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試論高中生物實(shí)驗(yàn)分析的一般方法
在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，我們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)不少學(xué)生只重視實(shí)驗(yàn)結(jié)果，不重視分析結(jié)果；只滿足于實(shí)驗(yàn)的成功，而不愿對實(shí)驗(yàn)失敗的原因進(jìn)行分析。造成這種現(xiàn)象的原因，除了是學(xué)生對實(shí)驗(yàn)的根本目的缺乏深刻的認(rèn)識而外，不懂得如何分析實(shí)驗(yàn)、沒有掌握實(shí)驗(yàn)分析的一般方法是非常重要的因素。生物學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，在實(shí)驗(yàn)過程是，會(huì)有多種因素影響、干擾實(shí)驗(yàn)結(jié)果，致使實(shí)驗(yàn)失敗。此時(shí)，實(shí)驗(yàn)分析就顯得很重要：一方面，可以找出并排除影響因素，使實(shí)驗(yàn)重做晨能獲得成功；另一方面，還可以總結(jié)出經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，甚至可能還有意外的收獲、新的發(fā)現(xiàn)，這在科學(xué)史上是不乏其例的。因此，盡管現(xiàn)行高中生物教學(xué)大沒有明確實(shí)驗(yàn)分析這一目的，而且實(shí)驗(yàn)也比較簡單，筆者覺得，在高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，除了使學(xué)生達(dá)到提高動(dòng)手能力、了解實(shí)驗(yàn)原理和方法、驗(yàn)證所學(xué)知識這些目的以外，教育學(xué)生辯證地看竺實(shí)驗(yàn)的成功與失敗、教給學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析的一般方法、初步培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析的能力還是必要的！１實(shí)驗(yàn)分析的一般方法——“四步分析法”
筆者在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，注重培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)分析的能力，并就實(shí)驗(yàn)分析的方法進(jìn)行了初步探索，總結(jié)歸納成了“四步分析法”，即從取材、藥品與試劑、步驟及操作、顯微鏡的使用四個(gè)方面對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析的方法。
１．１第一步：取材分析
正確取材是實(shí)驗(yàn)成功的第一步。有的學(xué)生實(shí)驗(yàn)失敗的原因，往往是取材不正確而引起的，因而在實(shí)驗(yàn)分析時(shí)，要首先考慮取材是否正確。例如，實(shí)驗(yàn)一“觀察植物細(xì)胞的有絲分裂”（以下簡稱“實(shí)驗(yàn)一”）中，準(zhǔn)確切取洋蔥根尖生長點(diǎn)部位，是實(shí)驗(yàn)成功的前提。一些學(xué)生制成的裝片中往往看不到或看到很少的分裂相細(xì)胞，就是因?yàn)榍腥〔课徽_導(dǎo)致的，即沒有選準(zhǔn)根尖的生長點(diǎn)部位。實(shí)驗(yàn)二“觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離和復(fù)原”（以下簡稱“實(shí)驗(yàn)二”）中，取材部位應(yīng)該是在新鮮的洋蔥鱗片葉外表皮的紫色較深處。而在內(nèi)表皮或紫色很淺的部位取材，往往觀察不到或僅有很少紫色液泡。實(shí)驗(yàn)三“觀察根對礦質(zhì)元素離子的交換吸附現(xiàn)象”（以下簡稱“實(shí)驗(yàn)三”）中，剪取的是有活性的根，如果是死根、爛根，則觀察不到預(yù)期的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)四“葉綠體色素的提取的提取和分離”（以下簡稱“實(shí)驗(yàn)四”）中，選取的時(shí)片要肥厚、色濃，而老葉、發(fā)黃的葉子則不能選齲
１．２第二步：藥品與試劑分析
藥品與試劑的量、濃度、純度等都是影響實(shí)驗(yàn)正確結(jié)果的重要因素，要逐一檢查，不能忽視。
１．２．１關(guān)于量的問題。有些實(shí)驗(yàn)對藥品與試劑的量有一定的要求，如實(shí)驗(yàn)四中，丙酮、層析液的量就要按規(guī)定使用：提�。担缛~片中的色素，用２ｍｌ丙酮是適中的，若丙酮過多，會(huì)使色素濃度降低，減少濾紙條上色素的量，使分離效果不明顯；若丙酮少了，色素提取又不充分。色素分離時(shí)，向燒杯中例入層析液時(shí)，其量的標(biāo)準(zhǔn)是液面不能超過１ｃｍ（距燒杯底），否則將沒及濾紙條上的濾液細(xì)線，色素就迅速溶解到層析液中去了，結(jié)果在濾紙條上得不到相應(yīng)的色素分離圖譜。
１．２．２關(guān)天濃度問題。實(shí)驗(yàn)中，規(guī)定的濃度，都是人們經(jīng)過多次試驗(yàn)后，認(rèn)為最適合的。實(shí)驗(yàn)員在實(shí)驗(yàn)前配制藥品與試劑時(shí)，濃度要配準(zhǔn)，否則將會(huì)影響學(xué)生實(shí)驗(yàn)。如蔗糖溶液濃度較高時(shí)（高于３０％），會(huì)使細(xì)胞因發(fā)生強(qiáng)烈質(zhì)壁分離而失水過多，細(xì)胞死亡，不能復(fù)原。亞甲基藍(lán)溶液在配制時(shí)，要求更高，濃度高一點(diǎn)點(diǎn)，就會(huì)影響根的活性。
１．２．３關(guān)于純度問題。有的實(shí)驗(yàn)如實(shí)驗(yàn)三對試劑的純度有蔣高的要求，如果所用蒸餾水中混入雜質(zhì)陽離子，或用自來水代替，則漂洗時(shí)，不僅洗去了浮在根細(xì)胞表面的亞甲基藍(lán)陽離子，而且也會(huì)把吸附在根細(xì)胞表面的亞甲基藍(lán)陽離了交換下來；在對比實(shí)驗(yàn)中，含雜質(zhì)陽離子的蒸餾水也會(huì)變藍(lán)。
１．３第三步：步驟及操作分析
步驟及操作是否正確是影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果的主要因素，故應(yīng)重點(diǎn)分析，主要有以下三種情況。
１．３．１漏做某個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟。實(shí)驗(yàn)步驟不能少，如實(shí)驗(yàn)一中，根尖用１０％鹽酸解離后，若不經(jīng)漂洗直接染色，則染色效果極差，因?yàn)楦馍细街柠}酸將和堿性染料起中和反應(yīng)，從而影響著色；制片時(shí)，用鑷子尖把根尖開碎，這一步也易漏掉。實(shí)驗(yàn)三中根經(jīng)亞甲基藍(lán)染色后，若不用蒸餾水反復(fù)沖洗，在后面的對比實(shí)驗(yàn)中，蒸餾水也將變藍(lán)。
１．３．２操作方法錯(cuò)誤。在具體操作某個(gè)步驟時(shí)，沒有按規(guī)定的操作方法做，肯定會(huì)影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。如臨時(shí)裝片制作時(shí)，有的學(xué)生將蓋玻片直接放在清水滴上，這樣制成的裝片中，氣泡較多，嚴(yán)重影響觀察。實(shí)驗(yàn)二中，應(yīng)用鑷子撕取洋蔥表皮，而不少學(xué)生是用刀片削或挖，以至取出的表皮較厚，這樣在顯微鏡下也就看不到單層細(xì)胞。
１．３．３操作不嚴(yán)格。如解離、染色時(shí)間不夠，漂洗的時(shí)間或次數(shù)不足。制作洋蔥表皮臨時(shí)裝片時(shí)，未將清水滴中卷起的表皮平展開來；做質(zhì)壁分離復(fù)原實(shí)驗(yàn)時(shí)，滴入清水的次數(shù)少，濾液細(xì)線劃得不細(xì)不齊都會(huì)對實(shí)驗(yàn)果有一定的影響。
１．４第四步：顯微鏡的使用分析
需用顯微鏡的實(shí)驗(yàn)，有時(shí)會(huì)因?yàn)轱@微鏡的操作，鏡頭污染等問題，而影響觀察，看不到已經(jīng)出現(xiàn)的現(xiàn)象或結(jié)果。顯微鏡的操作要按一定的程序進(jìn)行，如對光程序、高倍鏡觀察程序等。有的學(xué)生不按程序操作，結(jié)果既耽誤了時(shí)間，又觀察不到相應(yīng)的結(jié)果，而且易損壞顯微鏡。例如常有學(xué)生在用高倍鏡觀察時(shí)，把蓋玻片壓碎了，弄臟了鏡頭，就是由于這些學(xué)生在下降鏡筒時(shí)，眼睛看的是目鏡而不是物鏡，這樣，鏡筒下降到什么位置就不知道了。正確的程序應(yīng)該眼睛看著物鏡，同時(shí)下降鏡筒，讓物鏡接近裝片，然后眼看目鏡、調(diào)節(jié)細(xì)準(zhǔn)焦螺旋直至觀察到清晰物像。此外，目鏡或物鏡頭被嚴(yán)重污染、焦距沒有調(diào)好、放大倍數(shù)不夠、視野較暗、標(biāo)本不在通光孔的中心位置等諸多因素，都會(huì)直接影響觀察。
以上介紹的“四步分析法”緊扣教材，貼近學(xué)生的知識水平，符合學(xué)生的思維習(xí)慣，容易被學(xué)生接受并掌握，而且經(jīng)過嘗試，也取得了良好的效果。因此，該方法可以作為高中生物實(shí)驗(yàn)分析的一般方法。
２“四步分析法”的應(yīng)用
“四步分析法”可以在實(shí)驗(yàn)課上講授，也可以在實(shí)驗(yàn)（理論）專題復(fù)習(xí)課中講授。在具體的實(shí)驗(yàn)分析或解題過程中，既可順次運(yùn)用，亦可綜合運(yùn)用，具體問題，靈活分析。
例１．實(shí)驗(yàn)一中，在顯微鏡視野里，幾乎看不到分裂相細(xì)胞，試分析其原因。
分析：①從取材角度看，可能是沒有取準(zhǔn)生長點(diǎn)部位導(dǎo)致的；②從步驟及操作角度看，可能是沒有壓片過程導(dǎo)致標(biāo)本太厚，看不到單層細(xì)胞；③從顯微鏡使用角度看，可能是沒有移動(dòng)尋找。
例２．實(shí)驗(yàn)二中，質(zhì)壁分離后進(jìn)行復(fù)原時(shí)發(fā)現(xiàn)復(fù)原效果較差，其原因可能有哪些？
分析：①蔗糖溶液在配制時(shí)，濃度過大，質(zhì)壁分離強(qiáng)烈，細(xì)胞失水過多而死亡；②質(zhì)壁分離時(shí)間長了，未及時(shí)復(fù)原，細(xì)胞死亡；③滴入清水次數(shù)少或只滴入一次。
例３．實(shí)驗(yàn)三中，在做對比實(shí)驗(yàn)時(shí)，蒸餾水也變藍(lán)了，分析其原因。
分析：①是沒有漂洗或漂洗次數(shù)少；②是蒸餾水中混入了雜質(zhì)陽離子。
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