浅谈小实验中系统思想和统筹方法的应用

陆师禹

【摘要】在某次生物实验中，一位中学生由于突发情况和自身安排不当，导致实验失败。反思整个实验过程，该学生认识到在系统中整体考虑和统筹安排的重要性，基于此背景，以该中学生为研究主体，进行了相关阐述。

【关键词】高中生实验失败反思成长在生物创新实验校本课程上，老师安排DNA的粗提取与鉴定实验。全班学生分为三大组，分别从鸡血、花椰菜和香蕉中提取DNA并进行鉴定。每组分成若干小组，由同学两两搭配，共同完成实验。实验过程为制备生物血细胞液——DNA的粗提取——DNA的鉴定。

该中学生所在组领到的任务是从鸡血中提取DNA，实验用品包括鸡血、柠檬酸钠溶液、蒸馏水、2mol/L的NaCl溶液、预冷的95%的酒精、二苯胺试剂、玻璃棒、纱布、烧杯、试管、漏斗和酒精灯。搭档因特殊情况被其他老师叫走，只能独自一人完成實验任务。在熟悉了实验方法和步骤后，大家开始动手做实验。出于好奇和增加一次性成功率的心理，先观摩了其他小组的实验过程。

一切准备妥当后，按照实验步骤开始操作。制备鸡血细胞液——DNA的粗提取（破碎细胞——提取核物质——溶解细胞核内的DNA——析出含DNA的黏稠物——滤取含DNA的黏稠物——将DNA的黏稠物再溶解——过滤含DNA的NaCl溶液——……）前几步都很顺利。下一步“提取含杂质较少的DNA”需要酒精，酒精在哪里？原来其他组都已经做过了这个环节，并且将酒精用光了。同学们已经进入最后一道程序“DNA的鉴定”，有的组正在“沸水浴”加热，有的组烧杯里已经渐渐冷却呈现出蓝色，预示着实验成功。

该学生据此情况反思，一次实验其实就是一个系统工程，具备最优性、关联性和综合性。如果在实验准备阶段能通盘考虑，综合分析了解各环节要素之间的相互关系，根据自身情况梳理排查出最佳方案，在实验过程中做到统筹安排，遇到困难时能冷静对待，积极协调处理，也许结果会大不相同。

一、对实验要素的把握可以更精准一些

“从鸡血中粗提取DNA并加以鉴定”这个实验，相对高中阶段做过的其他生物小实验而言，系统性更强，涉及要素更多，步骤也更为复杂。实验用品就有12个，在整个实验中这些用品缺一不可，都是实验成功的必要条件。而该生所在组在做这个实验时，对必要素材的清点显得马虎，没有意识到实验用酒精已经没有了，如果实验过程中多关注一下酒精动向，也就不至于落入无米做饭的窘境。

二、对自身劣势的认识可以更充分一些

该学生在搭档被其他老师叫走，只能独自一人完成实验任务时，已经察觉到这是一个不利条件，但鉴于以往实验的优秀表现，还是对自己充满信心。两个人做实验毕竟可先进行科学分工，然后根据任务不同各有侧重点地准备实验，在需要同步进行的实验环节，可以分工合作、相互配合，从而达到实验过程和结果的最优化。

三、对操作程序的安排可以更合理一些

按照老师发的实验教程，实验的操作步骤见下。

制备鸡血细胞液——DNA的粗提取——破碎细胞——提取核物质——溶解细胞核内的DNA——析出含DNA的粘稠物——滤取含DNA的粘稠物——将DNA的粘稠物再溶解——过滤含DNA的NaCl溶液——提取含杂质较少的DNA——DNA鉴定。

我的实际实验过程见下

观摩其他组实验——制备鸡血细胞液——DNA的粗提取——破碎细胞——提取核物质——溶解细胞核内的DNA——析出含DNA的粘稠物——滤取含DNA的粘稠物——将DNA的粘稠物再溶解——过滤含DNA的NaCl溶液——发呆。

比较两组就会发现，操作中的“观摩”环节对实验作用不大，浪费了本已很紧张的时间，是最后两个步骤未能完成的直接原因；“发呆”环节跟实验无关，显得多余。为优化操作程序，此两个环节可以去掉。

四、对不良结果的处理可以更积极一些

由于缺少酒精这个必要条件，实验过程难以为继，该生“DNA的粗提取与鉴定”实验基本宣告失败，面对不良结果，极为消极被动。从整体全局范畴考虑，实验虽然还差最后两步才能顺利完成，但前面的主体实验已进行得差不多，也已经基本提炼出DNA粗样，虽然纯度不高，但仍可试着进行最后一步“DNA的鉴定”实验。如果该生实验结果呈现蓝色，则证明有杂质的DNA也可达到实验效果；如果实验结果无颜色变化，则证明该实验对DNA的纯度要求比较高。无论哪种结果，都可以为按正常操作程序完成的实验提供结果比对，证实“提取含杂质较少的DNA”这个环节的必要性和重要性，这样即使该生实验不完美，也会成为一次有价值的实验。

五、结语

每个需要由相互作用和相互依赖的若干组成部分结合成具有特定功能的有机整体，都是一个系统，在系统中，整体性地通盘考虑和统筹安排操作程序显得尤为重要，哪怕一次小小的生物实验，如果有系统思想和统筹方法的应用指导，也会实现效果的最优化。

参考文献：

[1]任长松.探究式学习[M].北京：教育科学出版社，2005.