提高高中生物学实验教学的有效性

【前言】提高高中生物学实验教学的有效性由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。课本中材料选用新鲜的菠菜叶，但效果不理想，这与细胞中色素含量及提取液中色素的浓度有关。本人尝试将新鲜的菠菜、小白菜、花瓶菜菜叶先摊开在空气中晾一段时间，去掉多余的水分，进行了如下的对比实验，见表1。 从表1可见，晾干的墨绿色花瓶菜滤液的颜色较深，色素...

人教版高中生物教科书中有的实验，因试剂选择不佳，实验效果不明显；有的实验所需器材较多、操作步骤繁杂，实验耗时较长，课堂内难以完成。导致学生对生物实验缺乏学习兴趣，在认识上产生困难，在技能操作上无法达到熟练程度，实验教学的有效性不高。

本文以“绿叶中色素的提取和分离”和“检测生物组织中的糖类”的实验教学为例，谈谈提高高中生物学实验教学有效性的若干做法。

一、“绿叶中色素的提取和分离”实验教学

高中生物必修1“绿叶中色素的提取和分离”实验，所需器材、药品多，操作步骤繁杂，实验耗时长，课堂内实验难以完成，且效果往往不佳。同时，丙酮、层析液易在配制和实验过程中挥发，对人体有害；实验结束后，需整理和清洗较多的实验器材、仪器，实验员的工作量很大。结合多年的生物实验教学实践，本人通过对照实验，在提取色素材料的选择、实验仪器的改进、样液提取方法和划线方法等方面进行了探索。做到简化操作，提高效果，节省时间，明显提高该实验教学的有效性。

1.提取色素材料（菜叶）的选择

课本中材料选用新鲜的菠菜叶，但效果不理想，这与细胞中色素含量及提取液中色素的浓度有关。本人尝试将新鲜的菠菜、小白菜、花瓶菜菜叶先摊开在空气中晾一段时间，去掉多余的水分，进行了如下的对比实验，见表1。

从表1可见，晾干的墨绿色花瓶菜滤液的颜色较深，色素浓度高，层析的效果最佳。

2.实验仪器的改进

该实验课本选用的器材种类繁多，操作复杂，学生不易掌握。在研钵中的研磨、加入SiO2、碳酸钙等目的是为了更好地破坏叶肉组织中的细胞结构，得到更多的色素。若实验小组合作用榨汁机取代研钵、小玻璃漏斗、SiO2进行研磨，一台榨汁机在3分钟内榨出的液汁可供全班同学使用。方便快捷，大幅度地缩减了样液提取时间，简化操作过程，学生容易把握叶绿体中色素的分离这一实验重点。

3.提取色素样液方法的改进

改进后的操作方法为称取100g去粗叶脉花瓶菜叶，摊开晾干，减少部分水分，剪碎菜叶，放入榨汁机中榨汁，叶汁用纱布过滤，装入100ml烧杯，放入少许CaCO3搅拌；取5毫升样液装入试管，再取5毫升丙酮混合振荡即可。见表2。

从表2可见，样液的提取时间由原来的8～9分钟缩减到3分钟，而且改进后的样液的色素浓度较之改进前的更高。同时减少了和丙酮的直接接触。使我们与有毒物质接触的时间大大缩短，有毒、有害物质在实验室挥发大大减少了，从而有效地减少丙酮等有毒物质对学生身体健康的影响。

4.滤纸条上划线方法的改进

课本介绍的是用玻璃毛细管来划滤液细线。由于玻璃易碎，所拉的毛细管不能拉得过细，所以划出的滤液线一般宽度达4毫米以上，影响分离效果。特别是在玻璃毛细管的管口不平时，由于下水不畅，滤液细线粗细不均，各点色素含量不均，更是影响色带的形成和形状。

改用折叠划线法，即只需将少许样液滴在玻璃片上，再将滤纸在划线处折叠，将折线沾取滤液后，放在电炉上快速烘干，重复3～5次，划出的滤液线比较细且均匀，效果明显，见表3。

改进后滤纸层析色带宽，界限明显，均能在滤纸条上能够清晰地观察到4种色素的，说明改进实验取得了良好的实验效果。见下图1。

改进前后器材及效果对比图

二、“检测生物组织中的糖类”实验教学

“检测生物组织中的糖类、脂肪和蛋白质”实验步骤较繁琐，实验效果不明显。笔者进行下列改进，简化实验步骤，实验效果显著提高。

1.实验材料的选择

各取梨、苹果、萝卜三种材料果肉部分100g，用榨汁机磨成组织样液，用纱布过滤后，分别滴入斐林试剂，结果见表4。

说明：“初”表示刚刚出现颜色变化；“终”表示组织样液完全变为砖红色。

从表4可见：萝卜的实验效果较不明显，且其受季节限制，取材不便，榨出来的汁较少。在加入斐林试剂的组织样液的开水中，过1分钟左右，样液的颜色立即由砖红色转变成棕色。（3）苹果组织样液本身颜色较梨的样液颜色深，在空气中易氧化，影响实验结果，而梨汁在空气中氧化的速度较慢，效果最佳。

2.实验仪器的改进

应用热水壶烧开的水进行水浴取代酒精灯加热，用榨汁机榨汁获得组织样液。见表5。

按照每班28组，每2组合用1个烧杯进行水浴（300mL水量）加热，共需开水4200mL，一个班一壶开水就够了。利用电热壶和榨汁机为实验仪器，不仅可以免用9种器材，更重要的是能大大地简化操作难度，减少实验时间，且效果明显。

3.实验试剂的改进

用班氏试剂和斐林试剂，分别与苹果、梨、萝卜等组织样液进行实验。实验现象见表6。其中班氏试剂配方为：①400mL水中加入85g的柠檬酸钠和50g的无水碳酸钠；②50mL的加热的水中加入8.5g的无水硫酸铜；③把②溶液倒入柠檬酸钠-碳酸钠溶液中，一边加一边搅，如产生沉淀可以滤去。

从表6可见，在苹果、梨的样液中斐林试剂反应的速度比较快，还原糖含量较低的萝卜样液中班氏试剂略快。但班氏试剂的实验结果在3种材料中都要稳定得多。

4.有关试剂敏感性问题的研究

为了进一步探索上述两种试剂在还原糖含量低的样液中反应的情况，笔者将苹果和犁的组织样液各按1：1和1：5（注：稀释样液的比例是按1ml的样液兑4ml的水为1：5，以下类同）的比例进行稀释，实验结果说明，1：5的比例时，班氏试剂的反应速度较快，反应结束后，能够较长时间保持样液的砖红色。因此，笔者继续将梨的样液按1：6～1：10不同的比例稀释后，分别与斐林试剂和班氏试剂进行了3次改进实验，实验现象见表7。

从表7可见，随着梨组织液稀释比例的增大，还原糖的浓度的下降，班氏试剂反应的速度明显较斐林试剂的反应快，且在稀释比为1：10时，斐林试剂无法完全反应，出现分层状态，下层产生沉淀，反应无法继续进行。因此，可以判断此时为斐林试剂的材料浓度临界点。说明在低含量还原糖的情况下，班氏试剂的敏感性比斐林试剂强。

5.实验反思

通过实验的改进，完成实验所需的仪器得到大大的简化，榨汁机和电热水壶的应用，每组实验器材从15件减少9件，减少率达60%。如果每班按28组分组实验进行计算，全班可节省器材252件，净增新设备2件，且可全班公用，既减少教师准备实验的劳动强度和工作量，又减少实验的繁杂。通过班氏试剂和斐林试剂的对比实验，证明班氏试剂的颜色反应结果稳定。特别是在还原糖较低浓度时，班氏试剂的敏感性较强。因此，选用班氏试剂来代替斐林试剂能取得更好的实验效果，从而提高该实验的教学有效性。

以上两个实验适当改进后，再通过对比实验的观察记录与分析，为实验有效教学的实施提供依据，提升了学生学习的自我效能感，实验教学有效性得以体现。