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生物學(xué)科是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué),新課標(biāo)中指出要加強(qiáng)和完善生物實(shí)驗(yàn)教學(xué),高度重視學(xué)校生物實(shí)驗(yàn)室建設(shè),積極營造良好的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)境,同時(shí)鼓勵(lì)學(xué)生和教師充分利用身邊費(fèi)用低廉的器具和材料,設(shè)計(jì)富有創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)。在教學(xué)中有些實(shí)驗(yàn)實(shí)際操作過程中會(huì)遇到一些困難和問題或?qū)嶒?yàn)效果不佳,成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的難點(diǎn)。在教學(xué)過程中,筆者積極探索,反復(fù)研究,對動(dòng)物、植物實(shí)驗(yàn)中的難點(diǎn)、教學(xué)中的問題進(jìn)行記錄,有意識(shí)地進(jìn)行多角度思考,積極創(chuàng)新改進(jìn),探索初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)新途徑。
1 欏木石楠――觀察枝芽結(jié)構(gòu)的好材料
蘇教版初中七年級(jí)上第五章綠色植物的一生第二節(jié)中“學(xué)習(xí)芽的結(jié)構(gòu)”,芽是未展開的枝或花,枝芽是將來發(fā)育成枝的芽。教師怎樣讓學(xué)生很好地理解枝芽的各部分結(jié)構(gòu),從而更好地理解枝芽的發(fā)育呢?實(shí)物觀察是非常有效的教學(xué)手段。但學(xué)生學(xué)習(xí)這部分內(nèi)容時(shí)正值秋冬季節(jié),大多植物枝芽比較小,不容易看到芽的各個(gè)部分結(jié)構(gòu),筆者在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)了這一問題,留心觀察自然界,探尋更好的實(shí)驗(yàn)材料。早春時(shí)節(jié)很多植物萌發(fā),筆者發(fā)現(xiàn)欏木石楠是很好的觀察材料,觀察方法如下:
(1) 早春時(shí)節(jié)欏木石楠的枝芽挺出葉面,枝芽個(gè)體比一般植物的枝芽要大,約3~4 cm,顏色鮮紅,比較容易觀察,仔細(xì)觀察有的枝芽幼葉已經(jīng)發(fā)育成紅色的嫩葉,學(xué)生很自然理解枝芽中幼葉發(fā)育成植物的葉。
(2) 將欏木石楠的枝芽縱切,對照書中枝芽的結(jié)構(gòu),學(xué)習(xí)了解枝芽的各部分結(jié)構(gòu)。
(3) 芽原基比較難找,有的時(shí)候正好縱切到芽原基,可以觀察到,可大多時(shí)候不易發(fā)現(xiàn)芽原基,怎么辦?
(4) 撥開欏木石楠枝芽外面的鱗片,可以發(fā)現(xiàn)在葉基部的芽原基(圖1A),繼續(xù)撥開幼葉發(fā)現(xiàn)每一層葉片里清晰可見著生在葉腋處的芽原基(圖1B)。
選用欏木石楠觀察枝芽的結(jié)構(gòu)有以下好處:植物分布廣泛,取材方便,春季萌發(fā)尤為明顯,實(shí)際操作起來便捷,觀察效果明顯,學(xué)生印象深刻。
2 增加自主實(shí)驗(yàn),延展課程
2.1 選取黃楊葉片觀察葉的立體結(jié)構(gòu)
在蘇教版初中七年級(jí)上,第六章“綠色植物的光合作用和呼吸作用”第二節(jié)“植物光合作用的場所”中,需要觀察葉片的結(jié)構(gòu),練習(xí)徒手切片,這個(gè)實(shí)驗(yàn)的難度比較大,存在以下問題:① 學(xué)生切下的葉片薄片,有的不完整,放在顯微鏡下不容易清楚的觀察到表皮、葉肉、葉脈三個(gè)部分。② 由于橫向切葉片,再將切下的薄片放入培養(yǎng)皿中,選取觀察的有的是橫切面,有的不是橫切面,而是表皮向上的葉片,這樣就不能很好地觀察葉片的結(jié)構(gòu)。如果一開始就進(jìn)行此實(shí)驗(yàn),不容易成功,也會(huì)影響學(xué)生理解葉片的結(jié)構(gòu)。
如何解決這一難題?在教學(xué)中,教師可以利用簡單的實(shí)驗(yàn)器材和常見的實(shí)驗(yàn)材料,在此實(shí)驗(yàn)前增加一實(shí)驗(yàn),作為補(bǔ)充,以使學(xué)生更好地了解葉片的結(jié)構(gòu)。
(1) 取一黃楊葉片或冬青葉片,表皮容易撕取。
(2) 葉片平面對折。
(3) 沿對折面撕葉片,能夠容易撕下一部分葉的表皮。
(4) 對照葉片結(jié)構(gòu)示意圖,可以真切觀察到表皮位于葉片的最外層且是一層透明的角質(zhì)層。
(5) 再觀察去掉表皮的葉肉細(xì)胞,會(huì)發(fā)現(xiàn)葉肉細(xì)胞顏色特別綠,用鑷子取葉肉細(xì)胞,制成臨時(shí)玻片。
(6) 放在顯微鏡下觀察,可以清楚地觀察到柵欄層和海綿層形狀不同的細(xì)胞。再用高倍鏡觀察細(xì)胞中的葉綠體。
2.2 實(shí)驗(yàn)感受了解角質(zhì)層的作用
在植物表皮細(xì)胞的外壁常有一層透明的角質(zhì)層,可以保護(hù)葉片不受病菌侵害,防止葉內(nèi)水分的散發(fā)。怎么讓學(xué)生體驗(yàn)角質(zhì)層的作用?筆者增加一個(gè)簡單實(shí)驗(yàn):
用滴管吸水,一手傾斜拿葉片,一手將滴管中的水滴在葉片上,觀察到水滴在葉片上滾落,不會(huì)被葉片吸入。學(xué)生可更好地理解角質(zhì)層的作用是防止水分進(jìn)入葉片,同時(shí)也是防止葉片水分散失。
3 研讀教材,實(shí)際操作發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)解決
3.1 發(fā)現(xiàn)問題,改變書中觀察鯽魚的實(shí)驗(yàn)順序
在蘇教版初中生物學(xué)教科書八年級(jí)上冊中有“觀察鯽魚”的實(shí)驗(yàn),書上18頁實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)3中這樣寫道:用滴管吸取紅墨水滴在鯽魚口的前部,觀察發(fā)生現(xiàn)象;輕輕翻開鯽魚的鰓蓋,觀察魚鰓的顏色。
教師在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)這樣的實(shí)驗(yàn)順序是有問題的,因?yàn)橄鹊渭恿思t墨水,通過了鰓,再輕輕翻開鯽魚的鰓蓋,觀察魚鰓的顏色,有學(xué)生可能認(rèn)為是紅墨水染紅了鰓,紅墨水就成了外界干擾因素。實(shí)驗(yàn)順序應(yīng)當(dāng)調(diào)整,先輕輕翻開鯽魚的鰓蓋,觀察魚鰓的顏色,再做滴加紅墨水實(shí)驗(yàn)。這樣實(shí)驗(yàn)比較嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué),可以培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶?shí)驗(yàn)態(tài)度。
3.2 紅墨水喂魚實(shí)驗(yàn)的小改進(jìn)
用滴管吸取紅墨水滴在鯽魚口的前部,觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,實(shí)驗(yàn)看起來簡單,實(shí)際操作有一定困難,紅墨水滴入水中便很快散開,不容易吸入到鯽魚的口中。在實(shí)際操作中進(jìn)行改進(jìn),水盡量少一點(diǎn),讓魚只能側(cè)著身體,露出魚腹,鰓蓋與水面近似平行,在魚口處滴加紅墨水,比較容易進(jìn)入鯽魚口中,同時(shí)學(xué)生很快看到紅墨水從鰓蓋中流出。此方法簡單易行,效果明顯。
4 節(jié)假日生物實(shí)驗(yàn)的好時(shí)光
初中學(xué)生剛進(jìn)入中學(xué),對生物學(xué)科充滿了好奇,教師可以利用國慶長假布置學(xué)生實(shí)驗(yàn),同時(shí)讓家長共同參與,增加親子關(guān)系,共同感受生物的魅力。做好宣傳動(dòng)員,通知家長協(xié)助做好工作:家長您好!長假中請協(xié)助跟孩子一起動(dòng)手制作黃豆芽或綠豆芽等實(shí)驗(yàn),拍攝照片,并總結(jié)成功或失敗的原因。感謝您給予孩子的付出和陪伴。
國慶長假后,學(xué)生帶著自己萌發(fā)的植物或是記錄的照片,分享成功的喜悅。有的學(xué)生特別細(xì)心,每12 h記錄拍攝一次綠豆種子萌況,7 d完整記錄種子萌發(fā)的細(xì)致過程(表1)。看到種子萌發(fā),有學(xué)生說:“現(xiàn)在真的很難感到快樂,種子萌發(fā)讓我們變得愉快?!痹诜N子萌發(fā)的過程,學(xué)生觀察種子各部分是如何發(fā)育的,但有的學(xué)生未能成功。
生活需要體驗(yàn),體驗(yàn)、探究能給學(xué)生帶來快樂和研究氣息,使他們在實(shí)踐中收獲多多。
【摘要】
目的:探討利用熒光顯微技術(shù)對黎族藥物大青進(jìn)行顯微鑒別的可行性,并為建立大青藥物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供科學(xué)依據(jù)。方法:利用研究級(jí)正置熒光顯微鏡對未經(jīng)試劑處理的大青莖粉末和新鮮葉片進(jìn)行觀察,并拍照。結(jié)果:大青莖粉末中主要含有3種類型的纖維,還含有木栓細(xì)胞、網(wǎng)狀導(dǎo)管、方晶、腺毛和非腺毛、鐘乳體,且圖像清晰。更特別的是在表皮細(xì)胞中還含有銅錢狀的物質(zhì)及一圈熒光存在于皮層中。在葉片下表皮中氣孔數(shù)較多,角質(zhì)層細(xì)胞波紋狀、還有鐘乳體、2細(xì)胞的腺毛、非腺毛等結(jié)構(gòu)。結(jié)論:利用熒光顯微鏡鑒別生藥粉末,操作簡便,圖像直觀,值得開發(fā)利用。在葉片鑒別方面角質(zhì)層、腺毛等結(jié)構(gòu)清晰可辯,可代替掃描電子顯微鏡,但是還需結(jié)合普通光學(xué)顯微鏡來確定氣孔的類型。
【關(guān)鍵詞】 熒光顯微鏡;大青;黎族藥物;顯微鑒定
[ABSTRACT] Objective: To explore the feasibility of fluorescence microscopic technique in the identification of Clerodendrum cyrtophyllum used in Li medicine and to collect scientific evidence for the development of its quality standards. Methods: The stem powder without reagent and fresh leaves of Clerodendrum cyrtophyllum were observed and photographed under fluorescent microscopy. Results:Under fluorescent microscopy, it was clearly shown that stem powder of Clerodendrum cyrtophyllum was mainly consisted of 3 types of fiber, cork cells, mesh tube, square crystal, glandular, non glandular and cystolith. More specifically, there were coinlike substances in the epidermis, a fluorescent ring in the cortex. Many stomata in the lower epidermis with ripplelike cuticle cells, cystolith, 2 cells glandular hairs, nonglandular hairs were shown in the fresh leaves images. Conclusions:It is feasible to use fluorescence microscopic technique in the identification of stem powder of Clerodendrum cyrtophyllum and the cuticle cells and glandular hairs in fresh leaves, but light microscope is also needed for the identification of stomata types.
[KEY WORDS] Fluorescence microscopy; Clerodendrum cyrtophyllum; Li medicine; Microscopic identification
黎族藥物大青來源于馬鞭草科植物大青Clerodendrum cyrtophyllum Turcz., 其根、莖、葉入藥,夏秋季采收,洗凈,鮮用。長期以來在華南地區(qū)常代替板藍(lán)根使用[1-3]。其黎藥名為雅楓能,莖葉入藥,具有清熱解毒的功效[4]。前人已對其根、莖的橫切片顯微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究,但是對莖粉末結(jié)構(gòu)的研究未見報(bào)道,在葉結(jié)構(gòu)方面,也未見有研究報(bào)道[5]。另外,以往研究均利用普通光學(xué)顯微鏡,均需用試劑處理,才能觀察,并需一定的繪圖機(jī)能。在熒光技術(shù)方面,以往的熒光分析技術(shù)需將有效成分用試劑提取后才能在熒光分光光度計(jì)下測量其熒光光譜[6,7],操作較麻煩。在葉片研究方面有報(bào)道認(rèn)為利用熒光顯微鏡可觀察氣孔形狀,但不知對葉片其他結(jié)構(gòu)形態(tài)是否有效[8],因此,在本研究中通過嘗試對未經(jīng)試劑處理的生藥粉末和新鮮葉片在熒光顯微鏡下,進(jìn)行觀察,以探討利用熒光顯微技術(shù)進(jìn)行生藥顯微鑒定的可行性,為開拓一種簡便有效的顯微鑒定方法,同時(shí)為黎族藥物大青質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的建立及開發(fā)黎藥提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1.1 材料與儀器
馬鞭草科植物大青Clerodendrum cyrtophyllum Turcz., 從海南醫(yī)學(xué)院黎族藥用植物觀賞園采集,將其莖去掉葉片后曬干粉碎,取其粉末作為試驗(yàn)材料。另外在實(shí)驗(yàn)前夕取成熟大青葉片一塊,沖洗干凈晾干備用。所用儀器為研究級(jí)正置熒光顯微鏡(Olympus BX51)。
1.2 方法
在研究級(jí)正置熒光顯微鏡(Olympus BX51)的自然光下找到大青莖粉末觀察目標(biāo),再關(guān)上光柵,在熒光下觀察,并拍照。從備用大青葉片中間剪取2mm×2mm的葉塊,背面朝上置于載玻片蓋上蓋玻片后,同樣先在自然光下找到觀察目標(biāo),再關(guān)上光柵,在熒光下觀察,并拍照。
2 結(jié)果
2.1 大青莖粉末觀察結(jié)果
粉末淡黃色,含有的纖維主要有3種,即X形,L形和分叉狀等纖維(圖1A~C),木栓細(xì)胞表面觀四邊形,排列較整齊(圖1D),晶鞘纖維含量豐富,里面同樣含有很多數(shù)量的方晶(圖1E)。導(dǎo)管多破碎,多為網(wǎng)紋導(dǎo)管(圖1F~G),在粉末中含有鐘乳體、石細(xì)胞(圖1H~I(xiàn)),在木部薄壁細(xì)胞可看到一圈綠色的熒光,很快消失。在粉末中含有一定數(shù)量的非腺毛和腺毛(圖1J~K),值得注意的是在表皮細(xì)胞中還有許多銅錢狀的分泌組織(圖1L)。
2.2 大青新鮮葉觀察結(jié)果
大青葉下表皮淺綠色,在熒光顯微鏡下其角質(zhì)層細(xì)胞垂周壁波狀或深波狀彎曲(圖1M),在葉表皮中可以看到存在鐘乳體(圖1N),單位面積上氣孔數(shù)量較多,同時(shí)也存在較多2細(xì)胞的腺毛,及少量非腺毛(圖1O)。
3 討論
3.1 大青莖粉末結(jié)構(gòu)與大青莖橫切片結(jié)構(gòu)比較
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道[3], 大青莖(徑約5mm)之橫切面,最外緣表皮細(xì)胞,散見非腺毛;皮層韌皮纖維與石細(xì)胞,多個(gè)連生,排列成環(huán),強(qiáng)木化,形成層,2~3層,細(xì)胞小,呈類長方形或扁長方形。木質(zhì)部,由導(dǎo)管、木部薄壁細(xì)胞、髓線所組成,導(dǎo)管單個(gè)或2~4個(gè)連生,主要為網(wǎng)紋導(dǎo)管;髓線細(xì)胞呈類長方形、類方形及扁長方形;木部薄壁細(xì)胞,與導(dǎo)管伴生,細(xì)胞呈類長方形、類方形及扁長方形。中央為髓部,散見石細(xì)胞及草酸鈣方晶。
本組研究中,大青粉末除含有上述非腺毛、石細(xì)胞、方晶、導(dǎo)管、纖維外還具有少數(shù)腺毛和鐘乳體,而鐘乳體是馬鞭草科植物的一個(gè)顯著特征。另外纖維的種類也較豐富,因此粉末研究是生藥顯微研究中不可缺少的內(nèi)容。由于大青在華南地區(qū)分布比較廣泛,但不同地區(qū)其有效成分的含量有所不同,其有效成分的含量高低直接影響其治療效果,而在熒光顯微鏡下可在木部薄壁細(xì)胞觀察到一圈顯著的綠色熒光,這可能是大青莖有效成分的存在部位,根據(jù)其熒光強(qiáng)度的不同可比較來源于不同地區(qū)的大青莖質(zhì)量的優(yōu)劣。
3.2 不同顯微鏡觀察大青莖粉末結(jié)構(gòu)效果的比較
以往對生藥粉末形態(tài)觀察一般先采用水合氯醛透化,稀甘油裝片后再在普通光學(xué)顯微鏡觀察,由于受稀甘油等試劑的影響,觀察效果不是較理想,且觀察的結(jié)構(gòu)形態(tài)一般平面狀態(tài);但是在熒光顯微鏡下操作步驟簡便,生藥不須試劑處理,可直接用粉末裝片觀察,由于無甘油等試劑干擾影響,其視野潔靜,結(jié)構(gòu)層次感較強(qiáng)。如所觀察的晶纖維、木栓細(xì)胞等,因此,整體效果要優(yōu)于普通光學(xué)顯微鏡。更重要的是,在熒光顯微鏡下,有些結(jié)構(gòu)可發(fā)出熒光,如大青莖粉末含有的不同纖維發(fā)出的熒光及亮度不一樣,為我們鑒別不同種類的生藥提供了重要的依據(jù)。
3.3 不同顯微鏡觀察大青新鮮葉結(jié)構(gòu)效果的比較
在熒光顯微鏡下觀察新鮮大青葉片的下表皮,能夠清晰地觀察到氣孔的數(shù)量及腺毛、非腺毛,其次在葉片上觀察到其存在著一定數(shù)量的鐘乳體,立體狀的波紋狀角質(zhì)層細(xì)胞也很容易觀察,另外可清晰地看到氣孔的開合狀態(tài),在一定程度上利用熒光顯微鏡可代替掃描電子顯微鏡觀察上述葉片結(jié)構(gòu)。關(guān)于氣孔類型,已有的關(guān)于馬鞭草科氣孔的觀察研究通過解離染色方法證明該科中氣孔類型較為豐富,有直軸式、平周式、不定式等[5],但在熒光顯微鏡下葉片氣孔的類型不好判別,因此其有一定缺陷,而據(jù)我們在光學(xué)顯微鏡下將大青葉下表皮撕裂后加蒸餾水后觀察,大青葉氣孔類型很容易就能被判斷為無規(guī)則形,因此判別葉片氣孔的類型還需利用將下表皮撕裂或解離后等方法再在普通光學(xué)顯微鏡觀察才方便。
近年來,隨著新技術(shù)的不斷涌現(xiàn),迅速地推動(dòng)了中藥或生藥鑒定的發(fā)展[9,10],關(guān)于生藥顯微鑒別儀器,常見的有普通光學(xué)顯微鏡、偏振光顯微鏡、掃描電子顯微鏡等,利用熒光顯微鏡進(jìn)行化學(xué)成分組織定位也有報(bào)道[11],但最常見的儀器是光學(xué)顯微鏡,在鑒別生藥方面熒光顯微鏡的使用還未見報(bào)道。我們利用熒光顯微鏡觀察黎族藥物大青莖粉末和新鮮葉片顯微構(gòu)造是一次成功的嘗試,它為生藥顯微鑒定開拓了一條新的途徑,且操作簡便,無須任何試劑處理,保留了生藥的原樣,圖像更加直觀、清晰,值得深入研究。但也需要注意,有些部位熒光消失較快,需快速觀察。本組資料只探討了定性實(shí)驗(yàn)問題,其他涉及到如何對化學(xué)成分進(jìn)行定量等問題還需繼續(xù)探討,但是至少我們知道化學(xué)成分存在的部位,這為我們繼續(xù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)提供了契機(jī)。由于本次研究材料中無淀粉粒結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)在熒光顯微鏡下效果如何?有待下次在其他材料中研究。
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關(guān)鍵詞:參觀探疑法;生物教學(xué);析疑
傳統(tǒng)的生物教學(xué)是以教師講解為主,學(xué)生活動(dòng)為輔的“灌輸式”教育模式。教師傳授生物知識(shí)往往是黑板上種花,掛圖中得瓜,不利于調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性和主動(dòng)性,不利于學(xué)生多維思考,也不利于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力;更不用說張揚(yáng)個(gè)性、培育創(chuàng)新意識(shí)。
為了改變這種局面,近幾年來,我對新編生物學(xué)教學(xué)采用“參觀探疑法”做了初步嘗試。
我對七年級(jí)和八年級(jí)的八個(gè)班級(jí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn):四個(gè)班級(jí)采用傳統(tǒng)教學(xué)法,另四個(gè)班級(jí)采用“參觀探疑法”(即列疑―探疑―析疑)進(jìn)行教學(xué),讓學(xué)生先看實(shí)物后思考,從實(shí)踐到理論,從感性認(rèn)識(shí)升華到理性認(rèn)識(shí),不斷培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和思維能力,調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性?,F(xiàn)將具體做法介紹如下:
一、參觀設(shè)疑
1.教師利用當(dāng)?shù)刎S富的植物資源,根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)對所學(xué)內(nèi)容作出分析,找出該章節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn),然后選擇適當(dāng)?shù)闹参锓植键c(diǎn)和相應(yīng)的植物類群,有的放矢地列出問題,提出參觀的具體要求和思考性問題。
如,學(xué)習(xí)《葉片與光合作用中葉片的結(jié)構(gòu)》時(shí),先列出該章節(jié)的知識(shí)結(jié)構(gòu):
然后分析本節(jié)內(nèi)容重點(diǎn)是葉片的組成,難點(diǎn)是葉肉內(nèi)葉綠體分布,葉片與光合作用的關(guān)系。按照教學(xué)需要,校園內(nèi)有足夠的植物可供參觀,參觀地點(diǎn)就選擇在校園。
2.設(shè)置問題。問題的設(shè)計(jì)以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù),結(jié)合課本知識(shí),力求能夠融知識(shí)性、趣味性、啟發(fā)性于一體。而后制作問題卡,并將卡片掛到將要觀察的植物上。在女貞或其他任一植物上掛著“看一看:葉片是圓還是扁平?這樣的形態(tài)有何意義?葉片為何上面比下面綠?”在桃樹上掛著“瞧一瞧,葉的基部有無痕跡。幼葉呢?”法國梧桐、竹子上掛著“動(dòng)一動(dòng),對光觀察葉片脈絡(luò)分布”;山茶、月季上掛著“比一比,與月季(山茶)的葉子有何不同?”
二、參觀中探疑
在做好充分準(zhǔn)備后,教師便帶領(lǐng)實(shí)驗(yàn)班學(xué)生參觀校園內(nèi)的植物,依照“察”“填”“議”“總結(jié)”四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行教學(xué)。
1.察
教師有秩序地組織實(shí)驗(yàn)班學(xué)生,按掛牌設(shè)疑的線路參觀。七、八年級(jí)學(xué)生好奇心、求知欲強(qiáng),具有好問愛動(dòng)的特點(diǎn),此時(shí)眼耳手腦同時(shí)并用,帶著問題仔細(xì)觀察校園內(nèi)的植物。不知不覺中對葉的形態(tài)有了初步的了解,對司空見慣的植物葉有了新的認(rèn)識(shí):“咦,怎么葉片都是扁平的?為什么有的葉有葉片、葉柄、托葉,而有的卻只有葉片?葉和葉之間為何不重疊?葉片為何上面比下面綠?花的結(jié)構(gòu)由哪些部分組成?”等等。
2.填
為方便學(xué)生參觀時(shí)做好觀察記錄,在課前,教師印發(fā)提綱和填空式表格。列出所需觀察、探究的要點(diǎn)及注意事項(xiàng),讓學(xué)生記下觀察的結(jié)果。
3.議
參觀中,學(xué)生暢所欲言,教師做適當(dāng)?shù)闹更c(diǎn),對本質(zhì)問題進(jìn)行初步探討,使學(xué)生對本章節(jié)內(nèi)容有一個(gè)初步的了解。
4.總結(jié)
在觀察、思考、討論的基礎(chǔ)上,學(xué)生對所觀察內(nèi)容作出歸納總結(jié)。從桃樹、樟樹等植物的葉脈上可歸納出雙子葉植物多為網(wǎng)狀脈,而百合科竹等單子葉植物多為平行脈。葉脈用來運(yùn)輸水和無機(jī)鹽。通過探疑可迅速點(diǎn)燃學(xué)生思維的火花,盡快形成問題氛圍,使學(xué)生生疑,同時(shí)產(chǎn)生強(qiáng)烈的求知欲望。
三、參觀后析疑
參觀后學(xué)生回到教室,教師趁熱打鐵,引導(dǎo)學(xué)生回到課本,根據(jù)參觀時(shí)反饋的信息,糾正錯(cuò)誤、澄清概念補(bǔ)充不足。最后教師在黑板上列出該節(jié)的知識(shí)結(jié)構(gòu),點(diǎn)明重點(diǎn)和難點(diǎn)。
就這樣,采用“參觀探疑法”改進(jìn)教學(xué)方法,把課堂還給學(xué)生,更能引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
當(dāng)?shù)赜胸S富的生物資源,在教學(xué)時(shí)我盡量讓學(xué)生走出教室,通過培養(yǎng),讓他們學(xué)會(huì)主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問題,獨(dú)立思考問題,合作探究問題,歸納創(chuàng)新問題,勇于評價(jià)問題;學(xué)生養(yǎng)成了敢于質(zhì)疑、善于表達(dá)、認(rèn)真傾聽和不斷反思的良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣,培養(yǎng)了組織、表達(dá)、思維等方面的能力,讓每一位學(xué)生能在民主和諧的氛圍中學(xué)習(xí),思考、探索、創(chuàng)新,全面體現(xiàn)了學(xué)生在學(xué)習(xí)中的主體地位。
【關(guān)鍵詞】初中生物 實(shí)驗(yàn)教學(xué) 改進(jìn)方法
實(shí)驗(yàn)教學(xué)法是初中生物教學(xué)的主要教學(xué)方法,目的在于培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐、創(chuàng)新能力,提高學(xué)生的生物素養(yǎng)。但是目前初中的生物教學(xué)現(xiàn)狀存在很多的問題,實(shí)驗(yàn)教學(xué)的教學(xué)效果更是讓人堪憂,試驗(yàn)方法不合理,實(shí)驗(yàn)材料不完備,實(shí)驗(yàn)設(shè)施不齊全,實(shí)驗(yàn)教學(xué)不重視等等問題,都是造成生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果很差的主要原因①。
一、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)材料
1.外界溶液濃度影響細(xì)胞吸水的實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)存在問題:該實(shí)驗(yàn)主要材料為兩對豆類幼苗,將其分別放置在清水和濃度為10%的鹽水中,然后觀察幼苗吸水挺直、缺水萎縮的現(xiàn)象,觀察時(shí)間為20分鐘左右,培養(yǎng)幼苗時(shí)間比較長,一般需要幾天,不利于及時(shí)觀察到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,制約教學(xué)的有效開展。
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法:材料選用黃豆芽或者綠豆芽代替兩對以上葉的豆類幼苗,將材料放在清水和濃度為10%的鹽水中,等待2分鐘,放在清水中的豆芽就會(huì)保持挺直狀態(tài),而鹽水中的豆芽就會(huì)出現(xiàn)萎縮。教師可以讓學(xué)生去分析其中的原因。另外黃豆芽和綠豆芽隨處可以買到,實(shí)驗(yàn)非常方便。
2.觀察莖輸導(dǎo)功能實(shí)驗(yàn)
實(shí)驗(yàn)存在問題:在該實(shí)驗(yàn)中,選用的是楊樹的枝條進(jìn)行實(shí)驗(yàn),但是教材規(guī)劃的實(shí)驗(yàn)實(shí)踐基本上是在秋天,這時(shí)的楊樹樹皮非常難剝,樹的韌皮和木質(zhì)部分難以分離,不利于實(shí)驗(yàn)。
改進(jìn)方法:用大葉黃楊代替楊樹。大葉黃楊是一種常綠型植物,一年四季其樹枝都在生長,樹皮和木質(zhì)很容易分離②,可以將它作為實(shí)驗(yàn)材料。把大葉黃楊帶葉子的枝條浸泡在稀釋的紅墨水中,放在陽光下一晝夜,之后我們就會(huì)發(fā)現(xiàn)紅墨水已經(jīng)上升到葉脈位置,剝掉樹皮,觀察出木質(zhì)部分已經(jīng)變紅但是韌皮位置不變紅。通過此現(xiàn)象可以說明紅墨水是從木質(zhì)部向上滲透的。
3.觀察葉片的結(jié)構(gòu)
實(shí)驗(yàn)存在問題:該實(shí)驗(yàn)主要選用菠菜葉片葉橫切,然后觀察葉片的結(jié)構(gòu)。但是菠菜葉比較容易缺水萎縮,不方便作葉橫切,而且用水泡過的菠菜葉子會(huì)變得很脆,切出來的葉片非常不完整,不是缺少上表皮就是缺失下表皮。
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法:用綠蘿的葉片代替菠菜,綠蘿的葉片很容易切且完整,綠蘿葉不容易萎縮發(fā)蔫,存放時(shí)間長,易于實(shí)驗(yàn);另外綠蘿作為花卉植物在市場上很容易買到,為實(shí)驗(yàn)提供了很多方便。
二、改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法
1.不同物體表面對于蚯蚓移動(dòng)速度的影響
實(shí)驗(yàn)存在問題:將一只粗壯的蚯蚓分別放置在玻璃和紙板上,觀察其移動(dòng)速度,分析哪種物體表面更適合蚯蚓移動(dòng)?通過實(shí)驗(yàn)得知,蚯蚓在玻璃的表面上移動(dòng)速度快于在紙板上的移動(dòng)速度,分析原因有可能是紙板吸收了蚯蚓身上的黏液,增加了蚯蚓移動(dòng)時(shí)的阻力,影響了蚯蚓的移動(dòng)速度,也有可能是當(dāng)蚯蚓身上黏液減少之后,呼吸變?nèi)?,活?dòng)力降低。
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法:準(zhǔn)備兩塊玻璃板,一塊打磨,一塊光滑,將兩根玻璃棒引導(dǎo)蚯蚓移動(dòng)的軌跡,觀察蚯蚓的移動(dòng)速度。
2.植物呼吸作用消耗氧氣
實(shí)驗(yàn)存在問題:將相同數(shù)量的新鮮植物和燙過的植物分別放置在封閉的錐形瓶中,然后將它們放在陰暗的環(huán)境中一晝夜;一晝夜之后將燃燒的火柴棒放入裝有新鮮植物的錐形瓶中,火柴棒會(huì)馬上熄滅;而放置在燙過的錐形瓶中的火柴棒依舊在燃燒。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象我們可以得出以下結(jié)論:新鮮的植物在密封的錐形瓶內(nèi)進(jìn)行呼吸作用,消耗了瓶中的氧氣,而火柴棒在無氧的環(huán)境下不能燃燒,但是新鮮植物在進(jìn)行呼吸作用的時(shí)候會(huì)釋放出二氧化碳,當(dāng)二氧化碳達(dá)到一定濃度時(shí),燃燒的火柴棒就會(huì)熄滅,所以該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)不嚴(yán)謹(jǐn),應(yīng)該排除掉二氧化碳的實(shí)驗(yàn)干擾。
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法:在兩個(gè)小試管中分別放入少量的20%濃度的氫氧化鈉溶液,然后把兩個(gè)小試管分別放在兩個(gè)錐形瓶中,在陰暗的環(huán)境下防止一晝夜,然后用燃燒的火柴觀察其實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該實(shí)驗(yàn)中很好的用氫氧化鈉溶液稀釋了植物進(jìn)行呼吸作用時(shí)呼出的二氧化碳,排出了二氧化碳對實(shí)驗(yàn)的干擾③。
3.觀察草履蟲的身體結(jié)構(gòu)
實(shí)驗(yàn)存在問題:草履蟲天生好動(dòng),全身透明,觀察起來非常不方便,不利于實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方法:(1)在載玻片中的草履蟲培養(yǎng)液中鋪上幾條棉花纖維,限制草履蟲的活動(dòng)范圍,增加草履蟲活動(dòng)的難度;(2)在載玻片上滴幾滴蛋清液,增加培養(yǎng)液的粘稠度,降低草履蟲的移動(dòng)速度;然后在載玻片一側(cè)滴上少許的紅墨水,將草履蟲的食物泡上色,再用2%的冰醋酸將草履蟲的細(xì)胞核上色,觀察草履蟲的身體結(jié)構(gòu)。
結(jié)束語
對教材上的實(shí)驗(yàn)方法加以改進(jìn)和創(chuàng)新利于生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改革,提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)精神和創(chuàng)造能力,提高初中生物教學(xué)的水平。
【注釋】
① 劉薇. 探究理念下的初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究[D]. 山東師范大學(xué),2011.
② 徐建華. 例析初中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的存在問題及改進(jìn)方法[J]. 中學(xué)生物學(xué),2010(03):45-46.
1 檢測生物組織中的蛋白質(zhì)的實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
1.1 材料的改進(jìn)
將豆?jié){或雞蛋清溶液改為煮熟的雞蛋白。
1.2 改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)
(1)取材方便。
直接將生雞蛋煮熟,剝?nèi)サ皻?,取蛋白切塊。
(2)操作簡單。
不需要使用試管,直接將蛋白塊放在培養(yǎng)皿中,先加雙縮脲試劑A液,再加B液,然后可直接觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
(3)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。
雞蛋白為白色,與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象紫色形成明顯顏色對比,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象非常明顯,不需要另設(shè)對照實(shí)驗(yàn)。
(4)實(shí)驗(yàn)器材清洗方便。
用雞蛋清溶液做,如果稀釋不均勻,可能導(dǎo)致殘留在試管壁不容易清洗。
1.3 改進(jìn)的原理
鑒定蛋白質(zhì)的原理是利用堿性環(huán)境中的Cu2+可以與蛋白質(zhì)中的肽鍵發(fā)生絡(luò)合反應(yīng)形成紫色絡(luò)合物。煮雞蛋的過程是蛋白質(zhì)變性的過程,但蛋白質(zhì)的變性僅僅是空間結(jié)構(gòu)的破壞,未改變肽鍵的結(jié)構(gòu),因此反應(yīng)仍然可以發(fā)生,現(xiàn)象仍然存在,可以鑒定蛋白質(zhì)。
2 洋蔥表皮細(xì)胞觀察植物細(xì)胞的質(zhì)壁分離與復(fù)原實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
2.1 材料的改進(jìn)
將洋蔥鱗片葉外表皮紫色較深的細(xì)胞改為切開后,光照保濕培養(yǎng)2~3d的洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞
2.2 改進(jìn)的原因
用鑷子撕取表皮時(shí),因外表皮與葉肉緊貼在一起,不易分離,往往容易撕破表皮細(xì)胞或帶有葉肉細(xì)胞。撕破表皮細(xì)胞的液泡,顯微鏡下觀察,液泡的紫色變淺,有的液泡破裂后花青素流出,紫色消失。帶有葉肉細(xì)胞的外表皮,顯微鏡下觀察,細(xì)胞重疊,層次加厚,觀察效果差。
2.3 改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)
內(nèi)表皮與葉肉則易于分離,在剝洋蔥鱗片葉的過程中,常出現(xiàn)內(nèi)表皮自然分離。內(nèi)表皮撕取比較方便,且不容易破裂,既大大降低了實(shí)驗(yàn)難度,又增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)效果,還降低了實(shí)驗(yàn)成本(洋蔥在實(shí)驗(yàn)中利用率提高了)。
2.4 改進(jìn)的原理
植物細(xì)胞液泡中花青素是在光照下形成的,采用光照保濕(維持細(xì)胞正常生理狀態(tài))培養(yǎng)的方法,把洋蔥內(nèi)表皮培養(yǎng)成紫色后,用洋蔥內(nèi)表皮做實(shí)驗(yàn)材料。
3 色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)
3.1 材料的改進(jìn)
葉片的選擇和處理:改選用新鮮菠菜葉為烘干綠色葉片的研磨粉末。
3.2 改進(jìn)的原因
菠菜葉含水分較多,研磨時(shí)碎葉黏滑,充分研磨難度大;另一方面,水分多降低了丙酮的濃度,低濃度丙酮只能溶解少量色素。
3.3 改進(jìn)的優(yōu)點(diǎn)
烘干后研磨的綠色葉片粉末,含水量相對較少。顏色深綠,含色素較多,層析時(shí)效果較好。但制備粉末時(shí)應(yīng)注意葉片的處理方法。將葉柄和粗葉脈除去,然后將葉片磨碎。磨碎的粉末既有利于提高溶液的濃度,又易于長期保存,不同季節(jié)使用,尤其能解決獲取綠色葉片較困難的時(shí)期的材料來源問題。另外,這樣操作還可以簡化實(shí)驗(yàn)步驟,節(jié)約實(shí)驗(yàn)材料,提高實(shí)驗(yàn)成功率。