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新一轮基础教育课程改革特别注重课程资源的开发和利用。作为生物课程资源的重要组成部分,生物实验教学资源的开发利用及实验改进,有利于提高生物教学质量和课程目标的全面实现,下面就生物实验教学资源的开发措施及实验改进做初步探讨。
一、实验材料的优化
教科书中每个实验用的实验材料具有代表性和典型性。是理想的选材之一。对有些实验来说效果好,可采用,但有些实验的实验材料受不同地方的气候、物种、环境等外部因素影响,致使这些实验材料在本地难觅,影响实验的准备和开设。作为实验员,不能只限于教材推荐的材料,应根据生物的多样性、灵活机动,多找、多试、多探索,尽可能就地取材和积极开发一些本地来源广、经济、实验效果好的材料用于实验,例如用白红薯代替苹果做还原糖的检测实验,用大蒜代替洋葱生根来观察细胞有丝分裂,用紫皮大蒜和紫鸭跖草代替洋葱做植物细胞的质壁分离和复原,用韭菜代替波菜做观察叶绿体的实验等,替代材料易得、成本低、不受季节限制并且实验效果好。
二、实验材料的改进
在“渗透作用与水分流动的演示实验”中,教材选用的是一种半透膜——玻璃纸,这种纸目前很难找到,但备选材料多,如花生种皮、猪肠衣、鱼鳔及卵壳膜,但花生种皮小、易破、不透明、直观性差;猪肠衣要将猪小肠的浆膜剥离才能得到,操作麻烦,不干净;鱼膘虽好,但很滑,不易与漏斗捆绑,而替代材料中卵壳膜效果较好,那么,怎样才能剥取一个完整的卵壳膜拜呢?方法是:将生鸡蛋放在稀盐酸中浸泡三四个小时,取出后,将鸡蛋的钝端打开一个小洞,去掉蛋清和蛋黄,就可录取到一个又大又有韧性的卵壳膜。“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验中所用材料是紫色洋葱,选用紫色洋葱为材料的目的是紫色洋葱细胞中含有的色素使其呈紫色,便于学生观察,但实验进行过程中存在着两个问题影响实验效果:一是每个洋葱最外一层鳞片叶紫色深,越往里颜色越浅,最里面近似白色。因此,常常只用外面一层或两层鳞片叶,这样浪费太大,二是越往里鳞片叶越嫩,叶肉细胞与表皮细胞结合紧密,不易分离。学生在撕表皮细胞时,往往撕得不完整,将细胞撕破,并且带有许多叶肉细胞,不利于观察,基于以上两点作如下改进:将洋葱纵剖一分为二,把鳞片叶全部剥离下来,放在解剖盘中,让每片鳞片叶的上表皮朝外,放到窗台上晒1——4天,由于叶片蒸发掉一部分水,叶片变软,叶肉细胞与表皮细胞接合不紧密,便可撕下完整的表皮细胞,同时液泡中色素浓度增大,颜色加深,实验效果明显。
三、仪器药品的替换和共享
随着新一轮教材的使用,实验中会用到许多玻璃仪器,而实验过程中常出现一些仪器易被毁坏,一些仪器操作不方便,一些药品用量大等现象,可寻找一些物品来替代,有些仪器和设备生物实验室暂时缺乏,而物理、化学、电教等仪器室拥有,可通过各实验室之间资源共享,来多开生物实验,如“观察根尖分生组织细胞的在丝分裂”实验中,可用化学实验室的一点滴板来代替玻璃器皿进行漂洗、染色。既方便操作、节省药品又不易损坏器皿,实验时,装片过程中需压片,压片时易损坏盖玻片,可将制幻灯片用的明胶片剪成盖玻片大小来代替玻璃片,既安全又节约,物理实验中做分子运动后留下的50%的酒精、硫酸铜溶液及升华实验用过的碘;化学实验中配制的NaCL、NaOH、HCL等溶液,有的在物理,化学实验室是“弃物”,但在生物实验中却是使用量很大的试剂,将这些“弃物”收集起来,增加或减小溶液浓度,就能变废为宝,用于生物实验了。
四、实验用具的改进
在“叶绿素的提取和分离”的实验中,要用毛细吸管吸取少量滤液,沿铅笔线均匀画出一条直的滤液细线,毛细吸管是玻璃制品,操作过程中易破碎,耗损性大,可改用蘸水笔内的钢制品,便于学生划滤液细线。
在“演示渗透作用与水分的流动”实验中,教材中使用的是长颈漏斗,由于漏斗管的管径大,液面上升速度慢,发生渗透作用的时间较长,在课堂上做效果不明显,为了避免上述问题出现,可改用移液管,移液管的管径很细很小,在短时间内液面上升迅速,实验现象非常明显。
五、实验方法步骤的改进
在“比较过氧化氢在不同条件下的分解”实验中,学生按书上的实验顺序先将H2O2溶液与酶混合后,再来点卫生香,则无法用手指堵住试管口,氧气迅速扩散到空气中,带火星的卫生香很难复燃,可要求学生先点卫生香备用,再把H2O2溶液與酶混合,这样一只手的手指就可以堵住试管口,另一只手可以取已带火星的卫生香做复燃实验了,对细节很小改进后,实验能成功进行。
六、实验的媒体资源的整合
恰当地将现代教学媒体与传统的实验教学手段结合,将新的设备,新的技术及时运用到实验教学中去。例如:用录像、多媒体课件来进行实验课前指导、实验课后小结和重现复习,平时课余下载播放一些生物学题材和环境保护方面的电视节目,供学生观察,开扩学生眼界,并利用视频技术来协助学生观察实验;目前中学生使用的显微镜是单目微镜,只能容一人观察,不方便师生之间、生生之间实现图像共享和互动指导,特别是一些演示实验和对观察要求高的实验。例如“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”等,要让学生都观察好物像,需要很长时间,如果结合视频技术,用电视机,视频展台与显微镜配合,通过视频技术的转换和再放大,将学生制得成功的装片进行现场示范,全班学生就可以通过电视屏幕同时同步观察到同一台显微镜中的物像,实现资源共享,化微观为宏观,增加了实验的可见度,既方便师生之间互相交流,又节省了观察时间,提高了实验的教学效果。
总之,在生物实验的优化与改进、实验教学资源的整合与利用中,教师起着主导和决定性作用,学生对实验教学资源的开发、利用和改进,离不开训练有素的专业教师的指导。教师必须做好准备,以便能在能力、知识、经验和学习方法诸方面给学生提供帮助,即在实验教学中抓住时机,因势利导,创设实验问题情景,激发学生的参与意识,使学生有所发现、有所创造,使其充分发挥在实验教学中的作用。这样不但能培养学生的创新意识和创新精神,也能开发和积累更多、更新、更有效的实验教学资源。从而大大激发学生的创新意识和创造力。