劉華
摘要:在人教版高中生物選修一《生物技術(shù)實踐》這門課程中,實驗教學所占的比重最大。由于本門課程和現(xiàn)代生物技術(shù)的聯(lián)系比較密切,對教師素質(zhì)的要求就特別高。因此,強化《生物技術(shù)實踐》這門課程的實驗教學研究就顯得非常重要了。擬結(jié)合這本教材的具體實驗案例來探討如何進行本門課程的實驗教學。
關(guān)鍵詞:高中生物 技術(shù)實踐 實驗教學 自2010年7月四川省普通高中實施新課程改革以來,高中生物課程選修模塊中均統(tǒng)一使用人教版選修1《生物技術(shù)實踐》,這是我國普通高中首次開設(shè)的一門生物課程,這個模塊“重在培養(yǎng)學生設(shè)計實驗、動手操作、收集證據(jù)等科學探究的能力,增進學生對生物技術(shù)應用的了解”。本文依據(jù)四川省《考試說明》對《生物技術(shù)實踐》中的實驗要求,結(jié)合本校教學實際對選修1的實驗教學進行了初步的研究。
專題一:
課題1.果酒和果醋的制作
在進行這個實驗的時候,教師在學生自主學習的基礎(chǔ)上,講解相關(guān)的理論知識,如酵母菌的代謝特點,為什么果酒發(fā)酵過程中其他雜菌不能生長繁殖?規(guī)范實驗操作,強調(diào)注意事項以及實驗安全。實驗中需要的榨汁機、發(fā)酵瓶以及滅菌鍋等,可以用75%的酒精對手和發(fā)酵瓶進行消毒,用手代替榨汁機,玻璃瓶、礦泉水瓶等可以作發(fā)酵瓶(未開封)。在實驗的過程中,要盡量將葡萄捏碎一些,瓶蓋不應旋緊,以便發(fā)酵時排出CO2,加入少量活化的酵母菌使效果明顯。制作完成,學生帶回教室,每天觀察現(xiàn)象并做好記錄,待有酒味后,自選幾組擰開瓶蓋,蓋上無菌紗布,制作果醋。最后進行展示交流,分析實驗成敗與得失。
專題二:
課題1.微生物的培養(yǎng)與運用
在進行專題二課題1“微生物的實驗室培養(yǎng)”教學時,首先結(jié)合教材插圖,讓學生對固體和液體培養(yǎng)基有感性認識,然后通過資料分析,認識培養(yǎng)基的組成成分。關(guān)于無菌技術(shù)則在學生了解實驗操作過程中如何防止雜菌污染的基礎(chǔ)上,理解消毒與滅菌的區(qū)別,并了解常用的消毒和滅菌方法。學生可以操作倒平板、平板劃線法、稀釋涂布平板法等,結(jié)合微生物分布的普遍性的實驗探究,讓學生意識到日常的生活環(huán)境中,每時每刻每處都存在著微生物,任何一個不經(jīng)意的動作都可能將某種微生物引入到培養(yǎng)物中,從而深刻理解無菌操作的重要性。再比如,進行“土壤中分解尿素的細菌的分離與計數(shù)”這節(jié)實驗課時,先要進行菌株篩選,然后再統(tǒng)計菌落的數(shù)量,可以使用稀釋涂布平板法進行,然后設(shè)置對照。進行土壤取樣時,比較方便,可以就近去公園或者郊區(qū)的農(nóng)田獲取土壤。
專題三:
課題1.菊花的組織培養(yǎng)
在進行“菊花的組織培養(yǎng)”這節(jié)實驗時,步驟如下:先制備MS固體培養(yǎng)基,通常情況下,實驗室常用4℃保存的培養(yǎng)基母液來進行制備;然后選取菊花莖段,要選擇成長比較旺盛的嫩枝,然后在無菌水里進行清洗消毒;接下來就是進行接種工作,接種時要特別注意消毒,每瓶應該接種6-8塊外植體;接種完成后就放在無菌箱中進行培養(yǎng),每天應該確保12小時的光照;待生出根后將其移栽到土壤中,每天觀察幼苗的生長情況,并做記錄。由于這個實驗所花的時間比較長,對于課堂上來說,可以運用交互式白板,向?qū)W生展示實驗的過程,并進行講解。
專題四:
課題1.果膠酶在果汁生產(chǎn)中的作用
在果汁的生產(chǎn)中,經(jīng)常會出現(xiàn)果肉出汁率低以及果汁黏度較高的問題,教師可以聯(lián)系學生已有的關(guān)于酶的知識,引導學生認識果膠酶的特性及其作用。
進行實驗之前,應該先回顧必修一“探究影響酶活性的條件”,此時自變量是溫度或者PH,可以設(shè)置相應的溫度梯度或者PH梯度;在探究溫度對酶活性的影響時,在淀粉酶與淀粉混合之前應處于相應的溫度下5MIN;而在探究PH對酶活性的影響時,應先用體積分數(shù)為0.1%的氫氧化鈉或鹽酸溶液調(diào)節(jié)反應液中的pH;而因變量酶的活性則是通過測定果汁量來定量分析的。還探究了果膠酶的最適用量,對生產(chǎn)實踐具有指導意義。
專題五:
課題3.血紅蛋白的提取和分離
蛋白質(zhì)是我們身體不可或缺的重要物質(zhì),在大量的事物里都含有蛋白質(zhì)成分,下面我們就通過實驗學習初步的蛋白質(zhì)分離法。
首先要進行取樣,選取日常生活中常見的豬或兔的血液來進行蛋白質(zhì)的分離。經(jīng)過對紅細胞的洗滌、蛋白質(zhì)的釋放、透析等步驟,將蛋白質(zhì)液收集起來;接下來進行凝膠色譜操作。對于沒有條件的學校,可以自己動手制作凝膠色譜柱。這樣既節(jié)省成本,也能鍛煉學生的動手能力。制作完成后,要進行凝膠色譜柱的裝填工作,裝填要按照步驟進行,且確保柱內(nèi)不能有氣泡產(chǎn)生。裝填完成后,就要進行樣品的加入和洗脫。加入時,應該使用吸管把1毫升透析之后的樣品添加到色譜柱的頂部,確保樣品不能滲透到凝膠床內(nèi)。待樣品完全進入凝膠層,然后就進行洗脫。最后等到蛋白質(zhì)接近色譜柱的頂部時,就用試管收集留出的液體。
專題六:
課題2.胡蘿卜素的提取
本課題是必修1《葉綠體中色素的提取與分離》的深化,要求學生初步學會胡蘿卜素的提取技術(shù)和紙層析的操作方法。采用問題引導學生自學就能較好完成基礎(chǔ)知識的教學,難點在于胡蘿卜素的提取的實驗設(shè)計和操作過程。首先要選擇萃取劑,應該選擇溶解度大、沸點高且與水不相容的萃取劑,如四氯化碳等,另外還要考慮影響的萃取的因素,比如,顆粒物的大小、含水量以及萃取的溫度等;胡蘿卜應先處理成細小的顆粒,這樣干燥時易除去多余的水分,然后再徹底粉碎;萃取和濃縮時要注意先開冷凝水,再開酒精燈,操作時要確保安全,將獲得實驗數(shù)據(jù)進行整理,然后進行驗證,看是否出現(xiàn)胡蘿卜素層析帶。
綜上所述,高中生物選修一是一門和實際生活聯(lián)系比較密切的課程,因此,如何上好實驗課對于教學質(zhì)量的提升至關(guān)重要。本文結(jié)合選修一中的幾個實驗實例,分析了如何進行實驗教學,期待對這門課的教學有所啟迪。
參考文獻:
[1]教育部.普通高中生物課程標準[M].北京:人民教育出版社,2003.
[2]四川省教育考試院.普通高中招生考試理科綜合能力測試生物學科考試說明.2014.
[3]肖安慶,李通風.電子白板在高中《生物(選修1)》實驗教學的創(chuàng)新應用[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2011,18(12):39-40.
[4]禹雙根.探索選修一《生物技術(shù)實踐》的實驗教學[J].中學生物學,2012,11(10):20-22.
[5]潘良飚.高中生物選修模塊教學研究[J].教育教學論壇,2014,02(03):81-82.