例谈高中生物实验教学的改进

何小彪

摘 要 结合实验教学经验，以人教版高中生物教材为例，对教材中的系列实验进行了改进。通过系统的改进，使生物实验现象更明显、材料更节约、过程更安全、设计更绿色。

关键词 高中生物 实验教学 实验改进

中图分类号 G633.91 文献标志码 B

由于不同的省、市和地区由于所处的地理环境、实验室条件等因素的差异，对高中生物实验的开发不尽相同。普通高中的生物教师在积极组织学生开展实验的同时，还应该努力地对实验进行改进，以增加自己学校生物实验课的开展率。笔者在实验准备和实验教学的过程中，通过多次的尝试与总结，遵循使实验现象明显化、材料节约化、过程安全化和设计绿色化的思路，对高中生物部分实验进行了改进。

1 实验现象明显化

在高中生物教材中，有很多实验都是要通过观察实验现象得出结论。实验现象是否明显关系到实验结论的准确性甚至正确性。所以实验改进时，应该尽量让实验现象变得更明显。笔者从以下方面进行了尝试。

1.1 增添对比材料

例如“用高倍显微镜观察叶绿体”实验，经常选用菠菜叶或黑藻叶作为实验材料，通过对多种材料试验，发现水绵的叶绿体呈螺旋带状且体积较大。在本实验中如果增添水绵作对比，会使实验现象更加明显。此外，通过对不同材料叶绿体的对比观察，还会使学生们更意识到叶绿体的形状不仅仅是椭球形或球形，从而拓展了他们的知识面。

1.2 替换实验药品

例如“绿叶中色素的提取”实验，在研磨绿叶碎片时要加入CaCO3保护色素。由于CaCO3难溶于水，在色素提取液中就会有CaCO3白色粉末存在，影响实验效果。而Na2CO3同样具有保护叶绿素的作用，且易溶于水，如果用少许Na2CO3替换CaCO3，会使实验现象更加明显。Na2CO3在生活中也容易寻获（如碱面）。

1.3 增添实验药品

例如“DNA的粗提取与鉴定”实验，经常用二苯胺试剂在沸水浴条件下观察是否会变蓝来鉴定DNA的存在。通过查阅资料发现，在二苯胺试剂使用前滴加几滴乙醛可以提高反应的灵敏度，会使实验现象更加明显。改进后的试剂配制：体积分数为0.2%的乙醛溶液和二苯胺试剂按照体积比1∶100进行混合。通过对试剂的改进，可以提升学生配制溶液的能力，促进实验操作能力的提高。

2 实验材料节约化

在倡导素质教育的新课标背景下，教师更应该在日常教学中给学生渗透节约的理念。在高中生物实验教学中，教师可以改进教材实验，努力使实验材料更节俭、实验器材更简化、实验药品更廉价。

2.1 材料方面

例如“观察根尖分生组织细胞的有丝分裂”实验，经常选用洋葱作为实验材料，通过对比试验，发现大蒜的寻获更不容易受季节影响。大蒜比洋葱更容易生根，而且生根量比洋葱多，本实验如果选用大蒜为材料既能够节省开支又方便实验的开展。

2.2 器材方面

例如“绿叶中色素的分离”实验，教材中介绍用毛细吸管画滤液细线，笔者发现：学生在画线时毛细吸管容易弄破，损耗严重；破损的毛细吸管容易划破滤纸，甚至划伤手。通过对毛细吸管、牙签、载玻片、盖玻片和小楷毛笔等画线工具进行对比试验，发现用小楷毛笔效果好、损耗小，可重复使用，解决了毛细吸管浪费严重的问题。同时改用小楷毛笔之后不会产生玻璃碎片，教师就不用担心学生手被划伤。

2.3 药品方面

例如“影响酶活性的条件”实验，经常用α-淀粉酶和可溶性淀粉溶液来探究温度对酶活性的影响。但是α-淀粉酶成本高，甚至很多县级高中也不容易买到。通过对比试验，发现改用唾液淀粉酶来做实验，也会得到同样的效果。这样改进之后，药品的成本几乎为零，为学校节省了资金，同时培养了学生的节俭意识。另外，改进实验后，学生可以用自己的唾液淀粉酶作为实验药品，大大激发了学生的兴趣。

3 实验过程安全化

教师不但要组织学生做好一个个的实验，更要在实验准备和开展过程中给学生做好安全防范教育。高中生物实验室中常见的安全问题有割伤、烫伤和中毒。

3.1 防割伤

例如“检测生物组织中的脂肪”实验，一般要用双面刀片切割花生子叶，因为双面刀片两面都有刀刃，且非常锋利，所以学生在开展本实验时就容易割伤手。通过实践发现，在实验开始前让每个学生准备一支写完的中性笔芯，剪下约3 cm的一段，将其纵向划开，然后让学生把它套在双面刀片的其中一侧。这样，在做切片时就可以避免割伤手指。运用写完的中性笔芯改进实验还实现了废物再利用，体现了实验的绿色化。

3.2 防烫伤

例如“检测生物组织中的还原糖”实验，要用酒精灯给大烧杯加热以便给试管提供水浴环境。因为酒精灯的火焰颜色不明显，三脚架经酒精灯加热后会变得很烫，所以学生在做本实验时容易被酒精灯火焰和三脚架烫伤。建议将加热装置统一改成电饭煲，一个容下60支试管的电饭煲可以滿足全班学生实验的要求。这种改进大大降低了酒精灯的使用，节约了实验材料。

3.3 防中毒

例如“绿叶中色素的提取和分离”实验，提取时经常用到丙酮，分离时用由20份石油醚、2份丙酮和1份苯混合而成的层析液。因以上几种有机溶剂都有毒，所以可以在试剂方面进行改进：提取色素时用无水乙醇来代替丙酮，分离色素时用93号汽油来代替层析液。对普通高级中学来说，这两种试剂更容易寻获。

4 实验设计绿色化

有些生物实验在开展过程中会产生废液。目前，仍有不少学校在实验完成后将废液直接倒入下水道，造成严重的污染。如果用绿色环保的思路对这些实验进行改进，可以帮助学生形成人与自然和谐相处、共同发展的理念，培养学生防治污染、保护环境的责任感。

4.1 合理替代药品，阻止污染产生

例如“细胞大小与物质运输的关系”实验，在实验中要用到NaOH。NaOH是强碱，具有腐蚀作用，所以本实验产生的废液会对环境造成污染。通过对比试验发现，使用红墨水代替NaOH实验效果良好，能有效阻止污染产生。

4.2 废液正确处理，防止污染扩散

例如“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验，要用酸性重铬酸钾溶液检测酒精的产生，重铬酸钾溶液中的铬元素为正六价，毒性较强，是公认的致癌物。如果将废液直接倒入下水道会严重污染环境，所以应该对废液进行严格处理。在中学实验室建议用“还原沉淀法”对酸性重铬酸钾溶液进行处理，使六价铬还原为三价铬，三价铬毒性较弱，是一种人和动物必需的微量元素。具体操作为：向酸性废液中加入还原剂（如FeSO4、Na2SO3或Fe等），可以将Cr6+还原成Cr3+，再加入氢氧化钠或石灰水，使其在碱性条件下生成氢氧化铬沉淀，从而去除铬离子。这种处理办法还能中和废液中的酸，也是防止酸污染的一条途径。

4.3 适当辅助教学，尽量避免污染

例如“电泳”实验，经常要用到SDS（十二烷基硫酸钠）和聚丙烯酰胺等，其中SDS和聚丙烯酰胺的单体丙烯酰胺都属于急性毒性物质。对于高中生而言，这类实验最好改用多媒体来辅助教学，如将实验的具体操作过程做成交互式课件，由教师来模拟操作以达到实验教学的目的。这种辅助的办法还可以解决许多普通高中没有硬件条件完成这类实验的困难。

总之，新课标高中生物实验准备时材料和药品的选择、实验开展时方法和程序的设计都可以进行改进。通过广大教师对生物实验的改进，相信高中生物实验会变得更明显、更节约、更安全、更绿色。