逍遥学能 2014-07-30 15:16
摘要：《普通高中生物新课程标准（实验）》明显增加了实验教学的内容和深度，对高中生物实验室建设提出了新的要求和标准。因此，根据传统教学大纲要求制定的《中学理科教学仪器配备目录》已难以适应新课标和新形势的发展。本文根据生物新课标所确立的课程理念和实验要求，以现行人教版高中生物新教材为依据，对新课标体系下高中生物实验室仪器与试剂配备进行了探讨，并拟定出初步方案，以供高中生物实验室建设提供参考。
关键词： 新课标 高中生物 实验室仪器与试剂配备
生物学是一门以实验为基础的学科，学生的很多能力与科学素养都要通过实验来培养和提高。2003年颁布的《普通高中生物新课程标准（实验）》对实验部分进行了重要调整，可以说，实验内容的大幅增加和实验课程目标的提升，是生物新课标体系最为显著的特征之一。新课标实施已经六年了，高中生物实验室建设发生了明显变化，许多高中建立了独立的生物学实验室，添置或更换了仪器与试剂[1]。但是，总体上看，生物实验教学仍然是高中生物教学中的薄弱环节。迄今，与新课标要求相适应的高中生物实验仪器配备标准一直未能发布实施，全国大部分地区仍然沿用2000年教育部教学仪器研究所制定的《中学理科教学仪器配备目录》。这一状况严重制约了高中生物实验室的建设和生物实验课程的教学效果。本文通过分析新课程标准所确立的理念、体系和实验要求，以现行人教版高中生物新教材为依据，以2000年版《中学理科教学仪器配备目录》为基础，试图对新课标体系下高中生物实验室仪器与试剂配备目录作一探讨，以期为国家相关部门制订高中生物学实验室建设文件指南提供参考。
1．新课标对高中生物学实验要求的变化
普通高中新课程标准自2003年7月由教育部正式颁布以来，到2007年8月底，全国已经有近20个省份先后实施了普通高中新课程的实验。但实验教学问题仍然困扰着教师、学生和教育行政管理者。同传统的教学大纲相比，新课标的核心理念是强调培养学生自主学习能力和探究能力，因而《普通高中生物课程标准（实验）》倡导教师加强实验教学环节，“应尽可能多地让学生参与实验和其他实践活动”，促进学生在观察事物、实验操作、科学思维、识图和绘图、语言表达等方面能力的发展，并培养学生严谨的科学态度、实事求是的作风和认真细微的学习习惯。在目前的教学条件下，高中生物学实践活动大多在实验室里进行，因此，实验室仪器与试剂的配备就显得特别重要。
高中生物新课程标准在实验教学方案上，采用了模块化设计，增加了选修课的广度、深度以及学生主动参与探究的内容（表1），不但有定性的实验,还增加了一些定量实验,有很多探究性活动也要通过实验来完成。据统计，《普通高中生物课程标准（实验）》一共安排了68个探究性实验和实习活动，比以前教学大纲增加了40个，增幅达143%[2] 。其中动植物形态和解剖的内容减少了,生理、生化、生态和动物行为的分量增加了, 并且大都与新技术、新应用紧密联系，也使用到相当数量的生物活材料。
表1 新课标对高中生物学实验要求的变化
教学大纲（2000年）
新课程标准（2003年）
课程目标
能够正确使用显微镜等常用工具和仪器，掌握进行生物学实验的基本操作技能；能够利用多媒体收集和处理生物科学信息；学会科学观察和实验的方法，初步学会提出问题，作出假设，设计并进行实验，分析和处理实验数据，作出合理的结论。
能够正确使用一般的实验器具,掌握采集和处理实验材料,进行生物学实验的操作技能；能够利用多种媒体搜集生物学的信息，学会鉴别、选择、运用和分享信息；发展科学探究能力，初步学会:提出问题、分析问题、确认变量、作出假设和预期、设计可行的实验方案、实施方案和收集证据、利用数学方法处理解释数据、作出合理判断、阐明观点、表达和交流等。
实验教材
必修2册、选修1册，采用单元设计
必修3册、选修3册，采用模块化设计
实验数量
必修部分21个，选修部分7个
（含实习、研究性课题）
必修部分36个，选修部分32个
（含探究、模型建构、调查、制作、课外实践）
实验类型
课内实验、实习、研究性课题
课内实验、探究活动、模型建构、调查、制作、课外实践
2 新课标下高中生物学实验室需增加的仪器与试剂
高中生物新课程在目标、结构、内容、实施等方面的改革对实验硬件的影响尤为深刻，没有足够的实验仪器与试剂，将难以达到新课标生物实验教学应有的效果。新课标下高中生物实验要求实现了由演示向分组、验证向探究、课内向课外、共性向个性、结果向过程的转变，与传统教学大纲相比，新课标在生物实验所需仪器与试剂要求方面有较大的增加，特别是选修实验。（表2）
表2 新课标下高中生物实验教学需增添的仪器与试剂
教学大纲（2000年）
新课程标准（2003年）
必修实验
仪器：显微镜、剪刀、解剖刀、双面刀片、试管、试管架、试管夹、烧杯、量筒、滴管、玻璃漏斗、酒精灯、三脚架、石棉网、研钵、石英砂、纱布、载玻片、盖玻片、毛笔、吸水纸、火柴、镊子、培养皿、台灯、铅笔、玻璃皿、卫生香、温度计、滤纸、尼龙布、毛细吸管、药勺、天平、锡纸、纸盒、胶布、橡皮泥、棉花、铁架台、铁环、玻璃棒、硬塑方框、铁丝、塑料片（球形、双层五边形、长方形）、订书钉、塑料桶、小球、花盆
试剂：苏丹Ⅲ或苏丹Ⅳ染液、龙胆紫溶液（或醋酸洋红液）、氢氧化钠、硫酸铜、酒精、蒸馏水、盐酸、过氧化氢、氯化铁、淀粉、淀粉酶、蔗糖、丙酮、苯、石油醚、二氧化硅、碳酸钙、琼脂、柠檬酸钠、氯化钠、二苯胺
需增加的仪器：恒温水浴锅（可用酒精灯、三脚架、石棉瓦、温度计等替代）、pH计、锥形瓶、玻璃弯管、橡皮球(可选配气泵)、打孔器、注射器、彩色球、冰箱、手套、匀浆器、软尺、血细胞计数板、干湿球温度计(温度计、湿度计)
试剂：硫酸、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、重铬酸钾、葡萄糖、过氧化氢酶、酚酞、吡罗红、甲基绿染色液、健那绿染液、卡诺氏液、改良苯酚品红、吲哚乙酸（或2,4-二氯苯氧乙酸、1-萘乙酸）、石灰水（或溴麝香草酚蓝水溶液）
选修(必修有的除外）
仪器：角匙、胶管、弹簧夹、牛皮纸、线绳、标签、接种环、精密pH试纸（或pH计）、金属小框、高压蒸汽灭菌锅、恒温箱
试剂：碘液、牛肉膏、蛋白胨、结晶紫
需增加的仪器：离心机、干热灭菌锅、无菌工作台、PCR仪、微量移液管、微量离心管、紫外分光光度计、电泳仪、电泳槽、色谱容器、磁力搅拌器、透析袋、刻度移液管、细玻璃管、比色管、涂布器、分液漏斗、圆底烧瓶、冷凝管、牛角管
试剂：重铬酸钾、亚硝酸钠、对氨基磺酸、N-1-萘基乙二胺盐酸钠、乙二胺四乙酸二钠、氢氧化铝、磷酸二氢锌、磷酸氢二钠、硫酸镁、硫酸钠、硫酸锌、硫酸锰、尿素、纤维素粉、纤维素酶、氯化钾、氯化钙、氯化钴、酵母膏、水解酪素、羧甲基纤维素钠、刚果红、海藻酸钠、嫩鸡粉（或蛋白酶K）、无水硫酸钠、乙酸乙酯、次氯酸钠、次氯酸钙、升汞、硝酸钾、硝酸铵、硝酸钠、硫酸铁盐、钼酸钠、碘化钾、硼酸
3 新课标高中生物实验仪器配备目录
2000年教育部制定的《中学理科教学仪器配备目录》中所列的生物实验仪器是根据生物教学大纲的要求制定出来的，在学生生物科学素养和能力培养上有很大的滞后性，不能满足新课标所规定的实验教学要求[3]。新课标实施后，广东、福建、浙江、江西等省份先后制定了临时的仪器配备标准，以供各省高中生物实验室建设之需，但是全国还没有颁布统一的配备目录。因此，尽快制定出符合新课标实验要求的高中生物实验室仪器配备标准，已成为生物实验教学改革的当务之急。
笔者根据新课标的课程理念和实验要求,参考《中学理科教学仪器配备目录》及新课标下有关省份制定的临时配备目录，以人教版高中生物新教材为依据，以每个年级4个平行班，每班50人，学生按2人1组进行分组实验[4]，初步拟定出高中生物学实验仪器配备目录（表3），供国家相关部门和学校参考。
表3 新课标高中生物实验仪器配备目录
仪器名称（参考规格）
数量单位 仪器名称（参考规格）
数量单位
生物显微镜（1000x～1600x）
生物显微镜（500x～640x）
双目立体显微镜（40x）
双目生物显微镜（1000x）
解剖镜（20x正像,工作距离55mm）
放大镜（手持3x）
显微投影器（分辩率不低于5um）
解剖器七件（不锈钢）
解剖器四件（不锈钢）
徒手切片器
恒温箱（室温～60℃，±1℃）
高压灭菌锅（小型）
接种箱（带紫外灯）
生理实验箱（包括肌肉收缩实验装置电剌激器）
血压计（汞柱式）
pH计
干湿球温度计
血细胞计数板（2mm×2mm方格）
听诊器（医用）
电冰箱（100-150L）
温水浴锅（可用酒精灯、三脚架、石棉瓦、温度计等替代）
植物光合、呼吸、蒸腾作用演示器
生物显微演示装置（分辨450TV线以上）
DNA模型
托盘天平（200g，0.2g）
分析天平（100g，0.001g）
钢制黑板（移动式900×1200mm）
投影器动感仪
离心沉淀器（手摇式）
打孔器（4件）
匀浆器
仪器车
三脚架
试管架（6孔）
试管夹
铁架台
注射器
1台
25台
1台
1台
12个
25台
2台
4套
25套
4个
1个
1台
1台
1套
2台
2支
2支
25个
2个
1台
1台
1套
1套
3个
25台
1台
2块
1台
1台
2盒
1台
1辆
25个
25个
25个
25个
25支
防护手套（耐酸碱）
软尺
橡皮球（可选配气泵）
彩色球（两种颜色各20个）
量筒（10ml,100 ml）
温度计（红液1000C）
试管（15mm×150mm）
烧杯（50ml，100ml，250ml，500ml）
锥形瓶（250ml）
酒精灯（150mm）
漏斗（60mm）
培养皿（100mm）
研钵（玻璃）
滴管
离心管（10ml）
石棉网（125mm×125mm）
药匙
玻璃棒（Φ3-4mm）
毛细吸管
玻璃弯管
玻璃皿
病毒结构模型
人教版新课标高中生物模型建构活动用具箱
动物标本（50种以上动植物标本）
玻片（高中型）
高中生物活动挂图
人教版新课标高中生物必修挂图（铜版纸对开90幅）
新课标高中生物实验指导(VCD)（共3碟）
实验报告册
高中生物实验备品盒
生物实验员维修工具
数字化探究实验系统（数据采集器、传感器、系统分析软件、配套仪器和多媒体计算机等。）
25双
1个
25个
25套
各25个
25个
25个
各25个
25个
25个
10个
25个
25个
25个
25个
25个
10个
25根
25根
25根
25个
3个
1箱
1套
1套
3套
1套
1套
人手1册
2盒
1套
4～8套
参考文献：
[1] 廖咏梅,杜长忠,罗松青,侯万儒. 新课标下中学生物实验室设备配备标准探讨[J]. 西华师范大学学报(自然科学版). 2007，28(1):99-102.
[2] 教育部教学仪器研究所，凯普生物科技有限公司. 高中生物新课标探究试验指导[M]. 北京：人民教育出版社,2007:2—6.
[3] 杨菊梅. 新课标下高中生物实验室的设备[J]. 教学仪器与实验. 2005(7):46-47.
[4] 广东省、福建省、浙江省、江西省新课程标准高中理科教学仪器配备目录.
[5] 陈继贞，张祥沛，曹道平.生物学实验教学研究[M].北京：科学出版社，2004.