環(huán)保理念指導下的生物實驗創(chuàng)新論文

　　【內容提要】從資源保護、環(huán)境保護、降低成本等方面對現(xiàn)行中學生物實驗的材料、儀器用品和方法進行探索和創(chuàng)新。

　　【摘 要 題】教研心得

　　【關 鍵 詞】環(huán)保理念/生物實驗/探索與創(chuàng)新

　　【正 文】

　　為提高學生創(chuàng)新的實踐能力，中學生物新課程設置了“學生探究實驗”“課外實踐”“調查”“技能訓練”“觀察與思考”等，形式生動活潑，內容豐富多彩。這對于激發(fā)學生學習興趣、培養(yǎng)動手能力、提高科學素養(yǎng)、發(fā)掘創(chuàng)造潛能無疑是非常重要的。面對大量增加的實驗內容，學校實驗室的裝備條件、資金支撐面臨諸多不便和困難。就目前大多數(shù)學校辦學條件、經(jīng)費情況而言，一味地等待解決，無疑于事無補。努力學習，不斷跟進，充分利用現(xiàn)有資源，才不失為解決問題的上策。下面就這一問題分兩個方面與同行商榷。

　　1 關于實驗教學改進的理念和原則

　　(1)環(huán)境保護的原則 《中國環(huán)境報》2004年3月19日頭版發(fā)出題為《實驗室類污染將納入環(huán)境監(jiān)管范圍》的報道稱：“2005年1月1日起，科研、監(jiān)測（檢測）、試驗等單位實驗室、化驗室、試驗場的污染將納入環(huán)境監(jiān)管范圍�！薄皣�家環(huán)�？偩忠延谌涨跋掳l(fā)了《關于加強實驗室類污染環(huán)境監(jiān)管的通知》，詳細規(guī)定了檢查的重點和要求�！�

　　長期以來，中學化學、生物實驗室的三廢排放及病原生物的危害一直未能引起重視。因有毒、有害、易燃、易爆，生物感染造成的室內和局域危害，影響師生的身心健康，及至造成對居民的危害。隨著人口持續(xù)增長，學校數(shù)量規(guī)模不斷增加，同時，由于學生實驗項目的增多，排污種類、數(shù)量大增，且點多面廣，難以集中治理，因此，中學實驗室的污控問題必須擺到環(huán)保監(jiān)管的層面上來。

　　(2)節(jié)約資源的原則 建設節(jié)約型的社會是體現(xiàn)我國堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基本保障。節(jié)約資源、反對浪費，堅持回收利用的理念應貫徹落實到一切領域之中。就中學生物實驗而言，必須改進那些浪費嚴重、消耗量大、排污量大的實驗。

　　(3)以人為本的原則 隨著社會物質文明、精神文明和政治文明的提升，以人為本的理念已滲透到社會各個領域。學校是人才的搖籃，教育是國家的奠基。學校是人口密度最大的局域。目前，許多超大規(guī)模的學校、班級可謂比比皆是。如何在中學實驗中探索出一套“人本化”的實驗項目，減少實驗室室內污染，保障學生和教師的身心健康、減輕實驗教師的勞動強度，減少和避免事故是改進傳統(tǒng)實驗的一項重要內容。

　　(4)降低成本的原則 教育經(jīng)費不足將是困擾教育事業(yè)發(fā)展的一個長期的瓶頸。因此，中學實驗，應倡導開源節(jié)流，降低成本，在保證實驗效果的前提下，研究改進實驗，用方便易得，價格低廉，可循環(huán)利用的材料、用具進行替代。

　　(5)簡便快捷的原則 一節(jié)課的時間有限，有的實驗程序繁瑣、操作不便、耽誤時間，往往沒有做完，下一個班就進入實驗室。這種現(xiàn)象是普遍存在的。用簡便快捷的方法同樣驗證深刻的道理，減小勞動強度，節(jié)省時間，提高效率，維護好實驗室紀律，為學生探究活動騰出時間和空間，是探索實驗改進的一項值得研究的問題。

　　總之，教師必須富于創(chuàng)新精神，以創(chuàng)造性思維來審視教學內容。大膽探索，努力實踐，使自己成為時代所需的創(chuàng)造型教師。

　　2 關于實驗教學改進的思路和途徑

　　(1)實驗設計的改進 教材上的實驗往往是十分經(jīng)典的，照本去做一般都能成功。但有的不符合前面所談的一些要求。例如，耗材多，較繁瑣、污染重，易發(fā)生事故等，或者地區(qū)差異大、物候情況與課本設計實驗相去甚遠。這樣，就有必要改進實驗設計。如“觀察唾液淀粉酶的消化作用”這一學生分組實驗需材料、試劑、用品14種。存在繁瑣、消耗大、污染重、易損壞物品、交叉?zhèn)魅炯膊�、易發(fā)生燒（燙）傷事故等。經(jīng)改進，只需淀粉試紙，碘液，塑料吸管，清水4種物品即可完成，上述問題迎刃而解。

　　(2)實驗材料的改進 教材上例舉的一些實驗材料，有的在當?shù)刭I不到，如黑藻；有的制備起來難以取得好的效果，如用蘇丹Ⅲ鑒定花生子葉細胞中的脂肪；有的費時費力浪費嚴重，如：鑒定水果的可溶性還原糖，蘋果、梨買來后要削皮、切塊、研磨、榨汁、過濾、分裝；有的難以讓學生找齊找全材料，學校購置開支又太大，如制作“DNA雙螺旋結構模型”，自己制作則需六色塑片若干并剪成規(guī)范圖形，釘書針連接，粗細鐵絲固定，十分麻煩。若買現(xiàn)成的材料組裝，一套需100多元人民幣，且易損壞。諸如此類的問題不勝枚舉。筆者積極進行改進，亦取得不錯的效果，例如，用蘋果、葡萄原汁飲料做為可溶性還原糖鑒定材料一滴則可，用炒葵花子的透明種皮做脂肪鑒定材料，毫米見方足矣，顯微鏡觀察頗佳。用彩色膠印的DNA雙螺旋結構模型材料圖片，發(fā)給學生剪紙，再用透明膠帶粘接，非常方便。用菠菜葉做“葉綠體中色素提取和分離實驗”，課本材料往往只能看出三條色素帶，葉黃素難以分辨，改用三七葉則效果明顯�？梢哉f實驗材料的改進空間很大，可以大膽地探索。

　　(3)儀器用品和裝置的改進 要遵循微型化的原則，使實驗材料、試劑、洗滌用水微量化。例如，筆者自制的微型滴瓶在教學實踐中使用效果很不錯。實驗室用的滴瓶大多是30mL或60mL，每個滴瓶分裝量大，浪費大，滴管易碎，滴量大而不一，乳膠頭粘結老化快，難以清洗，滴瓶傾倒后試劑到處亂流，造成污染，買一只滴瓶需3元～4元。筆者用廢棄的青霉素等藥瓶（這些藥瓶自始至終未與病人接觸過），經(jīng)消毒、殺菌、清洗后，用塑料吸管（經(jīng)層析液浸泡60d，未見分解變化）、自行車氣門芯膠管制成微型滴瓶，每滴均勻為0.04mL，有瓶塞，傾倒后試劑不外流，清洗方便，成本只有幾分錢。又如，教材中使用的毛細吸管是用細玻管在噴燈上拉制的，筆者用廢棄的塑料筆芯在酒精燈上略加熱便拉制成毛細吸管，制成毛細吸管非常好用，不斷，不傷紙。再如，色素層析裝置，課本上用一燒杯，倒入3mL層析液，放入濾紙，蓋上培養(yǎng)皿蓋。缺點是用量大，揮發(fā)量大而嚴重污染空氣（內有石油醚、丙酮和強致癌物苯）。筆者用一小藥瓶（直徑25mm）放0.5mL層析液，放進濾紙條，小瓶外倒扣一支長100mm，內徑為25mm的試管，用量少且濾紙不倒，污染得到有效控制。

　　(4)實驗方法的改進 科學方法是邁向成功的金鑰匙，科學方法是多種多樣的。教材上的實驗方法雖然十分成熟的，但并不是惟一的。比如，試管法是生物、化學實驗中最常用的方法，但也存在著一些不足之處。用量大，消耗多，排污也增加。清洗用水多，勞動強度也大，成本相應也高。能不能在可能的情況下用試紙法、玻片法來取代呢？例如用自制的淀粉試紙(10mm×20mm)來取代試管法所用的6mL淀粉糊，用體溫取代37℃水浴恒溫加熱。這樣的改進，簡便易行，效果明顯，何樂而不為呢？再如，鑒定水果中的可溶性還原糖，用試管法需2mL樣液，2mL斐林試劑，并置于燒杯內水浴煮沸。改用玻片法則是：先將斐林試劑甲液、乙液分別滴一滴于載玻片中央，搖勻，再滴加一滴蘋果原汁飲料，搖勻，而后把玻片在酒精燈上迅速過火，立即顯現(xiàn)磚紅色。

　　(5)試劑的改進 教材實驗中給定的試劑是久經(jīng)驗證的，但是若在實踐中做一些變動調整，也有新的發(fā)現(xiàn)。例如，碘液遇淀粉變藍這一反應，在實驗中往往是黑紫色的。筆者將標定的碘液稀釋3～4倍后，在與淀粉反應中則顯示出漂亮的藍色（稀釋后的碘液不宜久存，需現(xiàn)配現(xiàn)用）。同樣用0.01mL的龍膽紫溶液染洋蔥根尖細胞則視野暗紫，若稀釋1～2倍，則染色質或染色體著色好，而細胞其他部分比較明亮，效果很好。

　　總之，只要我們以積極的、求真務實的態(tài)度在實踐中勤于探索，善于動腦，敢于創(chuàng)新，樂于奉獻，我們就能在中學生物實驗中有所創(chuàng)新。通過改進，讓學生也切身感知到不能迷信書本，不能死學知識，應勇于探索創(chuàng)新，改革進取真正懂得發(fā)明創(chuàng)造、學無止境才是教育的終極目標。

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