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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,形式生動活潑,內(nèi)容豐富多彩。這對于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)動手能力、提高科學(xué)素養(yǎng)、發(fā)掘創(chuàng)造潛能無疑是非常重要的。面對大量增加的實(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,無疑于事無補(bǔ)。努力學(xué)習(xí),不斷跟進(jìn),充分利用現(xiàn)有資源,才不失為解決問題的上策。下面就這一問題分兩個方面與同行商榷。
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 《中國環(huán)境報》2004年3月19日頭版發(fā)出題為《實(shí)驗(yàn)室類污染將納入環(huán)境監(jiān)管范圍》的報道稱:“2005年1月1日起,科研、監(jiān)測(檢測)、試驗(yàn)等單位實(shí)驗(yàn)室、化驗(yàn)室、試驗(yàn)場的污染將納入環(huán)境監(jiān)管范圍!薄皣噎h(huán)?偩忠延谌涨跋掳l(fā)了《關(guān)于加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室類污染環(huán)境監(jiān)管的通知》,詳細(xì)規(guī)定了檢查的重點(diǎn)和要求!
長期以來,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,及至造成對居民的危害。隨著人口持續(xù)增長,學(xué)校數(shù)量規(guī)模不斷增加,同時,由于學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的增多,排污種類、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)室的污控問題必須擺到環(huán)保監(jiān)管的層面上來。
(2)節(jié)約資源的原則 建設(shè)節(jié)約型的社會是體現(xiàn)我國堅(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各個領(lǐng)域。學(xué)校是人才的搖籃,教育是國家的奠基。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)展的一個長期的瓶頸。因此,中學(xué)實(shí)驗(yàn),應(yīng)倡導(dǎo)開源節(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,價格低廉,可循環(huán)利用的材料、用具進(jìn)行替代。
(5)簡便快捷的原則 一節(jié)課的時間有限,有的實(shí)驗(yàn)程序繁瑣、操作不便、耽誤時間,往往沒有做完,下一個班就進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室。這種現(xiàn)象是普遍存在的。用簡便快捷的方法同樣驗(yàn)證深刻的道理,減小勞動強(qiáng)度,節(jié)省時間,提高效率,維護(hù)好實(shí)驗(yàn)室紀(jì)律,為學(xué)生探究活動騰出時間和空間,是探索實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的一項(xiàng)值得研究的問題。
總之,教師必須富于創(chuàng)新精神,以創(chuàng)造性思維來審視教學(xué)內(nèi)容。大膽探索,努力實(shí)踐,使自己成為時代所需的創(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。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不到,如黑藻;有的制備起來難以取得好的效果,如用蘇丹Ⅲ鑒定花生子葉細(xì)胞中的脂肪;有的費(fèi)時費(fèi)力浪費(fèi)嚴(yán)重,如:鑒定水果的可溶性還原糖,蘋果、梨買來后要削皮、切塊、研磨、榨汁、過濾、分裝;有的難以讓學(xué)生找齊找全材料,學(xué)校購置開支又太大,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,釘書針連接,粗細(xì)鐵絲固定,十分麻煩。若買現(xiàn)成的材料組裝,一套需100多元人民幣,且易損壞。諸如此類的問題不勝枚舉。筆者積極進(jìn)行改進(jìn),亦取得不錯的效果,例如,用蘋果、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。實(shí)驗(yàn)室用的滴瓶大多是30mL或60mL,每個滴瓶分裝量大,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,滴瓶傾倒后試劑到處亂流,造成污染,買一只滴瓶需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),經(jīng)消毒、殺菌、清洗后,用塑料吸管(經(jīng)層析液浸泡60d,未見分解變化)、自行車氣門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。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、玻片法來取代呢?例如用自制的淀粉試紙(10mm×20mm)來取代試管法所用的6mL淀粉糊,用體溫取代37℃水浴恒溫加熱。這樣的改進(jìn),簡便易行,效果明顯,何樂而不為呢?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,再滴加一滴蘋果原汁飲料,搖勻,而后把玻片在酒精燈上迅速過火,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,善于動腦,敢于創(chuàng)新,樂于奉獻(xiàn),我們就能在中學(xué)生物實(shí)驗(yàn)中有所創(chuàng)新。通過改進(jìn),讓學(xué)生也切身感知到不能迷信書本,不能死學(xué)知識,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)無止境才是教育的終極目標(biāo)。
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