环保理念指导下的生物实验创新论文
【内容提要】从资源保护、环境保护、降低成本等方面对现行中学生物实验的材料、仪器用品和方法进行探索和创新。
【摘 要 题】教研心得
【关 键 词】环保理念/生物实验/探索与创新
【正 文】
为提高学生创新的实践能力，中学生物新课程设置了“学生探究实验”“课外实践”“调查”“技能训练”“观察与思考”等，形式生动活泼，内容丰富多彩。这对于激发学生学习兴趣、培养动手能力、提高科学素养、发掘创造潜能无疑是非常重要的。面对大量增加的实验内容，学校实验室的装备条件、资金支撑面临诸多不便和困难。就目前大多数学校办学条件、经费情况而言，一味地等待解决，无疑于事无补。努力学习，不断跟进，充分利用现有资源，才不失为解决问题的上策。下面就这一问题分两个方面与同行商榷。
1 关于实验教学改进的理念和原则
(1)环境保护的原则 《中国环境报》2004年3月19日头版发出题为《实验室类污染将纳入环境监管范围》的报道称：“2005年1月1日起，科研、监测（检测）、试验等单位实验室、化验室、试验场的污染将纳入环境监管范围。”“国家环保总局已于日前下发了《关于加强实验室类污染环境监管的通知》，详细规定了检查的重点和要求。”
长期以来，中学化学、生物实验室的三废排放及病原生物的危害一直未能引起重视。因有毒、有害、易燃、易爆，生物感染造成的室内和局域危害，影响师生的身心健康，及至造成对居民的危害。随着人口持续增长，学校数量规模不断增加，同时，由于学生实验项目的增多，排污种类、数量大增，且点多面广，难以集中治理，因此，中学实验室的污控问题必须摆到环保监管的层面上来。
(2)节约资源的原则 建设节约型的社会是体现我国坚持可持续发展战略的基本保障。节约资源、反对浪费，坚持回收利用的理念应贯彻落实到一切领域之中。就中学生物实验而言，必须改进那些浪费严重、消耗量大、排污量大的实验。
(3)以人为本的原则 随着社会物质文明、精神文明和政治文明的提升，以人为本的理念已渗透到社会各个领域。学校是人才的摇篮，教育是国家的奠基。学校是人口密度最大的局域。目前，许多超大规模的学校、班级可谓比比皆是。如何在中学实验中探索出一套“人本化”的实验项目，减少实验室室内污染，保障学生和教师的身心健康、减轻实验教师的劳动强度，减少和避免事故是改进传统实验的一项重要内容。
(4)降低成本的原则 教育经费不足将是困扰教育事业发展的一个长期的瓶颈。因此，中学实验，应倡导开源节流，降低成本，在保证实验效果的前提下，研究改进实验，用方便易得，价格低廉，可循环利用的材料、用具进行替代。
(5)简便快捷的原则 一节课的时间有限，有的实验程序繁琐、操作不便、耽误时间，往往没有做完，下一个班就进入实验室。这种现象是普遍存在的。用简便快捷的方法同样验证深刻的道理，减小劳动强度，节省时间，提高效率，维护好实验室纪律，为学生探究活动腾出时间和空间，是探索实验改进的一项值得研究的问题。
总之，教师必须富于创新精神，以创造性思维来审视教学内容。大胆探索，努力实践，使自己成为时代所需的创造型教师。
2 关于实验教学改进的思路和途径
(1)实验设计的改进 教材上的实验往往是十分经典的，照本去做一般都能成功。但有的不符合前面所谈的一些要求。例如，耗材多，较繁琐、污染重，易发生事故等，或者地区差异大、物候情况与课本设计实验相去甚远。这样，就有必要改进实验设计。如“观察唾液淀粉酶的消化作用”这一学生分组实验需材料、试剂、用品14种。存在繁琐、消耗大、污染重、易损坏物品、交叉传染疾病、易发生烧（烫）伤事故等。经改进，只需淀粉试纸，碘液，塑料吸管，清水4种物品即可完成，上述问题迎刃而解。
(2)实验材料的改进 教材上例举的一些实验材料，有的在当地买不到，如黑藻；有的制备起来难以取得好的效果，如用苏丹Ⅲ鉴定花生子叶细胞中的脂肪；有的费时费力浪费严重，如：鉴定水果的可溶性还原糖，苹果、梨买来后要削皮、切块、研磨、榨汁、过滤、分装；有的难以让学生找齐找全材料，学校购置开支又太大，如制作“DNA双螺旋结构模型”，自己制作则需六色塑片若干并剪成规范图形，钉书针连接，粗细铁丝固定，十分麻烦。若买现成的材料组装，一套需100多元人民币，且易损坏。诸如此类的问题不胜枚举。笔者积极进行改进，亦取得不错的效果，例如，用苹果、葡萄原汁饮料做为可溶性还原糖鉴定材料一滴则可，用炒葵花子的透明种皮做脂肪鉴定材料，毫米见方足矣，显微镜观察颇佳。用彩色胶印的DNA双螺旋结构模型材料图片，发给学生剪纸，再用透明胶带粘接，非常方便。用菠菜叶做“叶绿体中色素提取和分离实验”，课本材料往往只能看出三条色素带，叶黄素难以分辨，改用三七叶则效果明显。可以说实验材料的改进空间很大，可以大胆地探索。
(3)仪器用品和装置的改进 要遵循微型化的`原则，使实验材料、试剂、洗涤用水微量化。例如，笔者自制的微型滴瓶在教学实践中使用效果很不错。实验室用的滴瓶大多是30mL或60mL，每个滴瓶分装量大，浪费大，滴管易碎，滴量大而不一，乳胶头粘结老化快，难以清洗，滴瓶倾倒后试剂到处乱流，造成污染，买一只滴瓶需3元～4元。笔者用废弃的青霉素等药瓶（这些药瓶自始至终未与病人接触过），经消毒、杀菌、清洗后，用塑料吸管（经层析液浸泡60d，未见分解变化）、自行车气门芯胶管制成微型滴瓶，每滴均匀为0.04mL，有瓶塞，倾倒后试剂不外流，清洗方便，成本只有几分钱。又如，教材中使用的毛细吸管是用细玻管在喷灯上拉制的，笔者用废弃的塑料笔芯在酒精灯上略加热便拉制成毛细吸管，制成毛细吸管非常好用，不断，不伤纸。再如，色素层析装置，课本上用一烧杯，倒入3mL层析液，放入滤纸，盖上培养皿盖。缺点是用量大，挥发量大而严重污染空气（内有石油醚、丙酮和强致癌物苯）。笔者用一小药瓶（直径25mm）放0.5mL层析液，放进滤纸条，小瓶外倒扣一支长100mm，内径为25mm的试管，用量少且滤纸不倒，污染得到有效控制。
(4)实验方法的改进 科学方法是迈向成功的金钥匙，科学方法是多种多样的。教材上的实验方法虽然十分成熟的，但并不是惟一的。比如，试管法是生物、化学实验中最常用的方法，但也存在着一些不足之处。用量大，消耗多，排污也增加。清洗用水多，劳动强度也大，成本相应也高。能不能在可能的情况下用试纸法、玻片法来取代呢？例如用自制的淀粉试纸(10mm×20mm)来取代试管法所用的6mL淀粉糊，用体温取代37℃水浴恒温加热。这样的改进，简便易行，效果明显，何乐而不为呢？再如，鉴定水果中的可溶性还原糖，用试管法需2mL样液，2mL斐林试剂，并置于烧杯内水浴煮沸。改用玻片法则是：先将斐林试剂甲液、乙液分别滴一滴于载玻片中央，摇匀，再滴加一滴苹果原汁饮料，摇匀，而后把玻片在酒精灯上迅速过火，立即显现砖红色。
(5)试剂的改进 教材实验中给定的试剂是久经验证的，但是若在实践中做一些变动调整，也有新的发现。例如，碘液遇淀粉变蓝这一反应，在实验中往往是黑紫色的。笔者将标定的碘液稀释3～4倍后，在与淀粉反应中则显示出漂亮的蓝色（稀释后的碘液不宜久存，需现配现用）。同样用0.01mL的龙胆紫溶液染洋葱根尖细胞则视野暗紫，若稀释1～2倍，则染色质或染色体着色好，而细胞其他部分比较明亮，效果很好。
总之，只要我们以积极的、求真务实的态度在实践中勤于探索，善于动脑，敢于创新，乐于奉献，我们就能在中学生物实验中有所创新。通过改进，让学生也切身感知到不能迷信书本，不能死学知识，应勇于探索创新，改革进取真正懂得发明创造、学无止境才是教育的终极目标。
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