新課標下高中生物實驗室儀器與試劑配備的探討

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 高中生物 來源: 高中學習網(wǎng)


    摘要:《普通高中生物新課程標準(實驗)》明顯增加了實驗教學的內(nèi)容和深度,對高中生物實驗室建設(shè)提出了新的要求和標準。因此,根據(jù)傳統(tǒng)教學大綱要求制定的《中學理科教學儀器配備目錄》已難以適應(yīng)新課標和新形勢的發(fā)展。本文根據(jù)生物新課標所確立的課程理念和實驗要求,以現(xiàn)行人教版高中生物新教材為依據(jù),對新課標體系下高中生物實驗室儀器與試劑配備進行了探討,并擬定出初步方案,以供高中生物實驗室建設(shè)提供參考。

關(guān)鍵詞: 新課標 高中生物 實驗室儀器與試劑配備

生物學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科,學生的很多能力與科學素養(yǎng)都要通過實驗來培養(yǎng)和提高。2003年頒布的《普通高中生物新課程標準(實驗)》對實驗部分進行了重要調(diào)整,可以說,實驗內(nèi)容的大幅增加和實驗課程目標的提升,是生物新課標體系最為顯著的特征之一。新課標實施已經(jīng)六年了,高中生物實驗室建設(shè)發(fā)生了明顯變化,許多高中建立了獨立的生物學實驗室,添置或更換了儀器與試劑[1]。但是,總體上看,生物實驗教學仍然是高中生物教學中的薄弱環(huán)節(jié)。迄今,與新課標要求相適應(yīng)的高中生物實驗儀器配備標準一直未能發(fā)布實施,全國大部分地區(qū)仍然沿用2000年教育部教學儀器研究所制定的《中學理科教學儀器配備目錄》。這一狀況嚴重制約了高中生物實驗室的建設(shè)和生物實驗課程的教學效果。本文通過分析新課程標準所確立的理念、體系和實驗要求,以現(xiàn)行人教版高中生物新教材為依據(jù),以2000年版《中學理科教學儀器配備目錄》為基礎(chǔ),試圖對新課標體系下高中生物實驗室儀器與試劑配備目錄作一探討,以期為國家相關(guān)部門制訂高中生物學實驗室建設(shè)文件指南提供參考。

1.新課標對高中生物學實驗要求的變化

普通高中新課程標準自2003年7月由教育部正式頒布以來,到2007年8月底,全國已經(jīng)有近20個省份先后實施了普通高中新課程的實驗。但實驗教學問題仍然困擾著教師、學生和教育行政管理者。同傳統(tǒng)的教學大綱相比,新課標的核心理念是強調(diào)培養(yǎng)學生自主學習能力和探究能力,因而《普通高中生物課程標準(實驗)》倡導教師加強實驗教學環(huán)節(jié),“應(yīng)盡可能多地讓學生參與實驗和其他實踐活動”,促進學生在觀察事物、實驗操作、科學思維、識圖和繪圖、語言表達等方面能力的發(fā)展,并培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、實事求是的作風和認真細微的學習習慣。在目前的教學條件下,高中生物學實踐活動大多在實驗室里進行,因此,實驗室儀器與試劑的配備就顯得特別重要。

高中生物新課程標準在實驗教學方案上,采用了模塊化設(shè)計,增加了選修課的廣度、深度以及學生主動參與探究的內(nèi)容(表1),不但有定性的實驗,還增加了一些定量實驗,有很多探究性活動也要通過實驗來完成。據(jù)統(tǒng)計,《普通高中生物課程標準(實驗)》一共安排了68個探究性實驗和實習活動,比以前教學大綱增加了40個,增幅達143%[2] 。其中動植物形態(tài)和解剖的內(nèi)容減少了,生理、生化、生態(tài)和動物行為的分量增加了, 并且大都與新技術(shù)、新應(yīng)用緊密聯(lián)系,也使用到相當數(shù)量的生物活材料。

表1  新課標對高中生物學實驗要求的變化

 

教學大綱(2000年)

新課程標準(2003年)

課程目標

能夠正確使用顯微鏡等常用工具和儀器,掌握進行生物學實驗的基本操作技能;能夠利用多媒體收集和處理生物科學信息;學會科學觀察和實驗的方法,初步學會提出問題,作出假設(shè),設(shè)計并進行實驗,分析和處理實驗數(shù)據(jù),作出合理的結(jié)論。

能夠正確使用一般的實驗器具,掌握采集和處理實驗材料,進行生物學實驗的操作技能;能夠利用多種媒體搜集生物學的信息,學會鑒別、選擇、運用和分享信息;發(fā)展科學探究能力,初步學會:提出問題、分析問題、確認變量、作出假設(shè)和預期、設(shè)計可行的實驗方案、實施方案和收集證據(jù)、利用數(shù)學方法處理解釋數(shù)據(jù)、作出合理判斷、闡明觀點、表達和交流等。

實驗教材

必修2冊、選修1冊,采用單元設(shè)計

必修3冊、選修3冊,采用模塊化設(shè)計

實驗數(shù)量

必修部分21個,選修部分7個

(含實習、研究性課題)

必修部分36個,選修部分32個

(含探究、模型建構(gòu)、調(diào)查、制作、課外實踐)

實驗類型

課內(nèi)實驗、實習、研究性課題

課內(nèi)實驗、探究活動、模型建構(gòu)、調(diào)查、制作、課外實踐

2 新課標下高中生物學實驗室需增加的儀器與試劑

高中生物新課程在目標、結(jié)構(gòu)、內(nèi)容、實施等方面的改革對實驗硬件的影響尤為深刻,沒有足夠的實驗儀器與試劑,將難以達到新課標生物實驗教學應(yīng)有的效果。新課標下高中生物實驗要求實現(xiàn)了由演示向分組、驗證向探究、課內(nèi)向課外、共性向個性、結(jié)果向過程的轉(zhuǎn)變,與傳統(tǒng)教學大綱相比,新課標在生物實驗所需儀器與試劑要求方面有較大的增加,特別是選修實驗。(表2)

表2 新課標下高中生物實驗教學需增添的儀器與試劑

 

教學大綱(2000年)

新課程標準(2003年)

必修實驗

儀器:顯微鏡、剪刀、解剖刀、雙面刀片、試管、試管架、試管夾、燒杯、量筒、滴管、玻璃漏斗、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、研缽、石英砂、紗布、載玻片、蓋玻片、毛筆、吸水紙、火柴、鑷子、培養(yǎng)皿、臺燈、鉛筆、玻璃皿、衛(wèi)生香、溫度計、濾紙、尼龍布、毛細吸管、藥勺、天平、錫紙、紙盒、膠布、橡皮泥、棉花、鐵架臺、鐵環(huán)、玻璃棒、硬塑方框、鐵絲、塑料片(球形、雙層五邊形、長方形)、訂書釘、塑料桶、小球、花盆

試劑:蘇丹Ⅲ或蘇丹Ⅳ染液、龍膽紫溶液(或醋酸洋紅液)、氫氧化鈉、硫酸銅、酒精、蒸餾水、鹽酸、過氧化氫、氯化鐵、淀粉、淀粉酶、蔗糖、丙酮、苯、石油醚、二氧化硅、碳酸鈣、瓊脂、檸檬酸鈉、氯化鈉、二苯胺

需增加的儀器:恒溫水浴鍋(可用酒精燈、三腳架、石棉瓦、溫度計等替代)、pH計、錐形瓶、玻璃彎管、橡皮球(可選配氣泵)、打孔器、注射器、彩色球、冰箱、手套、勻漿器、軟尺、血細胞計數(shù)板、干濕球溫度計(溫度計、濕度計)

 

 

 

 

試劑:硫酸、磷酸二氫鉀、磷酸氫二鉀、重鉻酸鉀、葡萄糖、過氧化氫酶、酚酞、吡羅紅、甲基綠染色液、健那綠染液、卡諾氏液、改良苯酚品紅、吲哚乙酸(或2,4-二氯苯氧乙酸、1-萘乙酸)、石灰水(或溴麝香草酚藍水溶液)

選修(必修有的除外)

儀器:角匙、膠管、彈簧夾、牛皮紙、線繩、標簽、接種環(huán)、精密pH試紙(或pH計)、金屬小框、高壓蒸汽滅菌鍋、恒溫箱

試劑:碘液、牛肉膏、蛋白胨、結(jié)晶紫

需增加的儀器:離心機、干熱滅菌鍋、無菌工作臺、PCR儀、微量移液管、微量離心管、紫外分光光度計、電泳儀、電泳槽、色譜容器、磁力攪拌器、透析袋、刻度移液管、細玻璃管、比色管、涂布器、分液漏斗、圓底燒瓶、冷凝管、牛角管

試劑:重鉻酸鉀、亞硝酸鈉、對氨基磺酸、N-1-萘基乙二胺鹽酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉、氫氧化鋁、磷酸二氫鋅、磷酸氫二鈉、硫酸鎂、硫酸鈉、硫酸鋅、硫酸錳、尿素、纖維素粉、纖維素酶、氯化鉀、氯化鈣、氯化鈷、酵母膏、水解酪素、羧甲基纖維素鈉、剛果紅、海藻酸鈉、嫩雞粉(或蛋白酶K)、無水硫酸鈉、乙酸乙酯、次氯酸鈉、次氯酸鈣、升汞、硝酸鉀、硝酸銨、硝酸鈉、硫酸鐵鹽、鉬酸鈉、碘化鉀、硼酸

3 新課標高中生物實驗儀器配備目錄

2000年教育部制定的《中學理科教學儀器配備目錄》中所列的生物實驗儀器是根據(jù)生物教學大綱的要求制定出來的,在學生生物科學素養(yǎng)和能力培養(yǎng)上有很大的滯后性,不能滿足新課標所規(guī)定的實驗教學要求[3]。新課標實施后,廣東、福建、浙江、江西等省份先后制定了臨時的儀器配備標準,以供各省高中生物實驗室建設(shè)之需,但是全國還沒有頒布統(tǒng)一的配備目錄。因此,盡快制定出符合新課標實驗要求的高中生物實驗室儀器配備標準,已成為生物實驗教學改革的當務(wù)之急。

筆者根據(jù)新課標的課程理念和實驗要求,參考《中學理科教學儀器配備目錄》及新課標下有關(guān)省份制定的臨時配備目錄,以人教版高中生物新教材為依據(jù),以每個年級4個平行班,每班50人,學生按2人1組進行分組實驗[4],初步擬定出高中生物學實驗儀器配備目錄(表3),供國家相關(guān)部門和學校參考。

表3 新課標高中生物實驗儀器配備目錄

儀器名稱(參考規(guī)格)          

數(shù)量單位    儀器名稱(參考規(guī)格)

數(shù)量單位

生物顯微鏡(1000x~1600x)

生物顯微鏡(500x~640x)

雙目立體顯微鏡(40x)

雙目生物顯微鏡(1000x)

解剖鏡(20x正像,工作距離55mm)

放大鏡(手持3x)

顯微投影器(分辯率不低于5um)

解剖器七件(不銹鋼)

解剖器四件(不銹鋼)

徒手切片器

恒溫箱(室溫~60℃,±1℃)

高壓滅菌鍋(小型)

接種箱(帶紫外燈)

生理實驗箱(包括肌肉收縮實驗裝置電剌激器)

血壓計(汞柱式)

pH計

干濕球溫度計

血細胞計數(shù)板(2mm×2mm方格)

聽診器(醫(yī)用)

電冰箱(100-150L)

溫水浴鍋(可用酒精燈、三腳架、石棉瓦、溫度計等替代)

植物光合、呼吸、蒸騰作用演示器

生物顯微演示裝置(分辨450TV線以上)

DNA模型

托盤天平(200g,0.2g)

分析天平(100g,0.001g)

鋼制黑板(移動式900×1200mm)

投影器動感儀

離心沉淀器(手搖式)

打孔器(4件)

勻漿器

儀器車

三腳架

試管架(6孔)

試管夾

鐵架臺

注射器

1臺

25臺

1臺

1臺

12個

25臺

2臺

4套

25套

4個

1個

1臺

1臺

1套

 

2臺

2支

2支

25個

2個

1臺

1臺

 

1套

1套

 

3個

25臺

1臺

2塊

1臺

1臺

2盒

1臺

1輛

25個

25個

25個

25個

25支

防護手套(耐酸堿)

軟尺

橡皮球(可選配氣泵)

彩色球(兩種顏色各20個)

量筒(10ml,100 ml)

溫度計(紅液1000C)

試管(15mm×150mm)

燒杯(50ml,100ml,250ml,500ml)

錐形瓶(250ml)

酒精燈(150mm)

漏斗(60mm)

培養(yǎng)皿(100mm)

研缽(玻璃)

滴管

離心管(10ml)

石棉網(wǎng)(125mm×125mm)

藥匙

玻璃棒(Φ3-4mm)

毛細吸管

玻璃彎管

玻璃皿

病毒結(jié)構(gòu)模型

人教版新課標高中生物模型建構(gòu)活動用具箱

動物標本(50種以上動植物標本)

玻片(高中型)

高中生物活動掛圖

人教版新課標高中生物必修掛圖(銅版紙對開90幅)

新課標高中生物實驗指導(VCD)(共3碟)

實驗報告冊

高中生物實驗備品盒

生物實驗員維修工具

數(shù)字化探究實驗系統(tǒng)(數(shù)據(jù)采集器、傳感器、系統(tǒng)分析軟件、配套儀器和多媒體計算機等。)

25雙

1個

25個

25套

各25個

25個

25個

各25個

 

25個

25個

10個

25個

25個

25個

25個

25個

10個

25根

25根

25根

25個

3個

1箱

 

1套

 

1套

3套

1套

 

1套

 

人手1冊

2盒

1套

4~8套

參考文獻:

[1] 廖詠梅,杜長忠,羅松青,侯萬儒. 新課標下中學生物實驗室設(shè)備配備標準探討[J]. 西華師范大學學報(自然科學版). 2007,28(1):99-102.

[2] 教育部教學儀器研究所,凱普生物科技有限公司. 高中生物新課標探究試驗指導[M]. 北京:人民教育出版社,2007:2—6.

[3] 楊菊梅. 新課標下高中生物實驗室的設(shè)備[J]. 教學儀器與實驗. 2005(7):46-47.

[4] 廣東省、福建省、浙江省、江西省新課程標準高中理科教學儀器配備目錄.

[5] 陳繼貞,張祥沛,曹道平.生物學實驗教學研究[M].北京:科學出版社,2004.


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