環(huán)保理念指導(dǎo)下的生物實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新論文

　　【內(nèi)容提要】從資源保護(hù)、環(huán)境保護(hù)、降低成本等方面對(duì)現(xiàn)行中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)的材料、儀器用品和方法進(jìn)行探索和創(chuàng)新。

　　【摘 要 題】教研心得

　　【關(guān) 鍵 詞】環(huán)保理念/生物實(shí)驗(yàn)/探索與創(chuàng)新

　　【正 文】

　　為提高學(xué)生創(chuàng)新的實(shí)踐能力，中學(xué)生物新課程設(shè)置了“學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)”“課外實(shí)踐”“調(diào)查”“技能訓(xùn)練”“觀察與思考”等，形式生動(dòng)活潑，內(nèi)容豐富多彩。這對(duì)于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)動(dòng)手能力、提高科學(xué)素養(yǎng)、發(fā)掘創(chuàng)造潛能無(wú)疑是非常重要的。面對(duì)大量增加的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，學(xué)校實(shí)驗(yàn)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(xué)校辦學(xué)條件、經(jīng)費(fèi)情況而言，一味地等待解決，無(wú)疑于事無(wú)補(bǔ)。努力學(xué)習(xí)，不斷跟進(jìn)，充分利用現(xiàn)有資源，才不失為解決問(wèn)題的上策。下面就這一問(wèn)題分兩個(gè)方面與同行商榷。

　　1 關(guān)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)的理念和原則

　　(1)環(huán)境保護(hù)的原則 《中國(guó)環(huán)境報(bào)》2004年3月19日頭版發(fā)出題為《實(shí)驗(yàn)室類(lèi)污染將納入環(huán)境監(jiān)管范圍》的報(bào)道稱(chēng)：“2005年1月1日起，科研、監(jiān)測(cè)（檢測(cè)）、試驗(yàn)等單位實(shí)驗(yàn)室、化驗(yàn)室、試驗(yàn)場(chǎng)的污染將納入環(huán)境監(jiān)管范圍�！薄皣�(guó)家環(huán)�？偩忠延谌涨跋掳l(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室類(lèi)污染環(huán)境監(jiān)管的通知》，詳細(xì)規(guī)定了檢查的重點(diǎn)和要求。”

　　長(zhǎng)期以來(lái)，中學(xué)化學(xué)、生物實(shí)驗(yàn)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(nèi)和局域危害，影響師生的身心健康，及至造成對(duì)居民的危害。隨著人口持續(xù)增長(zhǎng)，學(xué)校數(shù)量規(guī)模不斷增加，同時(shí)，由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的增多，排污種類(lèi)、數(shù)量大增，且點(diǎn)多面廣，難以集中治理，因此，中學(xué)實(shí)驗(yàn)室的污控問(wèn)題必須擺到環(huán)保監(jiān)管的層面上來(lái)。

　　(2)節(jié)約資源的原則 建設(shè)節(jié)約型的社會(huì)是體現(xiàn)我國(guó)堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的基本保障。節(jié)約資源、反對(duì)浪費(fèi)，堅(jiān)持回收利用的理念應(yīng)貫徹落實(shí)到一切領(lǐng)域之中。就中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)而言，必須改進(jìn)那些浪費(fèi)嚴(yán)重、消耗量大、排污量大的實(shí)驗(yàn)。

　　(3)以人為本的原則 隨著社會(huì)物質(zhì)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(huì)各個(gè)領(lǐng)域。學(xué)校是人才的搖籃，教育是國(guó)家的奠基。學(xué)校是人口密度最大的局域。目前，許多超大規(guī)模的學(xué)校、班級(jí)可謂比比皆是。如何在中學(xué)實(shí)驗(yàn)中探索出一套“人本化”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，減少實(shí)驗(yàn)室室內(nèi)污染，保障學(xué)生和教師的身心健康、減輕實(shí)驗(yàn)教師的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少和避免事故是改進(jìn)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

　　(4)降低成本的原則 教育經(jīng)費(fèi)不足將是困擾教育事業(yè)發(fā)展的一個(gè)長(zhǎng)期的瓶頸。因此，中學(xué)實(shí)驗(yàn)，應(yīng)倡導(dǎo)開(kāi)源節(jié)流，降低成本，在保證實(shí)驗(yàn)效果的前提下，研究改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，用方便易得，價(jià)格低廉，可循環(huán)利用的材料、用具進(jìn)行替代。

　　(5)簡(jiǎn)便快捷的原則 一節(jié)課的時(shí)間有限，有的實(shí)驗(yàn)程序繁瑣、操作不便、耽誤時(shí)間，往往沒(méi)有做完，下一個(gè)班就進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。這種現(xiàn)象是普遍存在的。用簡(jiǎn)便快捷的方法同樣驗(yàn)證深刻的道理，減小勞動(dòng)強(qiáng)度，節(jié)省時(shí)間，提高效率，維護(hù)好實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律，為學(xué)生探究活動(dòng)騰出時(shí)間和空間，是探索實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的一項(xiàng)值得研究的問(wèn)題。

　　總之，教師必須富于創(chuàng)新精神，以創(chuàng)造性思維來(lái)審視教學(xué)內(nèi)容。大膽探索，努力實(shí)踐，使自己成為時(shí)代所需的創(chuàng)造型教師。

　　2 關(guān)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)的思路和途徑

　　(1)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn) 教材上的實(shí)驗(yàn)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(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)相去甚遠(yuǎn)。這樣，就有必要改進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。如“觀察唾液淀粉酶的消化作用”這一學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)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(jìn)，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(wèn)題迎刃而解。

　　(2)實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn) 教材上例舉的一些實(shí)驗(yàn)材料，有的在當(dāng)?shù)刭I(mǎi)不到，如黑藻；有的制備起來(lái)難以取得好的效果，如用蘇丹Ⅲ鑒定花生子葉細(xì)胞中的脂肪；有的費(fèi)時(shí)費(fèi)力浪費(fèi)嚴(yán)重，如：鑒定水果的可溶性還原糖，蘋(píng)果、梨買(mǎi)來(lái)后要削皮、切塊、研磨、榨汁、過(guò)濾、分裝；有的難以讓學(xué)生找齊找全材料，學(xué)校購(gòu)置開(kāi)支又太大，如制作“DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型”，自己制作則需六色塑片若干并剪成規(guī)范圖形，釘書(shū)針連接，粗細(xì)鐵絲固定，十分麻煩。若買(mǎi)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(lèi)的問(wèn)題不勝枚舉。筆者積極進(jìn)行改進(jìn)，亦取得不錯(cuò)的效果，例如，用蘋(píng)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(jiàn)方足矣，顯微鏡觀察頗佳。用彩色膠印的DNA雙螺旋結(jié)構(gòu)模型材料圖片，發(fā)給學(xué)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(shí)驗(yàn)”，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(shuō)實(shí)驗(yàn)材料的改進(jìn)空間很大，可以大膽地探索。

　　(3)儀器用品和裝置的改進(jìn) 要遵循微型化的原則，使實(shí)驗(yàn)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(xué)實(shí)踐中使用效果很不錯(cuò)。實(shí)驗(yàn)室用的滴瓶大多是30mL或60mL，每個(gè)滴瓶分裝量大，浪費(fèi)大，滴管易碎，滴量大而不一，乳膠頭粘結(jié)老化快，難以清洗，滴瓶?jī)A倒后試劑到處亂流，造成污染，買(mǎi)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(guò)），經(jīng)消毒、殺菌、清洗后，用塑料吸管（經(jīng)層析液浸泡60d，未見(jiàn)分解變化）、自行車(chē)氣門(mén)芯膠管制成微型滴瓶，每滴均勻?yàn)?.04mL，有瓶塞，傾倒后試劑不外流，清洗方便，成本只有幾分錢(qián)。又如，教材中使用的毛細(xì)吸管是用細(xì)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(xì)吸管，制成毛細(xì)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(diǎn)是用量大，揮發(fā)量大而嚴(yán)重污染空氣（內(nèi)有石油醚、丙酮和強(qiáng)致癌物苯）。筆者用一小藥瓶（直徑25mm）放0.5mL層析液，放進(jìn)濾紙條，小瓶外倒扣一支長(zhǎng)100mm，內(nèi)徑為25mm的試管，用量少且濾紙不倒，污染得到有效控制。

　　(4)實(shí)驗(yàn)方法的改進(jìn) 科學(xué)方法是邁向成功的金鑰匙，科學(xué)方法是多種多樣的。教材上的實(shí)驗(yàn)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(xué)實(shí)驗(yàn)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(dòng)強(qiáng)度也大，成本相應(yīng)也高。能不能在可能的情況下用試紙法、玻片法來(lái)取代呢？例如用自制的淀粉試紙(10mm×20mm)來(lái)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(jìn)，簡(jiǎn)便易行，效果明顯，何樂(lè)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(nèi)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(píng)果原汁飲料，搖勻，而后把玻片在酒精燈上迅速過(guò)火，立即顯現(xiàn)磚紅色。

　　(5)試劑的改進(jìn) 教材實(shí)驗(yàn)中給定的試劑是久經(jīng)驗(yàn)證的，但是若在實(shí)踐中做一些變動(dòng)調(diào)整，也有新的發(fā)現(xiàn)。例如，碘液遇淀粉變藍(lán)這一反應(yīng)，在實(shí)驗(yàn)中往往是黑紫色的。筆者將標(biāo)定的碘液稀釋3～4倍后，在與淀粉反應(yīng)中則顯示出漂亮的藍(lán)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(xì)胞則視野暗紫，若稀釋1～2倍，則染色質(zhì)或染色體著色好，而細(xì)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(wù)實(shí)的態(tài)度在實(shí)踐中勤于探索，善于動(dòng)腦，敢于創(chuàng)新，樂(lè)于奉獻(xiàn)，我們就能在中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)中有所創(chuàng)新。通過(guò)改進(jìn)，讓學(xué)生也切身感知到不能迷信書(shū)本，不能死學(xué)知識(shí)，應(yīng)勇于探索創(chuàng)新，改革進(jìn)取真正懂得發(fā)明創(chuàng)造、學(xué)無(wú)止境才是教育的終極目標(biāo)。

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