鐘道才
摘要:生物實驗教學(xué)是高中生物教學(xué)中的重要內(nèi)容,也是培養(yǎng)學(xué)生動手、創(chuàng)新以及探究科學(xué)知識方法的主要手段。但一味的“照方抓藥”,就會失去實驗教學(xué)的意義。在實驗教學(xué)中,嘗試將實驗進行改進,在獲取知識的同時激發(fā)創(chuàng)造欲望。所以,以營造創(chuàng)新思維的氣氛,培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。
關(guān)鍵詞:生物實驗;教學(xué);改進
生物學(xué)是在大量實驗實證基礎(chǔ)上建立起來的一門學(xué)科,毋庸置疑對實驗有一定的要求。新課程標準十分注重實驗探究能力的培養(yǎng),新教材中也把實驗探究置于非常重要、不可或缺的地位通過高中生物實驗教學(xué)的一些經(jīng)驗和實踐,高中教材的某些實驗,可以稍加改進或進一步探究,效果可更好。本文以《探究植物細胞的吸水和失水》為例,嘗試實驗教學(xué)的改進。
一、問題的發(fā)現(xiàn)
1.紫色洋蔥呈紫色的部分僅僅是鱗片葉的外表皮,并且僅有幾層。外表皮的撕取較困難,想獲得較好的紫色細胞不容易。
2.內(nèi)表皮易撕取,但液泡中無顏色,能否作為理想的實驗材料?
3.實驗原理學(xué)生已經(jīng)很清楚,所以整個探究過程實質(zhì)是以驗證實驗進行的。
4.實驗室只有普通的光學(xué)顯微鏡,不能直觀的將觀察的圖像呈現(xiàn)出來。
二、改進方案
實驗原理:
1.外界溶液濃度>細胞液濃度,細胞失水;外界溶液濃度<細胞液濃度,細胞吸水。
2.失水后會發(fā)生質(zhì)壁分離,吸水以后又會發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。
方法改進:
1.教學(xué)設(shè)計上,課前做“探究熱身”,就將青菜、蘿卜條分別浸泡在鹽水和清水中,目的是讓學(xué)生從宏觀方面去認識植物的吸水和失水。課中還探究洋蔥內(nèi)表皮細胞等,課后再進一步探究。課堂探究按照七個步驟進行:一是創(chuàng)設(shè)情境、導(dǎo)入新課;二是提出問題、作出假設(shè);三是設(shè)計實驗、預(yù)測結(jié)果;四是進行實驗,觀察結(jié)果;五是分析結(jié)果,得出結(jié)論;六是表達與交流;七是進一步探究。
2.材料和試劑上,先將洋蔥掰開,放在陰暗處晾曬兩天,撕取時不用鑷子夾取,直接用手撕取。除教材提供的試劑以外,還增加0.5g/ml蔗糖溶液和紅墨水等,供學(xué)生自由選擇。
3.操作上,除了用表格記錄外還用手機拍照等,提高實驗的觀察效果。
三、改進設(shè)計
1.制作洋蔥葉表皮臨時裝片:取紫色洋蔥外表皮(洋蔥內(nèi)表皮),制成臨時裝片。
2.在低倍顯微鏡下觀察。手機拍照、記錄。
3.質(zhì)壁分離實驗:從蓋玻片的一側(cè)滴加0.3g/ml或0.5g/ml蔗糖溶液(紅墨水的0.2g/ml的蔗糖溶液),在蓋玻片的另一側(cè)小心地用吸水紙吸,這樣,蓋玻片下的洋蔥表皮細胞就浸潤在溶液中,用吸水紙將蓋玻片外側(cè)的溶液吸干凈。約5分鐘后用顯微鏡觀察。手機拍照、記錄。
4.質(zhì)壁分離復(fù)原:從蓋玻片的一側(cè)滴入清水,在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸。這樣重復(fù)幾次,蓋玻片下面的洋蔥表皮細胞有浸潤在清水中。用顯微鏡觀察洋蔥表皮細胞是否復(fù)原。手機拍照、記錄。
四、實驗結(jié)果和結(jié)論
通過實驗,滴加0.3g/ml蔗糖溶液洋蔥外表皮組拍到了以下圖片(圖1)。從結(jié)果來看,洋蔥外表皮細胞在滴加0.3g/ml蔗糖溶液后中央液泡會變小,細胞失水。再滴加清水后,細胞會吸水,恢復(fù)原狀。得出結(jié)論一:當外界溶液濃度>細胞液濃度,細胞失水,發(fā)生質(zhì)壁分離;當外界溶液濃度<細胞液濃度,細胞吸水,發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。
滴加0.5g/ml蔗糖溶液的洋蔥外表皮,拍到以下圖片(圖2)和觀察結(jié)果,發(fā)現(xiàn)質(zhì)壁分離后再滴加清水不會復(fù)原。得出結(jié)論二:當外界溶液濃度過高,細胞因失水過多死亡不能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。
洋蔥內(nèi)表皮滴加紅墨水的0.2g/ml的蔗糖溶液做實驗(圖3),分析得出結(jié)論三:細胞壁具有全透性,原生質(zhì)層具有選擇透過性。該結(jié)論使課堂的深度、廣度得到很好地施展。
五、研究的成果和分析
1.結(jié)果記錄:改進前用表格記錄不精確,改進后用手機拍照更直觀,更有說服力,彌補了我校實驗條件的欠缺。
2.溶液濃度:改進前發(fā)生變化時間長,改進后發(fā)生變化時間短,現(xiàn)象更明顯。
3.紅墨水的使用:改進前不能觀察洋蔥內(nèi)表皮細胞的質(zhì)壁分離,改進后不僅能觀察,還能證明細胞壁具有全透性。
總之,通過實驗的改進與創(chuàng)新,既保證了實驗的效果,又拓寬了學(xué)生的思維,還收獲了意外的驚喜。問題串的設(shè)置降低了學(xué)生的思考難度,利于引導(dǎo)學(xué)生進行有針對性的思考和探究。大部分學(xué)生克服了對實驗的畏難情緒,激發(fā)了學(xué)生的實驗探究興趣。
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