李进京 河南省汝阳县第一高级中学 471200(见生物学教学)
在中学生物学实验教学中,由于受高考的影响,老师把大量的精力用在与高考试题相关的实验教学和研究上。而多年来高考试题中对中学生物实验的考查主要有教材基本实验、生物学发现史中的经典实验再现、以教材基本知识为依托的实验设计。从考查形式上有验证性实验、探究性实验、研究性学习等。从考查方式有考查实验目的和实验原理的题型,有设计完整实验步骤的题型,有补充完善型的题型,有评价改进型的题型,有分析结论型的题型,有预测实验结果题型。高考试题中涉及的实验许多是学生高中阶段无法完成的实验,因此在高中生物实验教学中特别是在高三教学中很多偏重于理论上的研究。而高考试题对实验结束后问题的考查如仪器清洗、废物或有污染性物品的处理等很少考查。而这些实验要求在中学化学实验设计中是必须考虑的项目。从以人为本的角度、从坚持科学的态度和从减少环境污染的角度上考虑,在生物学实验教学中应引起一定的重视。下面从几个方面进行阐述。
1 实验后仪器的清洗
一般地说,在高中化学课中,凡是涉及到在试管中反应有沉淀生成的实验,往往要考虑实验结束后沉淀物的清洗问题。在高中生物学实验中涉及的较少,但在蛋白质的鉴定实验中也涉及此问题。尽管在以前高考中很少出现,但在2007年高考中已经有所涉及。
例:(2007江苏生物19题)若以鸡蛋蛋白液为材料进行蛋白质鉴定实验,发现蛋白液与双缩脲试剂发生反应后会粘固在试管壁上。下列关于这一现象形成原因的描述中正确的是
A.鸡蛋蛋白液稀释不够,搅拌不匀
B.只添加了双缩脲试剂A,未添加双缩脲试剂B
C.鸡蛋蛋白液不是合适的实验材料
D.蛋白液与双缩脲试剂的反应时间不够长
此题答案为A。如果鸡蛋蛋白液稀释不够,搅拌不匀,反应后会粘固在试管壁上,因此应用蒸馏水进行稀释。此题提醒了在高中生物实验教学中应考虑到不论设计哪个实验,应考虑到实验后仪器的清洗问题。
此外,在实验仪器使用后,要及时进行清洗。如在做叶绿体色素提取与分离实验时,要提醒同学们对毛细吸管、研钵等用后要及时清洗。否则,色素液在吸管中存留时间较长,研磨残渣粘在研钵上干燥后等不易洗去。又如在做可溶性还原糖实验时,生成的砖红色沉淀也要及时进行清洗。
2 实验后酸碱等废物的处理
在高中课本中的学生实验中,有些涉及到用酸碱等物质。如观察植物细胞的有丝分裂实验时用到盐酸溶液,在糖类、脂肪、蛋白质鉴定实验中,用到NaOH溶液。在探究PH值对酶活性的影响实验中用到盐酸溶液和NaOH溶液。在化学学科上明确的要求,对于实验结束后用到的酸或碱液不能随便倾到到水池中,应分别倒入专门的容器中。
笔者曾有过几年的化学教学生涯,知道在高一化学中关于酸碱等废物的处理应该讲过,因此我在进行观察植物细胞的有丝分裂实验课时,第一个班级我故意不作任何提示,只要求实验结束后各小组清洗实验材料,结果竟然仅有两三个同学提出盐酸倒到哪里而直接倾到到水池中。最后的结果令我吃惊。因此当我在第二个班级提醒同学们实验结果后将废弃的酸或碱液倒到专门的容器时,同学们有些吃惊的感觉 。
3 实验后有害微生物的处理
在高中生物第三册中有学习微生物的培养的实验。其中用到金黄色葡萄球菌。而金黄色葡萄球菌是一种对人体有害的细菌。金黄色葡萄球菌可引起食品的污染,由金黄色葡萄球菌引起的感染占第二位,仅次于大肠杆菌。金黄色葡萄球菌是人类化脓感染中最常见的病原菌,可引起局部化脓感染,也可引起肺炎、伪膜性肠炎、心包炎等,甚至败血症、脓毒症等全身感染。所以不能在实验结束后将金黄色葡萄球菌随手倒掉。因此在学习细菌培养实验时,一种方案是用毒性较少或无毒性的微生物来替代它。另一种方案是仍使用金黄色葡萄球菌进行培养,但培养实验结束后,千万不能将实验后的随便乱仍,一定要对残余培养基做好灭菌处理后才行。
4 有污染性刺激性气味的气体的实验应设计尾气吸收装置
在化学学科中,凡是有毒性或刺激性较强的气体如氯气、氯化氢、氨气,在进行实验室制取时,一定要有设计气体的尾气吸收装置。在观察SO2气体对植物生长的影响实验时。按照教材所提供的实验方案,能观察SO2气体对植物生长的影响,但SO2气体是一种有刺激性气味的气体,并且对环境有污染。因此不宜直接排放到大气中。所
以该实验也应设计吸收SO2气体尾气的吸收装置。我们可以对其进行如下的改进设计
可设计如图的两个装置,实验过程中在左侧的小烧杯中通过放入不同质量的NaSO3固体来控制产生的SO2的量,硫酸的量为足量。实验开始时,先关闭活塞B,打开活塞A,放入足量的硫酸,再关闭活塞A,反应产生的SO2气体可使湿润的有色布条褪色,说明产生了SO2气体。然后观察叶片的变化情况。实验结束后,打开活塞B,这样SO2气体被NaOH溶液吸收,从而不使其排入大气中去,避免造成对大气的污染。