余清梅
[摘要]實驗教學是高中生物教學的重要環(huán)節(jié),也是凸顯高中生物探究性及趣味性的主要教學形式。在新課改推行實施的背景下,如何讓高中生物實驗更加真實有效,需要高中生物教師予以認真思考?;诖耍簍"DNA的粗提取與鑒定”這一實驗內(nèi)容為例,探究提高高中生物實驗教學針對性和實效性的相關(guān)對策。
[關(guān)鍵詞]高中生物實驗 DNA的粗提取與鑒定
“DNA的粗提取與鑒定”是高中生物實驗教學的重點和難點之一。設(shè)置這一生物實驗的目的及初衷在于讓學生對生物學發(fā)展過程中較為重要的DNA基本知識,如DNA的物理屬性、化學屬性、粗提取及鑒定方法原理等有一個全面的了解。如何有效開展“DNA的粗提取與鑒定”實驗教學,值得一線教師深入探究與思考。
一、“DNA的粗提取與鑒定”實驗特點分析
“DNA的粗提取與鑒定”作為高中生物選修1模塊中的重要實驗課題,在類型上屬于一個鑒定類的定性實驗。在教材中針對這一實驗的介紹主要集中在DNA粗提取與鑒定所遵循的基本原理上,以及由此原因延伸出去的幾種提取方案,對該實驗的具體實驗操作步驟沒有進行明確的規(guī)定,一方面給學生留出了足夠的探究及思考空間,另一方面也容易使"DNA的粗提取與鑒定”實驗流于形式,實驗效果受損。基于"DNA的粗提取與鑒定”實驗的特點,教師在進行實驗教學設(shè)計時,應(yīng)本著實驗真實有效的原則,做好實驗材料的選擇、實驗方案的設(shè)計、實驗問題的探究等前期準備工作。
二、“DNA的粗提取與鑒定”實驗影響分析
本實驗采用植物類實驗材料(如香蕉、獼猴桃等),其DNA提取量情況受實驗材料研磨度的影響。為有效減少實驗誤差,使學生能夠經(jīng)由實驗材料真實有效地獲取相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù),教師應(yīng)引導(dǎo)學生對實驗材料進行細致研磨,最大限度地減少實驗誤差。在實驗材料的物理顏色抑制上,為使實驗現(xiàn)象更加清晰直觀,可以在實驗材料的研磨過程中,采用洗滌劑添加或尼龍布擠壓過濾的方式,使該實驗DNA提取率得以提高。除此之外,在獼猴桃DNA的粗提取及鑒定實驗中,隨著冷酒精的添加,實驗過程中還會形成較多的絮狀物,這些絮狀物會影響到實驗的各種變量。針對這一不利因素,教師應(yīng)指導(dǎo)學生采用規(guī)格為2~2.5 mol/L的NaCl溶液對相應(yīng)的絮狀物進行過濾,以增大實驗結(jié)果的真實性。在以上實驗要點的提示上,教師可以借助多媒體,通過圖片及視頻等,讓學生明確相應(yīng)的操作要點,為后續(xù)的教學步驟實施做好鋪墊。
三、“DNA的粗提取與鑒定”實驗的教學策略
1.合理分組,有效利用實驗“問題”,提高學生實驗規(guī)范化操作水平。教師在設(shè)計實驗方案時,要根據(jù)學生的學習能力及個性特征,做好實驗探究小組的分組工作,秉持“異質(zhì)分組”的原則,對使用不同實驗材料的小組進行區(qū)分,形成實驗對照組,以發(fā)揮組間學生的實驗探究積極性。學生在實驗過程中不可避免地會產(chǎn)生各種“問題”,如沒有進行細致規(guī)范的研磨、在添加NaCl溶液、冷酒精、添加劑時沒有嚴格控制相應(yīng)的劑量及體積等。針對這些問題,教師可對其加以記錄,然后在后續(xù)的講評中讓學生找出其中的“問題”,借此提高其實驗探究的規(guī)范化操作水平。
2.細化實驗步驟流程,注重多種實驗教學手段的綜合應(yīng)用。在“DNA的粗提取與鑒定”這一實驗中,由于在生物實驗教材中沒有明確指出相應(yīng)的探究實驗基本步驟,所以教師要借助生物實驗教學方案計劃的編寫來貫穿相應(yīng)的實驗教學及操作知識點。如在“DNA的粗提取與鑒定”實驗教學步驟流程的細化上,要涉及以下幾個方面:1.獼猴桃或香蕉實驗材料的選取,如以30 g為實驗標準;2.細胞破碎及DNA釋放,如添加20%質(zhì)量分數(shù)的5 mL SDS,7~8 min實驗材料研磨;3.雜質(zhì)去除。如在恒溫(50℃)條件下進行10 min的反應(yīng),在冷卻后過濾雜質(zhì)。4.DNA析出。如借助玻璃棒進行攪拌,并通過3~4min靜置,析出相應(yīng)的DNA提取物。5.DNA溶解。將提取所得的DNA物質(zhì)在NaCl溶液中進行溶解,獲取相關(guān)對比數(shù)據(jù)。在進行以上實驗操作的同時,教師可以借助板書等傳統(tǒng)教學手段,提示相關(guān)知識點及探究注意事項。
3.對比實驗結(jié)果并進行討論。在“DNA的粗提取與鑒定”實驗完畢后,教師給予學生充分的展示組間研究成果及師生交流探討的時間,一方面讓學生能夠?qū)嶒炋骄恐械贸龅南嚓P(guān)結(jié)論及疑問及時提出;另一方面由教師引導(dǎo),借助實際問題讓學生能夠?qū)嶒炋骄拷Y(jié)論與生活中的實際應(yīng)用加以結(jié)合。在實驗結(jié)果的對比及展示上,教師可以讓學生通過多媒體投影的方式,對本小組的探究結(jié)論加以演示,然后教師適時提出引申思考問題:刑偵領(lǐng)域采用的DNA提取及鑒定是利用了什么原理?如選取動物實驗材料開展本實驗,實驗結(jié)論會有不同嗎?由學生查閱相關(guān)資料,課下思考探究。
“DNA的粗提取與鑒定”是高中生物實驗教學的典型范例,其中涉及實驗探究的諸多注意要點和實驗探究基本原則。在進行高中生物實驗教學時,教師應(yīng)注重在實驗原理的講解、學生實驗積極性的調(diào)動、實驗方案計劃的設(shè)計、實際應(yīng)用問題的思考討論等方面加以完善,使高中生物實驗教學真實有效。
(責任編輯 黃春香)