摘要 主要內(nèi)容為實(shí)驗(yàn)原理介紹、實(shí)驗(yàn)環(huán)境分析、實(shí)踐性應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)環(huán)境包括自然、學(xué)生、學(xué)校實(shí)驗(yàn)資源三方面。實(shí)踐性應(yīng)用提出新課題，應(yīng)用教材實(shí)驗(yàn)原理解決實(shí)際問題，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新、創(chuàng)造性思維能力。

關(guān)鍵詞 實(shí)驗(yàn)原理；實(shí)驗(yàn)環(huán)境；實(shí)踐性應(yīng)用；創(chuàng)新思維

中圖分類號：G633.91文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X(2014)13-0008-03

1 教材實(shí)驗(yàn)原理介紹

實(shí)驗(yàn)原理是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的依據(jù)和思路，實(shí)驗(yàn)基本原理是設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，只有明確實(shí)驗(yàn)的原理，才能真正掌握實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵、操作的要點(diǎn)，進(jìn)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、改造和創(chuàng)新。

植物細(xì)胞吸水、失水實(shí)驗(yàn)是高中生物第一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，利用紫色洋蔥細(xì)胞在清水和蔗糖溶液中出現(xiàn)的現(xiàn)象，得出植物細(xì)胞吸水、失水原理：植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于一層半透膜，原生質(zhì)層比細(xì)胞壁的伸縮性大；當(dāng)細(xì)胞液濃度小于外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞失水發(fā)生質(zhì)壁分離；當(dāng)細(xì)胞液濃度大于外界溶液濃度時(shí)，細(xì)胞吸水發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原（如圖1所示）。

2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境分析

筆者認(rèn)為，生物實(shí)驗(yàn)環(huán)境不僅僅指進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的場所、對實(shí)驗(yàn)操作的要求、對實(shí)驗(yàn)對象的處理，還包括材料的來源、參與研究者的因素等。在實(shí)驗(yàn)環(huán)境上，我們有三個(gè)方面的優(yōu)勢。

自然優(yōu)勢孔孟之鄉(xiāng)山東濟(jì)寧，有名聞遐邇的微山湖濕地，有“孔子登東山而小魯”鄒城嶧山，還有八百里的水泊梁山（見圖2）。

濟(jì)寧生態(tài)環(huán)境豐富多樣，有狹長的湖區(qū)、有綿亙的山區(qū)，還有正在開發(fā)的鹽堿地（見圖3）。

多種多樣的地理環(huán)境，為我們的教學(xué)提供了豐富的實(shí)驗(yàn)資源。

人的優(yōu)勢學(xué)校的學(xué)生來自濟(jì)寧各縣市區(qū)，利用地域優(yōu)勢可為學(xué)校實(shí)驗(yàn)教學(xué)帶來更多的探究素材。

學(xué)校優(yōu)勢學(xué)校有寬敞明亮的生物實(shí)驗(yàn)室，有裝備精良的生物科學(xué)探究室，為學(xué)生提供了良好的試驗(yàn)場所（如圖4所示）。

學(xué)校還配備了生物實(shí)驗(yàn)必備的各種器材，比如普通顯微鏡、電光源顯微鏡、具有數(shù)碼傳輸系統(tǒng)的顯微鏡和生物顯微演示裝置、各種傳感器（如圖5所示）。

這些豐富的資源，也讓我們可以更加深入地理解應(yīng)用“植物細(xì)胞吸水、失水”原理。

3 實(shí)踐性應(yīng)用

對于高中生來說，自己提出一個(gè)研究性課題還有一定的難度，所以筆者給學(xué)生提出了一個(gè)新的課題——應(yīng)用植物細(xì)胞吸水、失水原理，探究“植物細(xì)胞液濃度與環(huán)境的關(guān)系”。這樣不僅加深學(xué)生對植物細(xì)胞吸水、失水原理的理解，在探究過程中更能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，開拓學(xué)生的創(chuàng)造性思維，形成較為完整、較為合理的實(shí)驗(yàn)方案。

關(guān)于課題的實(shí)施，實(shí)踐中分為四個(gè)方面。

材料搜集由于學(xué)校學(xué)生來自濟(jì)寧各縣市區(qū)，學(xué)生們自動利用課外時(shí)間，分別從當(dāng)?shù)夭杉瘉砹撕^(qū)、山區(qū)、鹽堿地上常見植物，帶回學(xué)校。湖區(qū)的學(xué)生采集了睡蓮、蘆葦葉；山區(qū)的學(xué)生帶來了山上的毛白楊、刺槐、欒樹葉；鹽堿地地區(qū)的學(xué)生采來了堿蓬、檉柳；并且還帶來了常吃的大蒜、菠菜等蔬菜。

提出問題愛因斯坦說過：提出一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要。面對多種多樣的材料，各學(xué)習(xí)小組的同學(xué)們在熱烈的討論中，確定了本組探究的問題。1）同種植物在濕潤和干旱處，細(xì)胞液濃度會隨環(huán)境改變嗎？2）生長在相同環(huán)境中的不同植物細(xì)胞液濃度有差異嗎？3）水生植物一定比陸生植物的細(xì)胞液濃度低嗎？4）濕地、山地、鹽堿地植物的細(xì)胞液濃度有差別嗎？

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)科學(xué)方法來源于對生活現(xiàn)象的觀察與思考。如圖6所示，在實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生不僅利用了植物細(xì)胞吸水、失水原理，設(shè)計(jì)了濃度梯度法測定細(xì)胞液的濃度，即利用一系列濃度梯度的蔗糖溶液分別處理細(xì)胞，通過觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離情況確定其細(xì)胞液濃度大小的方法，而且還有學(xué)生想到了稱重法，他認(rèn)為植物吸水就會變重，失水就會變輕，將同質(zhì)量的植物葉片放在等量但不同濃度的蔗糖溶液中，相同時(shí)間后取出，用吸水紙吸去葉表面的溶液，進(jìn)行稱重，重量不變的蔗糖溶液濃度就應(yīng)該是植物的細(xì)胞液濃度。

分析結(jié)果得出結(jié)論通過對實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果分析，學(xué)生得出了以下結(jié)論并推理出可能的原因：1）同種植物在濕潤和干旱處，細(xì)胞液濃度會隨環(huán)境發(fā)生改變，是植物對環(huán)境產(chǎn)生的適應(yīng)性的結(jié)果；2）生長在相同環(huán)境中的不同植物細(xì)胞液濃度存在差異，原因是不同植物的遺傳因素造成的；3）水生植物細(xì)胞液濃度不一定比陸生植物低，與其生活的水中鹽分的多少有關(guān)（學(xué)生利用水質(zhì)傳感器進(jìn)行了測量，從而得出此結(jié)論）；4）一般情況下，山地與鹽堿地上植物細(xì)胞液的濃度偏大，濕潤土壤中的植物細(xì)胞液的濃度偏小。

總結(jié)：植物細(xì)胞液濃度大小與生活環(huán)境密切相關(guān)。

4 成果展示

圖7為學(xué)生的部分探究報(bào)告（有的得出結(jié)論，有的只是設(shè)計(jì)了方案對結(jié)果進(jìn)行預(yù)測，可進(jìn)一步探究）。

在交流中，有位來自兗礦礦區(qū)的學(xué)生說：“金鄉(xiāng)大蒜那么有名，我家菜園里的大蒜總長不好，若能培養(yǎng)出適合礦區(qū)生長的大蒜，我們那里豈不是地上地下雙贏了？”微山的一個(gè)學(xué)生就接上了：“我還想在微山湖面上搞無土栽培發(fā)展立體農(nóng)業(yè)呢！”梁山的學(xué)生說：“你們不是有煤，就是搞旅游開發(fā)，都有錢了，我看還是想辦法改良一下我們家鄉(xiāng)的鹽堿地吧，那可是解決最基本的吃飯問題呀！”

聽著學(xué)生半玩笑半認(rèn)真的交流，我感到，此時(shí)的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)已超出生物學(xué)本身，已經(jīng)具有了地理學(xué)、氣候?qū)W、生態(tài)學(xué)的意義。我相信將來的他們走上社會，會更加關(guān)注生態(tài)、生存、生活環(huán)境，而這正是我們的教育所追求的終極目標(biāo)。