周京晶 还国志 张天翱 万嗣宝
摘要:文章以叶脉书签实验课为例进行了实验方式方法的探索,对叶片选择、腐蚀叶片和去除叶肉3个步骤进行了创新,力求增加学生的主动性、趣味性,以及使得学生理论—实验—理论的知识体系相互促进。
关键词:实验课;叶脉书签;创新
中图分类号:G642.423 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2020)13-0391-02
一、研究简介
叶脉书签是上海大学本科生生命认知学实验的一次实验课,其操作简单、取材方便以及成品实用性高[2],利用的是植物的叶脉由坚韧的纤维素构成,在碱液中不易煮烂,而叶脉四周的叶肉在碱液中容易煮烂的原理[1],除去叶片表皮和叶肉组织,只留叶脉组织,并染色做成书签。我们带领学生选用了校园里常见的10种植物葉片(如下表),通过记录各种叶片制作叶脉书签的可行性、腐蚀叶片所需要的时间等进行实验。
二、实验过程
叶脉书签的制作通常分为如下步骤:叶片的选择、腐蚀叶片、去除叶肉、染色、干燥和塑封[1]。本次创新的主要内容为前三步。
(一)叶片选择
叶片质地坚韧便于操作,选择叶脉清晰、老嫩适宜的叶片。本次实验课创新点为带领学生到校园内自己采集叶片,而不是像以往由老师直接选取易操作的叶片,增加了趣味性、互动性,并且增加了学生对多种植物的认知(表1)。本次采集的叶片均来自上海大学东区校园内的植物,挑选了10种各具特点的叶片,如下图,A1-10。
(二)腐蚀叶片
本次实验采用碱液对叶片进行煮制。量取水加热,称取NaOH,在加热过程中边搅拌边加入NaOH,制成10%NaOH溶液,加热至沸腾,放入叶片煮制。在叶片完全变黄时取出并记录时间,放入清水中漂洗多次,直至漂洗干净。创新点为:将学生分成10组,每组学生煮制一种树叶,严格监控煮制时间,记录不同时间叶肉的变化。不同组之间进行比较。
(三)去除叶肉
使用旧牙刷对已经漂洗过的叶片进行处理,尽量避免叶脉破损。记录不同种类树叶、不同时间去除叶肉的难易,进行组间比较。
三、结果
图A/B1桂花叶,制作效果好,叶脉的网状结构清晰,叶片变黄时间约为11分钟。加热到15分钟时,取出漂洗、去除叶肉,所需力度更小。20分钟时比较容易刷破叶片,或叶片与叶柄分离。图A/B2广玉兰叶片制作效果好,叶片变黄时间约为13分钟,但刷除叶肉的难度比较大,20分钟比较顺利,25分钟时叶片呈现易破的状态。
图A/B3银杏叶放入碱液约30秒,叶片变黑,质地软,无法实验。图A/B4和图A/B5分别是夹竹桃叶片和花叶青木叶片,在30分钟前就已完全煮烂,且叶片较软,叶脉稀疏或不交错。图A/B6常春藤叶片,约6分钟时叶片变黄,取出进行操作,勉强可以去除叶肉,但因为叶片形状特殊且不够硬质,无法对叶肉完全剔除,从已经剔除的部分可以看出叶脉较稀疏。图A/B7金边黄杨在2分钟时叶片变黄,操作时叶片不够硬质,较难刷去叶肉,极易刷烂,3分钟时再取出已无法操作。图A/B8红花檵木本身叶片的颜色较深,不易通过颜色判断煮制的进度,故分别选择了2分钟、4分钟和6分钟进行实验,结果表明在2分钟时可以去除叶肉但叶片过小不易操作,容易导致叶片破碎。图A/B9小叶黄杨叶片在3分钟时取出,可以进行实验操作,但叶片过小,难以操作。图A/B10鸡爪槭因本身叶片颜色呈红色,不容易判断煮制进度,约在8分钟时叶片变色,取出操作发现叶片过软,且叶片形状很难对叶片进行处理。图A/B3-10的植物叶片均不具备作为叶脉书签实验课材料的品质。
四、讨论
叶脉书签制作取材简单、方便易学、具有实用性,适宜作为生命科学兴趣实践活动课程。主要材料为身边可见的各种树叶,学生可以自主选择、采集树叶,认识树的品种、树叶的形状和结构,拓展学生植物学相关知识。在实验课程的设计中,让学生进行分组,各自收集自己喜欢的植物叶片,充分调动学生的积极性,提升了课堂的趣味性,促使学生主动探索和自主发展。实践是创新的基础,提升学生综合素质是当下教学改革的重点内容,让学生主动参与到探索与研究中,培养学生的实际操作能力[3-4]。学生自主探索研究的过程中,促使他们发现问题,解决问题,继而引导学生去查阅相关文献和资料。不但能够锻炼学生独立思考的能力,还能提高学生信息检索的能力,同时也拓展了学生的知识面,可以充分激发学生的兴趣,促进学生的自我提升。理论—实践—理论,二者相辅相成,这才是大学实验课应该发展的创新方向。
本次实验课的创新使得学生掌握实验的一些基本要素:对比实验、平行实验、分析成败原因等,既调动了学生的兴趣,又使得学生增强了分析问题解决问题的能力,是一次比较成功的实验教学改革创新。
参考文献:
[1]李飞凤.制作叶脉书签——生物学课外实践课程探索[J].生物学通报,2017,52(4):57-59.
[2]叶红艳.“叶脉书签”实验条件的优化探索[J].化学教与学,2017,(2):91-92.
[3]朱向群,胡朝晖,刘湘晖,等.改革实验教学培养学生实践能力与创新能力[J].实验技术与管理,2001,18(1):108-111.
[4]曾万勇,闫达中,张可,等.生物科学类应用型创新人才课程体系改革研究与实践[J].科教导刊,2019,(29):46-47,52.
Innovation of Experimental Course to make Leaf Vein Bookmarks
ZHOU Jing-jing,HUAN Guo-zhi,ZHANG Tian-ao,WAN Si-bao
(School of Life Sciences,Shanghai University,Shanghai 200444,China)
Abstract:This paper takes the experimental course to make leaf vein bookmarks as an example to explore the experimental method,and innovates the three steps of leaf selection,mesophyll corrosion and mesophyll removal,so as to make the students have initiative and be interested in it,and promote the knowledge system of theory-experiment-theory of students.
Key words:experimental course;leaf vein bookmark;innovation