法能够使红细胞膜自己破裂？”学生通过书本和已有的知识储备，尝试得出：“红细胞在清水中可能会吸水涨破，从而得到细胞膜。”教师继续追问：“这种方法可行吗？”并展示光镜下正常形态的红细胞、红细胞清水中的形态变化图。学生观察思考后，得出实验原理：在清水中，红细胞吸水涨破。最后教师引导学生根据实验原理设计、操作实验。教师通过追问，引导学生通过书本和已有的知识储备尝试得出实验结论，并以此设计实验，使学生体验实验原理是实验设计的依据和思路。

2.3 用对比和分析的形式，引导学生体验实验材料的正确选择对科学研究的重要性

在实验操作中，教师首先指导学生制作临时装片和用正确的方法使用显微镜。学生用显微镜观察到哺乳动物成熟的红细胞正常形态呈双凹圆盘形，在载玻片一侧滴加清水，另一侧用吸水纸缓慢吸引，边加水边观察，与正常形态的红细胞比较，形态明显发生改变。学生可以直观地感受到细胞膜的存在。最后，教师指导学生用显微镜观察其他细胞，引导学生思考选取红细胞作为实验材料的原因。通过比较和分析不同细胞的结构特点得出结论，使学生体会到了实验材料的正确选择对科学研究的重要性。

3 实验改进的意义

（1） 通过比较不同抗凝剂的优缺点，最后选择价格便宜、抗凝时间长、容易保存的柠檬酸钠，使学生体会实验的可操作性对实验实施的重要性。

（2） 通过对稀释液不同浓度配比的尝试，最后找到血液和生理盐水浓度配比为1∶20时，实验观察效果最好，使学生体会到控制好无关变量对实验的重要性，同时培养学生科学严谨的态度。

（3） 滴加蒸馏水时，教师指导学生先在盖玻片四周放上少量的吸水差的合成纤维，再滴加蒸馏水，用滴管滴加蒸馏水要控制好力度，以防滴加蒸馏水过多过快，影响观察，使学生体会到通过提高技术控制实验变量，从而达到更好的观察效果。

綜上所述，通过对“体验制备细胞膜的方法”实验改进，使学生体会实验的可操作性对实验实施的重要性、控制好无关变量对实验的重要性以及通过提高技术控制实验变量才能达到更好的观察效果。提高生物科学素养能够更好地理解理论与实际的关系，而生物学是研究各种生命现象和生命活动规律的科学，需要通过实验手段，来使肉眼看不到的直接或间接地呈现从而得出科学的结论，因此，进一步提高技术手段是观察微观世界的保障。

参考文献：

[1] 孟庆华.“体验制备细胞膜的方法”的实验改进[J].新课程学习：上旬，2003，（10）：13.

[2] 钱卫芳.体验制备细胞膜的方法[J].实验教学与仪器，2011，28（5）：39-139.

[3] 郭玉华，赵岩艳，房殿武.高中生物学课堂教学中“问题串”的设置[J].生物学通报，2013，48（7）：29-31.

[4] 孙国华.在实证与建模过程中探究细胞边界问题[J].教育科学论坛，2013，（2）：35-39.