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浅谈新课程背景下的生物学实验室建设

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生物实验教学成为一个不被重视的薄弱环节,除了生物教师自身的主观因素以外,还有一个重要原因是生‘物实验室配备远远跟不上教学现实的需要。实验室是生物实验教学与实践活动的主要场所和必备的基本条件。特别是随着高中新课程改革的全面启动,高中生物课程更加注重对学生创新精神和实践能力的培养,安排了多种类型的科学实验、探究实践活动等。因此,新课程改革对生物实验室的硬件建设提出了很高的要求,加强生物实验室的建设迫在眉睫。在此,我们对新形势下的中学生物实验室的建设提出了几点粗浅的想法。

人教版全日制普通高级中学教科书(简称“旧课程”)《生物》包括必修1、2、选修共3册,共有实验15个、实习5个、研究性课题6个。人教版普通高中课程标准实验教科书(简称“新课程”)《生物》共有教材6册,包括必修1、2、3和选修1、2、3,共有实验等实践内容51个,其中必修1、2、3分别有实验、探究、模型构建、调查等实践内容32个;选修1《生物技术实践》全部为实验内容,包括6个大专题,每个大专题含2-3个课题,共计16个课题(实验);选修3《现代生物科技专题》有实验、模型构建、课外活动等实践内容3个;选修2《生物科学与社会》不含实验。

从数量上看,新课程《生物》教材比旧课程《生物》教材的实践内容要多得多。从内容上看,新课程更加紧扣生物的学科发展趋势,增加了酶、蛋白质、DNA等分子生物及其它相关的现代生物实验。从实验要求上看,新课程更加强调学生参与探究过程,逐步培养学生搜集和处理科学信息的能力、获取知识的能力、分析和解决问题的能力和科学探究能力。为了能很好的开展新课程生物实验,购置新的实验设备,改善实验条件势在必行,同时更要注意科学、合理地配套与使用实验仪器设备,使其充分发挥其应有的功能与作用。

1 实验室建设的功能化

新课程增加的很多实验,专业性非常强,对实验室的条件要求很高,因此,我们提出新课程背景下应该对生物实验室进行功能化建设,比如说建设“中学生化与分子实验室”、“细胞与组织培养实验室”、“显微观察实验室”、“数字传感器实验室”等功能实验室。

根据不同实验室的功能,对其进行不同的实验仪器装备,开展各类生物实验。①生化与分子实验室,主要开展蛋白质的提取、分离和DNA的提取、分离、纯化及扩增等实验,同时根据学生兴趣爱好,还可以开展许多分子生物方面的课外活动实验,比如转基因食物中外源基因的检测等。根据它的这些功能,我们配置:PCR仪、电泳设备、凝胶成像系统、离心机、微量移液器、电子天平等设备。②细胞与组织培养实验室,主要是进行微生物的分离、培养及发酵,植物的组织培养,因此应该配置高压灭菌锅、无菌工作台、恒温培养箱等设备。③数码显微网络互动实验室,配备显微镜、计算机系统等,可进行显微镜观察的相关实验。④数字传感器实验室:配备氧传感器等传感器模块、计算机系统,可进行植物细胞生理等相关实验。

这些功能实验室的建设,除了重要的仪器配置以外,还有很重要的就是大型仪器的配套基础设施建设。因为有很多大型仪器对使用条件有特定的要求,只有对这些仪器进行科学的配套,才能使其正常地发挥功能,最大化地为生物实验教学服务。

2 实验室建设的科学性与规范化

传统的实验室布局与教室很类似,讲台面向一排排的双人实验桌。这种传统布局模式不便于学生间的相互讨论探究学习,也不便于对实验仪器与药品的高效利用。因此,我们提倡生物实验室的实验桌布局呈“岛型”,每一个实验桌也就是一组,每组可以分布8~10名学生。这样布局非常有利于学生的相互讨论的探究性学习,适合培养学生团队精神,更符合新课程的教学要求;也有利于实验仪器的高效使用,比如PCR仪等很多大型、贵重仪器数量很有限,只能是8~10名甚至更多学生合用,还有很多试剂也是,比如吡罗红、甲基绿等染液可用量少,价格贵。

在实验室建设过程中,还必须注意到科学性问题,同时要符合生物实验要求。比如组织培养室的建设,应该包括无菌操作室、准备室和恒温培养室。《科学实验建筑设计规范》提出:“生物培养室应防止人流交叉感染。生物培养室与非生物培养区之间应设置实体砖墙。生物培养室各功能房间之间,宜采用密封的玻璃隔断墙分隔。玻璃隔断墙的骨架宜采用不易变形及易清洗的材料制作。玻璃隔断墙上的门宜采用推拉门”等。而有一些大型仪器需要固定的摆放位置或是台面,这一些问题我们在实验室建设时都应该予以充分的考虑和论证。有的学校购买了一些大型仪器,但是一直处于闲置状态,不能充分被利用的一个很重要原因就是,实验室的建设没有按照生物实验室的特殊要求对大型仪器进行配套。

3 实验室建设的现代化

信息化建设也是现代生物实验室建设必不可少的部分,主要包括网络与多媒体系统,现在中学的教室都配备了多媒体系统,而且多媒体系统、现代网络等信息化产品,能够给课堂带来更多、更直观的信息。那么在生物实验室装备多媒体系统就显得更为有用了。一直以来,显微观察都是中学生物实验的重点、难点,难就难在原来没有什么办法能够很好的将显微镜视野内的物象更好地呈现给同学们。但有了多媒体系统,这一切就可以迎刃而解。因此说,生物实验室多媒体系统可以很好的提高实验课的质量和效率。

4 实验室建设的安全性

生物实验室的安全建设非常重要,跟化学实验室一样不能被忽视,比如水、电、有毒性药品、强酸强碱等腐蚀性药品等的使用与管理。因此在实验室建设工程中,安全设计与安全设施需起必要的重视。

对于很多中学来说,现有实验条件,包括实验室的布局、实验仪器的配备等各方面不能完全满足新课程改革的要求。因此,还需要各级教育部门与社会的共同努力,不断完善中学生物实验室的硬件设施。