《国际高中生物实验教材的改进与开发》成果报告
国际高中生物组：谢友涛、孙玉霞、李慧杰

　　生物科学是一门实验性科学，实验教学是中学生物教学的重要组成部分，也是实施素质教育的重要途径，它不仅能巩固理论知识、激发学生学习的兴趣，而且还具有培养学生动手观察能力、探究创新能力等教育功能。
　　为此，新的课程标准要求广大中学生物教师要努力创造条件、就地取材、因陋就简地保证生物实验开齐，并在教学中注重实验效果的提高，从而达到能将实验涉及的方法和技能进行综合运用的要求。
国际高中在自主研发教材方面一直走在学校教改的前列。为了让学生更能适应国外大学的需要，我们在生物教学改革上，也加大了对实验教材改进与开发的力度。
　　《国际高中生物实验教材的改进与开发》项目的行动理念是：“引导学生做一名科学发现者和探索者”，试验中以知识为载体，重在培养学生科学发现与探究的能力，将科学家发现知识的过程、思想与方法引入实验思想中，使学生了解科学发现的进程，引导学生在学习过程中始终像科学家那样观察、思考、实验和推理。
　　基于此，我们首先在改革中大胆质疑，对课本上很多经典的实验进行了改革，从而使实验更加的完美，学生在试验中，也养成了批判的思维。我们还注重发挥自身的创造作用，对于实验内容和形式进行重新的选择和设计，让实验形式更多样，实验内容更丰富，生动过程更加生动活泼，如迷你实验、技能实验、实验设计、网络实验和调查实验等，为学生提供了广阔的实验探究空间，让学生更多地以“科学发现者”的身份进行真实的科学研究，真正体现了“学习中研究，研究中学习”的学习方式。
　　这里，我们分必修篇、选修篇和课外篇以案例的形式介绍我们在国际高中生物实验教材开放方面的教改成果。
必修篇案例——

对高中生物五个实验的改进方案
实验一、脂肪的检测和观察实验

教材提供的本实验参考方案：
　　1.向待测组织样液中滴加3滴苏丹ⅲ染液，观察样液被染色的情况。
　　2.制作子叶临时装片，用显微镜观察子叶细胞的着色情况（以花生为例），具体操作如下：浸泡后花生种子（去皮） → 薄片  →   染色（苏丹ⅲ）→ 去浮色（酒精）→ 显微镜观察。
改进原因：
　　缺点：第一方案，组织液要求脂肪的纯度要高，但在实际生活很难找到这样的组织样液（多数细胞中脂质的质量分数占1%-2%）。大多数情况下是用食用油，但生活中的食用油基本上都是黑色或者淡黄色的，这样的话食用油本身的颜色会掩盖实验颜色，不便观察。
　　第二方案 ,对于高中生来说，由于实验基本功较差，我们发现大多数学生在实际操作不能掌切片技巧，切片太厚，还有学生在切片时划伤手指，既费时又费力，影响了实验效果。
改进方案：
　　第一方案，用吸水纸吸取富含脂肪的生物组织样液，擦在白纸上，然后朝向光源观看，会出现半透明的油点，即可证明脂肪的存在。或者将组织液溶于笨液中，取一纸条放于笨液中，取出待笨挥发后，朝向光源观看，如有半透明油点存在，也可证明脂肪的存在。
　　第二种方案，其实本实验取材无非是越薄越好，即取有一个细胞构成的薄层。所以我在教学中摸索出“刮沫”法。具体方法如下：取一粒未浸泡过的花生种子，去掉种皮。取一片子叶削去一层，形成平面。将该平面或切面放在洁净的载玻片中央，来回擦几次，这样载玻片上就沾上很薄的一层组织，滴2～ 3滴苏丹ⅲ染液在上面进行染色 。然后用酒精洗去浮色，按教材中步骤制成临时装片，放在显微镜下观察，就会清楚看到染成橘黄色的圆形脂肪颗粒。这样更容易取得实验用的细胞脂肪颗粒，并且实验更容易成功，更容易染色及观察。

实验二、探索淀粉酶对淀粉和蔗糖的作用

　　1.收集唾液后，取lml注入小烧杯中，加入2ml蒸馏水。振荡小烧杯使之混合均匀，制成稀释的唾液，即淀粉酶溶液①；
　　【改进：实验材料由书上所说化学试剂店出售的淀粉酶改为使用自己的唾液稀释液，因为唾液中含有唾液淀粉酶且取材方便，所以选择使用唾液淀粉酶溶液】
　　2.取2-3粒多酶片，用刀片切成两半，再用针挑出多酶片内的酶粉于小烧杯中，加入20ml蒸馏水后用玻璃棒搅拌均匀，配成淀粉酶溶液②；
　　【改进：把化学药剂店出售的淀粉酶改为一般药店都能买到的多酶片，因为多酶片内部主要成分有胰淀粉酶，且多酶片价格便宜取用也方便】
　　3.把冰糖外层被氧化还原了的部分用水洗去后，称取3g研细放入100ml热水中配成蔗糖溶液；
　　注意：冰糖外层可能被氧化成还原糖，干扰实验结果，所以使用前一定要冲洗去冰糖的表层杂质
　　4.称取15g土豆剪成小块，研磨后将液体过滤到小烧杯中并加入热水配成100ml淀粉液①；
　　【改进：把书上所说化学试剂店出售的淀粉改为使用土豆现制淀粉液，因为土豆淀粉含量高且更好买到】
　　注意：土豆在空气中易氧化变黑，淀粉变性或生成其他物质，影响实验结果，所以配置淀粉液时应迅速研磨和过滤，且现配现用
　　5.称取3g淀粉，先用少量蒸馏水调匀，再加入热水配成100ml淀粉液②
　　【改进：普通淀粉购买方便且普通淀粉也是可溶的】
　　注意：淀粉不溶于冷水，但开水会破坏淀粉结构，所以用淀粉制淀粉液时，先用少量蒸馏水混合成悬浊液，再加入热水配制成淀粉溶液，可保证淀粉绝大部分溶解
　　6.取８只洁净的试管,编上号,然后按下面要求进行操作：
　　a：淀粉液① 2ml+淀粉酶溶液① 2ml
　　b：淀粉液① 2ml+淀粉酶溶液② 2ml
　　c：淀粉液② 2ml+淀粉酶溶液① 2ml
　　d：淀粉液② 2ml+淀粉酶溶液② 2ml
　　e：蔗糖溶液 2ml+淀粉酶溶液① 2ml
　　f：蔗糖溶液 2ml+淀粉酶溶液② 2ml
　　g：淀粉液① 2ml+蒸馏水 2ml
　　h：淀粉液② 2ml+蒸馏水 2ml；
　　【改进：增设了g、h对照组，以证明淀粉确实是为淀粉酶所分解】
　　7.轻轻振荡几只试管，使试管的液体混合均匀,然后将试管的下半部浸到37℃左右的热水中，保温10min；
　　【改进：书上所说60℃是针对化学试剂店的α-淀粉酶所言，但是我们所取的两种淀粉酶溶液中淀粉酶最适温度均为37℃左右。保温时间延长到10min则是为了使反应充分】
　　8.将斐林试剂甲液和乙液混合均匀后，取出试管，各加入2ml斐林试剂（边加斐林试剂边轻轻振荡这些试管，以便使试管内的物质混合均匀）；
　　注意：斐林试剂应提前将甲液和乙液混合均匀，切勿分别加入！
　　9.将试管的下半部放进盛有热水的大烧杯中，用酒精灯加热煮沸1min。
　　实验预期结果

　　a、b、c、d号试管内溶液变为砖红色（上图左侧试管），
　　e、f、ｇ、ｈ号不变色（上图右侧试管）

实验三、绿叶中色素的提取与分离

教材提供的本实验参考方案：
　　1.第一步提取绿叶中的色素，使用研磨法，步骤繁琐，需要较多的绿叶(5g)和无水乙醇(10ml)，用到的药品种类比较多（包括二氧化硅和碳酸钙等），研磨时要求迅速、充分，学生难以把握，而且提取液中色素含量不高，色素分离不明显。
　　2.第三步画滤液细线，画线工具毛细吸管很细易断，而且画滤液细线时，线画得较粗且不直，很难符合要求。
　　3.第四步分离绿叶中的色素，用到的层析液，成分是石油醚、丙酮、苯，这些物质挥发性强，有刺激性气味，而且有毒，使用书上介绍的方法，用烧杯及培养皿的装置封闭不严，有毒物质易散发出来，对学生的身心健康不利，而用试管密封层析装置，又不便于装入滤纸条和加层析液，加层析液的量也很难控制。
改进方案
　　1.提取绿叶中的色素方法改进
　　将原实验中的研磨法改为水浴加热法。将绿叶剪碎加入无水乙醇，进行水浴加热提取绿叶中的色素。
　　2.画滤液细线改进
　　将原实验中画滤液细线工具毛细吸管改为自制画线器，用自制画线器蘸取提取液，画滤液细线。
　　3.分离绿叶中的色素改进
　　改进教材传统层析装置，用自制可控式密闭层析装置层析。将滤纸条装入玻璃管后，在密闭条件下进行层析观察和层析液的回收。

实验四、绿叶中色素的提取与分离

教材提供的本实验参考方案：
　　1.制作洋葱外表皮的临时装片
　　2.低倍镜下观察外表皮细胞紫色中央大液泡的大小以及原生质层的位置
　　3.滴入蔗糖液（30%）,观察中央液泡的大小及原生质层的位置（质壁分离）