淺談小實驗中系統(tǒng)思想和統(tǒng)籌方法的應用

陸師禹

【摘要】在某次生物實驗中，一位中學生由于突發(fā)情況和自身安排不當，導致實驗失敗。反思整個實驗過程，該學生認識到在系統(tǒng)中整體考慮和統(tǒng)籌安排的重要性，基于此背景，以該中學生為研究主體，進行了相關闡述。

【關鍵詞】高中生實驗失敗反思成長在生物創(chuàng)新實驗校本課程上，老師安排DNA的粗提取與鑒定實驗。全班學生分為三大組，分別從雞血、花椰菜和香蕉中提取DNA并進行鑒定。每組分成若干小組，由同學兩兩搭配，共同完成實驗。實驗過程為制備生物血細胞液——DNA的粗提取——DNA的鑒定。

該中學生所在組領到的任務是從雞血中提取DNA，實驗用品包括雞血、檸檬酸鈉溶液、蒸餾水、2mol/L的NaCl溶液、預冷的95%的酒精、二苯胺試劑、玻璃棒、紗布、燒杯、試管、漏斗和酒精燈。搭檔因特殊情況被其他老師叫走，只能獨自一人完成實驗任務。在熟悉了實驗方法和步驟后，大家開始動手做實驗。出于好奇和增加一次性成功率的心理，先觀摩了其他小組的實驗過程。

一切準備妥當后，按照實驗步驟開始操作。制備雞血細胞液——DNA的粗提取（破碎細胞——提取核物質(zhì)——溶解細胞核內(nèi)的DNA——析出含DNA的黏稠物——濾取含DNA的黏稠物——將DNA的黏稠物再溶解——過濾含DNA的NaCl溶液——……）前幾步都很順利。下一步“提取含雜質(zhì)較少的DNA”需要酒精，酒精在哪里？原來其他組都已經(jīng)做過了這個環(huán)節(jié)，并且將酒精用光了。同學們已經(jīng)進入最后一道程序“DNA的鑒定”，有的組正在“沸水浴”加熱，有的組燒杯里已經(jīng)漸漸冷卻呈現(xiàn)出藍色，預示著實驗成功。

該學生據(jù)此情況反思，一次實驗其實就是一個系統(tǒng)工程，具備最優(yōu)性、關聯(lián)性和綜合性。如果在實驗準備階段能通盤考慮，綜合分析了解各環(huán)節(jié)要素之間的相互關系，根據(jù)自身情況梳理排查出最佳方案，在實驗過程中做到統(tǒng)籌安排，遇到困難時能冷靜對待，積極協(xié)調(diào)處理，也許結(jié)果會大不相同。

一、對實驗要素的把握可以更精準一些

“從雞血中粗提取DNA并加以鑒定”這個實驗，相對高中階段做過的其他生物小實驗而言，系統(tǒng)性更強，涉及要素更多，步驟也更為復雜。實驗用品就有12個，在整個實驗中這些用品缺一不可，都是實驗成功的必要條件。而該生所在組在做這個實驗時，對必要素材的清點顯得馬虎，沒有意識到實驗用酒精已經(jīng)沒有了，如果實驗過程中多關注一下酒精動向，也就不至于落入無米做飯的窘境。

二、對自身劣勢的認識可以更充分一些

該學生在搭檔被其他老師叫走，只能獨自一人完成實驗任務時，已經(jīng)察覺到這是一個不利條件，但鑒于以往實驗的優(yōu)秀表現(xiàn)，還是對自己充滿信心。兩個人做實驗畢竟可先進行科學分工，然后根據(jù)任務不同各有側(cè)重點地準備實驗，在需要同步進行的實驗環(huán)節(jié)，可以分工合作、相互配合，從而達到實驗過程和結(jié)果的最優(yōu)化。

三、對操作程序的安排可以更合理一些

按照老師發(fā)的實驗教程，實驗的操作步驟見下。

制備雞血細胞液——DNA的粗提取——破碎細胞——提取核物質(zhì)——溶解細胞核內(nèi)的DNA——析出含DNA的粘稠物——濾取含DNA的粘稠物——將DNA的粘稠物再溶解——過濾含DNA的NaCl溶液——提取含雜質(zhì)較少的DNA——DNA鑒定。

我的實際實驗過程見下

觀摩其他組實驗——制備雞血細胞液——DNA的粗提取——破碎細胞——提取核物質(zhì)——溶解細胞核內(nèi)的DNA——析出含DNA的粘稠物——濾取含DNA的粘稠物——將DNA的粘稠物再溶解——過濾含DNA的NaCl溶液——發(fā)呆。

比較兩組就會發(fā)現(xiàn)，操作中的“觀摩”環(huán)節(jié)對實驗作用不大，浪費了本已很緊張的時間，是最后兩個步驟未能完成的直接原因；“發(fā)呆”環(huán)節(jié)跟實驗無關，顯得多余。為優(yōu)化操作程序，此兩個環(huán)節(jié)可以去掉。

四、對不良結(jié)果的處理可以更積極一些

由于缺少酒精這個必要條件，實驗過程難以為繼，該生“DNA的粗提取與鑒定”實驗基本宣告失敗，面對不良結(jié)果，極為消極被動。從整體全局范疇考慮，實驗雖然還差最后兩步才能順利完成，但前面的主體實驗已進行得差不多，也已經(jīng)基本提煉出DNA粗樣，雖然純度不高，但仍可試著進行最后一步“DNA的鑒定”實驗。如果該生實驗結(jié)果呈現(xiàn)藍色，則證明有雜質(zhì)的DNA也可達到實驗效果；如果實驗結(jié)果無顏色變化，則證明該實驗對DNA的純度要求比較高。無論哪種結(jié)果，都可以為按正常操作程序完成的實驗提供結(jié)果比對，證實“提取含雜質(zhì)較少的DNA”這個環(huán)節(jié)的必要性和重要性，這樣即使該生實驗不完美，也會成為一次有價值的實驗。

五、結(jié)語

每個需要由相互作用和相互依賴的若干組成部分結(jié)合成具有特定功能的有機整體，都是一個系統(tǒng)，在系統(tǒng)中，整體性地通盤考慮和統(tǒng)籌安排操作程序顯得尤為重要，哪怕一次小小的生物實驗，如果有系統(tǒng)思想和統(tǒng)籌方法的應用指導，也會實現(xiàn)效果的最優(yōu)化。

參考文獻：

[1]任長松.探究式學習[M].北京：教育科學出版社，2005.