一、實驗分析的一般方法

在高中生物實驗教學過程中，我們經常發現不少學生只重視實驗結果，不重視分析結果；只滿足于實驗的成功，而不愿對實驗失敗的原因進行分析。造成這種現象的原因，除了是學生對實驗的根本目的缺乏深刻的認識而外，不懂得如何分析實驗、沒有掌握實驗分析的一般方法是非常重要的因素。生物學是一門實驗性很強的學科，在實驗過程中會有多種因素影響、干擾實驗結果，致使實驗失敗。此時，實驗分析就顯得很重要：一方面，可以找出并排除影響因素，使實驗重做獲得成功；另一方面，還可以總結出經驗教訓，甚至可能還有意外的收獲、新的發現，這在科學史上是不乏其例的。因此，盡管現行高中生物教學大多沒有明確實驗分析這一目的，而且實驗也比較簡單，筆者覺得，在高中生物實驗教學中，除了使學生達到提高動手能力、了解實驗原理和方法、驗證所學知識這些目的以外，教育學生辯證地看待實驗的成功與失敗、教給學生進行實驗分析的一般方法、初步培養學生實驗分析的能力還是必要的！

㈠實驗分析的一般方法——“四步分析法”

筆者在實驗教學過程中，注重培養學生實驗分析的能力，并就實驗分析的方法進行了初步探索，總結歸納成了“四步分析法”，即從取材、藥品與試劑、步驟及操作、顯微鏡的使用四個方面對實驗進行分析的方法。

１.第一步：取材分析

正確取材是實驗成功的第一步。有的學生實驗失敗的原因，往往是取材不正確而引起的，因而在實驗分析時，要首先考慮取材是否正確。例如，實驗一“觀察植物細胞的有絲分裂”（以下簡稱“實驗一”）中，準確切取洋蔥根尖生長點部位，是實驗成功的前提。一些學生制成的裝片中往往看不到或看到很少的分裂相細胞，就是因為切取部位不正確導致的，即沒有選準根尖的生長點部位。實驗二“觀察植物細胞的質壁分離和復原”（以下簡稱“實驗二”）中，取材部位應該是在新鮮的洋蔥鱗片葉外表皮的紫色較深處。而在內表皮或紫色很淺的部位取材，往往觀察不到或僅有很少紫色液泡。實驗三“觀察根對礦質元素離子的交換吸附現象”（以下簡稱“實驗三”）中，剪取的是有活性的根，如果是死根、爛根，則觀察不到預期的結果。實驗四“葉綠體色素的提取和分離”（以下簡稱“實驗四”）中，選取的時片要肥厚、色濃，而老葉、發黃的葉子則不能選取。

２．第二步：藥品與試劑分析

藥品與試劑的量、濃度、純度等都是影響實驗正確結果的重要因素，要逐一檢查，不能忽視。

⑴關于量的問題。有些實驗對藥品與試劑的量有一定的要求，如實驗四中，丙酮、層析液的量就要按規定使用：提?。担缛~片中的色素，用２ｍｌ丙酮是適中的，若丙酮過多，會使色素濃度降低，減少濾紙條上色素的量，使分離效果不明顯；若丙酮少了，色素提取又不充分。色素分離時，向燒杯中倒入層析液時，其量的標準是液面不能超過１ｃｍ（距燒杯底），否則將沒及濾紙條上的濾液細線，色素就迅速溶解到層析液中去了，結果在濾紙條上得不到相應的色素分離圖譜。

⑵關天濃度問題。實驗中，規定的濃度，都是人們經過多次試驗后，認為最適合的。實驗員在實驗前配制藥品與試劑時，濃度要配準，否則將會影響學生實驗。如蔗糖溶液濃度較高時（高于３０％），會使細胞因發生強烈質壁分離而失水過多，細胞死亡，不能復原。亞甲基藍溶液在配制時，要求更高，濃度高一點點，就會影響根的活性。

⑶關于純度問題。有的實驗如實驗三對試劑的純度有較高的要求，如果所用蒸餾水中混入雜質陽離子，或用自來水代替，則漂洗時，不僅洗去了浮在根細胞表面的亞甲基藍陽離子，而且也會把吸附在根細胞表面的亞甲基藍陽離子交換下來；在對比實驗中，含雜質陽離子的蒸餾水也會變藍。

３.第三步：步驟及操作分析

步驟及操作是否正確是影響實驗結果的主要因素，故應重點分析，主要有以下三種情況。

⑴漏做某個實驗步驟。實驗步驟不能少，如實驗一中，根尖用１０％鹽酸解離后，若不經漂洗直接染色，則染色效果極差，因為根尖上附著的鹽酸將和堿性染料起中和反應，從而影響著色；制片時，用鑷子尖把根尖開碎，這一步也易漏掉。

⑵操作方法錯誤。在具體操作某個步驟時，沒有按規定的操作方法做，肯定會影響實驗結果。如臨時裝片制作時，有的學生將蓋玻片直接放在清水滴上，這樣制成的裝片中，氣泡較多，嚴重影響觀察。

⑶操作不嚴格。如解離、染色時間不夠，漂洗的時間或次數不足。制作洋蔥表皮臨時裝片時，未將清水滴中卷起的表皮平展開來；做質壁分離復原實驗時，滴入清水的次數少，濾液細線劃得不細不齊都會對實驗果有一定的影響。

４.第四步：顯微鏡的使用分析

需用顯微鏡的實驗，有時會因為顯微鏡的操作，鏡頭污染等問題，而影響觀察，看不到已經出現的現象或結果。顯微鏡的操作要按一定的程序進行，如對光程序、高倍鏡觀察程序等。

有的學生不按程序操作，結果既耽誤了時間，又觀察不到相應的結果，而且易損壞顯微鏡。例如常有學生在用高倍鏡觀察時，把蓋玻片壓碎了，弄臟了鏡頭，就是由于這些學生在下降鏡筒時，眼睛看的是目鏡而不是物鏡，這樣，鏡筒下降到什么位置就不知道了。正確的程序應該眼睛看著物鏡，同時下降鏡筒，讓物鏡接近裝片，然后眼看目鏡、調節細準焦螺旋直至觀察到清晰物像。此外，目鏡或物鏡頭被嚴重污染、焦距沒有調好、放大倍數不夠、視野較暗、標本不在通光孔的中心位置等諸多因素，都會直接影響觀察。 以上介紹的“四步分析法”緊扣教材，貼近學生的知識水平，符合學生的思維習慣，容易被學生接受并掌握，而且經過嘗試，也取得了良好的效果。因此，該方法可以作為高中生物實驗分析的一般方法。

㈡“四步分析法”的應用

“四步分析法”可以在實驗課上講授，也可以在實驗（理論）專題復習課中講授。在具體的實驗分析或解題過程中，既可順次運用，亦可綜合運用，具體問題，靈活分析。

二、實驗教學中的能力培養

生物學是一門實驗性科學。對高中學生來說，生物實驗教學主要包括常見的儀器、器具、藥品的使用能力，還有對實驗程序的理解能力，對實驗結果的分析能力，對實驗中出現的異常情況的處理能力等。

㈠讓學生明確儀器的原理和藥品的特性，是培養學生使用它們的能力的基礎 。

對儀器的原理、藥品的特性不了解，使用起來就會帶有盲目性，就不可能形成使用能力。例如，學生對低倍鏡和高倍鏡的選擇上，經常不能根據觀察對象的特點和觀察目的進行合理的選擇來使用，學生常常由于好奇心的驅使和對低倍鏡、高倍鏡特點的無知，總是一上來就用高倍鏡，認為高倍鏡總比低倍鏡觀察清楚。這種盲目性，是由于學生不了解顯微鏡的基本原理，不了解高倍鏡放大倍數大，分辨率高，但所看到的實際面積小，即視野小。而且倍數越高，看到材料的厚度就越薄，高倍鏡適宜觀察局部和細節。低倍鏡所看到的面積大，適宜觀察材料的整體結構，以及尋找觀察目標。只要學生了解了這些基本原理， 才能正確選用低、高倍鏡。由低倍鏡換高倍鏡時，如果圖像不太清晰，只需調節細準焦螺旋，就可以看清圖象了。至此學生只有了解了上述的基本原理和操作方法，才能正確使用高倍鏡。

總而言之，教師要善于把實驗儀器及藥品性質、使用原理講清，這對提高學生使用它們的能力大有好處。

㈡培養學生善于分析實驗程序

一個較為復雜的實驗過程是設計人員長期辛勤勞動的結晶，它往往是經過幾十次甚至上百次的反復摸索。所以，學生實驗中，不能單純地用實驗指導進行“按方抓藥”出現結果就行了。而要指導學生去分析實驗中每一步驟的作用，每一個處理意義以及各步驟之間的聯系，從中學習解決問題、研究事物的方法。例如，在觀察植物細胞有絲分裂實驗過程中，大致為：培養→10﹪HCL解離→漂洗→染色→壓片。要讓學生了解根尖放在10﹪HCL溶液中是為了溶解細胞間的果膠質， 使根尖細胞間變得松散，便于壓片，否則根尖細胞很難壓散，不利在鏡下觀察。另外，通過10﹪HCL的處理，使細胞迅速死亡， 讓細胞分別保留各自的分裂狀態。漂洗是為了沖 洗解離液（10﹪HCL），否則影響染色效果。因此，在實驗中，應根據學生程度和涉及原理的難易不同，由教師講清或提出問題讓學生思考，使學生既知道實驗應怎么做，也知道為什么這樣做。

㈢培養學生善于分析實驗現象

在實驗中，經常存在著對實驗最后結果的記錄，而輕視對實驗過程中間出現某些現象的記錄，重視結果而不重視分析結果，重視對成功實驗的肯定，而不重視對實驗中的失敗查找原因等現象。這不利于學生實驗能力的提高。例如，在觀察植物有絲分裂的實驗中，在顯微鏡的某個視野中，要讓學生了解為什么看到的細胞多數為間期的細胞。在質壁分離和復原的實驗中要讓學生了解液泡的體積大小、顏色變化如何。在葉綠體中色素提取和分離實驗中四種色素彼此分離的原理是什么，這一原理單靠高中教科書中的知識還不夠，應讓學生了解濾紙是一種吸附劑，層析液是一種展開劑，四種色素的化學結構和性質不同，它們在濾紙上吸附能力不同，在層析液中（展開劑）溶解度不同，因此，四種色素隨著層析液在濾紙條上的擴散速度就不同，胡蘿卜素溶解度大而吸附力小，擴散速度快，葉綠素b溶解度小而吸附力大，擴散速度則慢。在實驗中，因某種原因，個別學生的實驗結果不明顯或失敗，老師應指導學生查找原因。如葉綠體中色素提取和分離的實驗結果四條色素帶部分或全部不明顯，老師可提示：（1）是否丙酮用量過多， 濾液太稀；（2）是否用的新鮮葉，是否用的全部是幼嫩的葉；（3）劃濾液細線時是否重復的次數少了一些；（4 ）層析時濾紙條上的濾液細線是否被層析液沒及過。在質壁分離和復原的實驗中，有的學生很快就觀察到質壁分離和復原現象。但有的學生雖然在步驟方法上都按要求進行了，但沒有發現質壁分離現象，教師應啟發學生尋找原因：取下的表皮是否是死亡的角質層細胞？是否由于未用蔗糖溶液浸泡材料？是否蔗糖溶液被原清水稀釋而造成濃度不夠？是否視野太亮，反差度小而未能看清？還有的學生雖然質壁分離了卻不能復原，教師也詢問一下，是否蔗糖溶液濃度自行加高了？是否質壁分離時間太久而造成細胞死亡？

總之，在生物教學過程中，教師應加強對學生的能力的培養，定會事半功倍，全面提高教學質量。