張瑞瑞

摘 要 在高中生物教學(xué)中，模擬實(shí)驗(yàn)是一種非常行之有效的教學(xué)手段。它能把復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為理想的簡(jiǎn)單問(wèn)題，使它保留并突出決定實(shí)物本質(zhì)屬性的主要因素，排除次要和偶然因素的干擾，達(dá)到應(yīng)有的目的。

關(guān)鍵詞 高中；生物；模擬實(shí)驗(yàn)；優(yōu)化

中圖分類號(hào)：G718.2，G257.37，N945.15 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2019）07-0080-01

在教學(xué)實(shí)踐中，有些教師在嘗試使用模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)時(shí)會(huì)遇到各種各樣的問(wèn)題，導(dǎo)致許多模擬實(shí)驗(yàn)都被棄之不用。為了節(jié)省課堂時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)效果，使實(shí)驗(yàn)更可行、簡(jiǎn)約、環(huán)保，或者為了改善實(shí)驗(yàn)效果，筆者認(rèn)為可對(duì)部分模擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。

一、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)材料及優(yōu)化案例

在對(duì)高中生物學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行改進(jìn)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：

1.試劑能否替換。某些試劑在使用過(guò)程中危險(xiǎn)性大、污染環(huán)境或者較為昂貴，因此可以考慮是否能夠找到一種類似的廉價(jià)環(huán)保實(shí)驗(yàn)材料。

2.選擇效果更好的實(shí)驗(yàn)材料。分析教材實(shí)驗(yàn)中的缺陷及實(shí)驗(yàn)效果，考慮是否可以選取一種使實(shí)驗(yàn)效果更好的實(shí)驗(yàn)材料。

3.）材料能否替換。由于地域差異，某些實(shí)驗(yàn)材料可能不便獲得，因此，可以考慮是否能用其它實(shí)驗(yàn)材料而達(dá)到同樣的實(shí)驗(yàn)效果。

二、優(yōu)化模擬實(shí)驗(yàn)步驟和方法及案例

對(duì)于某些步驟復(fù)雜繁多的實(shí)驗(yàn)，可以考慮其步驟和方法能否簡(jiǎn)化或優(yōu)化，在保證實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮驮聿蛔兊那闆r下，采取更加可行簡(jiǎn)約的實(shí)驗(yàn)步驟和方法。

案例：《重組DNA分子的模擬操作》的優(yōu)化

教材中的實(shí)驗(yàn)僅限于“目的基因與運(yùn)載體結(jié)合”這一步驟，如果能將其升級(jí)成對(duì)整個(gè)基因工程操作程序的模擬實(shí)驗(yàn)，效果會(huì)更好。有關(guān)研究人員對(duì)此進(jìn)行了如下嘗試：

（一）材料用具

含抗蟲(chóng)毒蛋白基因的基因文庫(kù)模式圖、Ti質(zhì)粒模式圖、受體細(xì)胞（土壤農(nóng)桿菌）模式圖、剪刀（代表EcoRⅠ）、透明膠條（代表DNA連接酶）。

（二）方法步驟

模擬基因操作（將抗蟲(chóng)毒蛋白基因?qū)胪寥擂r(nóng)桿菌）的過(guò)程，并說(shuō)出其基本原理。具體步驟如下：

1.提取目的基因：在下圖所示的基因文庫(kù)中找到含目的基因的細(xì)胞，將目的基因用EcoRⅠ提取出來(lái)。已知EcoRⅠ能識(shí)別GAATTC序列，并且使G和A之間的磷酸二酯鍵斷開(kāi)。

2.目的基因與運(yùn)載體結(jié)合：利用EcoRⅠ限制酶和DNA連接酶，將上一步中提取的目的基因與下圖中的Ti質(zhì)粒構(gòu)建成重組質(zhì)粒，并在指定空白處粘貼重組質(zhì)粒的重組后堿基序列。

3.將目的基因?qū)胧荏w細(xì)胞：將重組質(zhì)粒用膠水粘貼到下面的土壤農(nóng)桿菌模式圖內(nèi)。

4.目的基因的檢測(cè)和表達(dá)：將受體細(xì)胞在含有青霉素的培養(yǎng)基中進(jìn)行培養(yǎng)，能夠存活、繁殖的受體細(xì)胞就是已經(jīng)被導(dǎo)入了質(zhì)粒的細(xì)胞。如果培養(yǎng)基上存活的受體細(xì)胞內(nèi)出現(xiàn)，就說(shuō)明目的基因完成了表達(dá)過(guò)程。

根據(jù)學(xué)生的情況，可采用不同的方式實(shí)施上述實(shí)驗(yàn)。如果學(xué)生思維能力。較強(qiáng)，則可在課堂上采取自上而下的教學(xué)方式，將該實(shí)驗(yàn)任務(wù)交給學(xué)生，然后指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，分步驟完成實(shí)驗(yàn)，教師及時(shí)對(duì)學(xué)生的操作結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)和糾正。

案例分析：通過(guò)現(xiàn)實(shí)生活中的材料在紙上或者計(jì)算機(jī)上構(gòu)建一個(gè)抽象模型，指導(dǎo)學(xué)生對(duì)其進(jìn)行模擬操作，對(duì)于學(xué)生理解這些實(shí)驗(yàn)的原理和操作流程會(huì)很有幫助。重組DNA分子是基因操作過(guò)程中的關(guān)鍵步驟，學(xué)生在學(xué)習(xí)這一部分內(nèi)容時(shí)往往由于較微觀抽象而難以理解。因此通過(guò)增加《重組DNA分子的模擬操作》這一補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)解決這一難題，不僅有利于學(xué)生理解和掌握基因操作的基本過(guò)程，也有利于教師在教學(xué)過(guò)程中了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，從而進(jìn)行進(jìn)行及時(shí)的反饋，促進(jìn)教學(xué)質(zhì)量的提高。

三、開(kāi)展模擬實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題

（一）要注重對(duì)學(xué)生思維過(guò)程的培養(yǎng)

模擬實(shí)驗(yàn)不同于實(shí)際實(shí)驗(yàn)，實(shí)際實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能學(xué)到實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技術(shù)，訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，而在模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程中思維活動(dòng)是必不可少的，這是由模擬實(shí)驗(yàn)過(guò)程本身特點(diǎn)決定的。

以往的中學(xué)生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容中，除了基本理論和基本知識(shí)外，實(shí)驗(yàn)內(nèi)容多為實(shí)驗(yàn)操作訓(xùn)練，致使不少教師和學(xué)生受種種主、客觀因素的影響，養(yǎng)成了只重視知識(shí)、不關(guān)心思維方法的習(xí)慣，在測(cè)試中純記憶的問(wèn)答題一般都掌握得比較好，一接觸需靈活解決的問(wèn)題或?qū)嶋H應(yīng)用問(wèn)題則束手無(wú)策，或錯(cuò)誤百出，原因是沒(méi)有真正掌握科學(xué)的思維方法。

（二）模型選擇要遵循化繁為簡(jiǎn)的原則

把復(fù)雜的實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為理想的簡(jiǎn)單問(wèn)題，使它保留并突出決定事物本質(zhì)屬性的主要因素，排除次要和偶然因素的干擾。

（三）模型選擇要根據(jù)實(shí)際情況不斷進(jìn)行調(diào)整和修正

模擬實(shí)驗(yàn)是科學(xué)性和假定性的辯證統(tǒng)一。它不僅要在實(shí)踐中接受檢驗(yàn)，而且還要在實(shí)踐中擴(kuò)展、補(bǔ)充和修正。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉欣.對(duì)“重組DNA分子的模擬操作”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)[J].生物學(xué)教學(xué)，2009（6）：34.