做实验的问题及解决方法

❶ 农村小学科学实验存在的问题及解决办法论文

农村小学科学实验存在的问题及解决办法论文

摘要： 小学科学实验能够提升学生学习的主动性和积极性, 培养学生对科学知识的理解能力和创造能力, 培养学生的独立自主能力和协作精神。但是当前农村小学的基础教育存在着经费不足、师资匮乏等问题, 尤其是小学科学实验教学受到多种因素制约不能有效地开展。解决小学科学实验存在的问题, 要依据本地区、本校的实际情况, 全面认真地分析原因, 制定出妥善的解决办法, 具体包括:将已有的实验设备和现代化资源进行融合;提高实验设备资源的利用率;充分发挥教学仪器、教学课件、微课和自制教具的作用。

关键词： 农村; 小学; 科学; 实验; 教学;

实验教学改革无疑是21世纪初中国基础教育领域最重要的事情之一。要想实现科学课程改革的目标, 需做许多工作, 除认真领会新课程的教学理念、创新小学科学课程的教学法以外, 还有一个非常重要的因素———要深入加强对小学科学实验教学的研究。

一、小学科学实验教学对学生行为的影响

1. 提升学生学习的主动性和积极性

从前, 教师生搬硬套地教 (满堂灌) 以及用黑板的传统教学模式, 导致学生被动地接受知识内容, 很难满足学生对科学知识的了解和需求。到了“21世纪”, 学生接收信息的渠道很多, 信息量也很大, 把直观实验应用于实践教学中, 可以全方位地刺激学生的各个感觉器官, 引发他们的学习兴趣和爱好;同时也增强了他们的求知欲望, 开阔了视野, 因而更容易让学生接受和理解[1]。实践证明, 实施正确的实验教学手段和好的教学方法, 可以使学生更加积极、主动地参与科学实践课程, 通过学习活动来增强学生的分析问题能力、判断力以及逻辑思维能力, 丰富学生的想象力。

2. 培养学生对科学知识的理解能力和创造能力

小学科学实验现代化教学能直观地为学生解释问题, 使学生在探求科学的过程中, 掌握科学知识与技能, 并形成分析和解决实际问题的能力。在科学课程中开展实验教学, 能使学生加深对学习内容的理解, 增强科学结论的可信度。在学习中, 提高了获取知识的方法, 丰富了学生的知识面, 使他们的创造性也有所增强。

3. 培养学生的独立自主能力

小学实验与科学课程有机结合的教学活动, 是一种面向全体学生的教学活动, 不同技能水平的学生在课堂上都表现得很投入。在通过实验获取、处理、合作与交流信息的过程中, 教师与学生、学生与学生之间的关系达到了平等, 并且由原来的单边教学向现在的双边教学转化, 使每个学生都可以独立地完成任务, 全身心地投入探索性的学习当中来。

4. 培养学生的协作精神

在实验中学习, 很多时候需要师生之间、学生之间的合作和互动, 才能完成一个既定的实验目标的学习;同时, 也使他们的分析、解决、判断、综合问题能力有了明显提高。

二、环境与氛围是影响小学科学实验教学的主要问题

虽然大多数教师都有实验教学的主观愿望, 但在具体实施过程中, 往往会受到环境与条件的限制。

1. 缺乏行政支持

教师在教学中实施实验教学很难得到行政领导的认同, 有的领导认为科学在小学不重要, 学校都不正规开设这门课程, 或者用老弱病残教师做这项工作。他们没有受过专业性的训练, 所以讲不明白有关的科学知识, 透彻讲解那就更无法提及。有些教师虽然在实验教学一线, 尝试用了许多办法, 但由于领导不重视这一学科, 使教师感觉自己费时费力不讨好, 是在孤军作战。另外教科学的教师在评职晋级时也享受不到和班主任的同等待遇, 打击了教师的积极性和主动性、自信心和责任感, 从而丧失了他们进一步探究实验教学的热情。

2. 缺乏技术和教学支持

地区差异、校际差异, 使得有的学校实验设备参差不齐, 对教学理念的理解程度不在同一个尺度上。学校课程表里虽然设置了科学课, 但有的学校没有实际开设这门课程, 有的开设了这门课程又没有正规的专业教师, 就勉强让工作繁重的班主任替代, 以应付教学计划和上级检查。但是班主任同时还要面对自身学科的发展等诸多压力, 导致没有把科学实验教学放在重要位置, 因此, 进行深度实验教学举步维艰。一系列因素, 对科学教师在实验教学中的教学水平产生负面影响, 这势必耽误学生获取科学知识, 给学生将来进入初中、高中乃至大学的继续学习留下隐患, 甚至耽误了有科学天赋的人才。

3. 缺乏社会整体氛围的支持

由于传统的教学方式没有全部改变, 加上有的领导、教师、家长、学生对科学认识不足, 使得教师在教学中实施实验教学会感到与周围环境格格不入, 很难获得成功。任何一种正确的教学行为, 都需要社会各方面的支持, 特别是教师群体的支持, 只有这样才能使教育教学向前发展, 早日实现对人的全面素质的培养。

4. 没有落实“小学科学课程是以探究为核心”的理念

小学科学的特点, 决定了学习科学应采用以探究为主的方式, 而探究教学不能离开实验教学, 但是现有的小学科学教师不知晓、不了解, 甚至没有系统研究教学方法和理念, 没有让学生在科学课堂里充分地动起来, 没有形成探究式教学的氛围。常常见到这样的情景:只有在教师一番提问和铺垫之后, 学生才会热情高涨、马上行动起来做实验, “议论声、争辩声、操作声, 声声入耳”[2], 才会变成一节生动的实验课。课后, 学生才能知道什么是小学科学实验, 什么是小学科学, 知道现在和将来要探究什么、为什么要做实验;使学生在观察到现象后, 知道应该怎样解释或说明了什么问题, 明白了科学道理, 从中得出一个正确的解释或结论。

三、解决农村小学科学教学中问题的途径

目前, 我国小学的实验设备和仪器资源与发达国家相比仍有一定差距, 虽然近十年国家、省、市财政拿出大量资金把符合国家要求的学校按照国家装备标准配备齐全仪器和设备, 但还有学校存在实验设备资源地区分配、校际分配不均的现状, 导致了实验教学效果不佳。因此, 要根据本地区、本校的实际情况充分合理地加以利用, 争取创造出最佳的'配备, 产生最佳教学效果。

1. 将已有的实验设备和现代化资源进行融合

教师在整合科学实验教学的同时, 应结合本校实际充分发挥传统的教育资源与现有设备的作用, 并把有限的传统教学设备与现代技术综合运用, 发挥整体效益。在将实验实施于教学的过程中应避免如下误区:第一, 把不能开展实验教学归结到实验设备与资源的不足, 而且还不充分利用已有资源, 却盲目等待;第二, 拥有现代实验设备就盲目淘汰或闲置传统的教学设备与资源[1];第三, 没有充分调动教师和学生的积极性;第四, 没有充分发动教师和学生开展自制教具活动用来弥补教学资源不足的问题。

2. 提高实验设备资源的利用率

(1) 实验设备必须经常性地投入使用, 不能成为只供参观的样品。许多学校的仪器和设备是用来应付评优和上级部门的检查, 检查一结束, 就又搁置起来, 成了学校装饰门面的摆设。这样既没有充分发挥实验设备的作用, 又资源浪费, 没有调动教师和学生的积极性和创造性, 更没有开发出教师和学生诸方面的能力。这种看似节省的做法, 实际是对资源的最大浪费。

(2) 学校应简化申请使用专用教室与设备的程序。要方便教师、学生使用, 同时要加强对专用教室与仪器设备和器材的管理, 应全天候向教师和学生开放。另外, 在条件充裕的条件下, 尽量在普通教室配备相关的现代化投影、电视播放或电子白板设备, 为实现现代化教学做好充分准备。

(3) 应注意在实验教学时, 权衡成本与效益之间的关系。不要盲目追求设备的高档次, 应根据自身条件选择性能好、价格低廉、适用性强的设备。

3. 充分发挥教学仪器、教学课件、微课和自制教具的作用

(1) 实验教学已成为教育教学改革的热点, 在教学过程中有利于提高教师的教学方式及改变学生的学习方法, 能让师生在制中玩、玩中乐、乐中思考、思考中发挥其作用。

(2) 利用现代化教学制作课件, 打开学生的视野, 开发他们的求知欲望。

(3) 利用现代化技术手段进行微课教学, 用现代化手段让孩子们早日成为现代化的建设者。

(4) 还可以发动社会, 邀请制作教具方面的专家、教师、家长、学生全员动手, 利用废旧材料、环保材料、安全材料、可持续性材料等制作教具。用以上的自制教具来填补小学科学实验设备不足的空白, 避免无意义地使用或不必要的浪费。发挥自制教具方面相关人员的聪明才智和无穷的智慧, 让他们在玩中感觉到快乐, 激发师生的创作兴趣和爱好。

实验的作用可能在将来几年, 甚至人的一生都会受益。所以, 我们应该就实验教学的各种影响因素, 对症下药。针对上述问题, 各级部门应全面认真地分析原因, 制定出妥善的解决办法, 积极努力地为学生的学习和发展提供丰富多彩的教育教学环境。

参考文献

[1]万迪欣.信息技术应用于中小学教学的几点思考[J].中小学教师培训, 2004 (6) :41.

[2]“小学科学课中实验教学的策略研究”专题研究方案[DB/OL].[2018-02-20]

❷ PCR实验最常见的9个问题及解决方案

1. 如何有效设计引物

（1）使用Oligo或Primer设计引物，在保守区内设计，长度一般在18-27bp，上下游引物Tm值最好是60-75℃，GC含量=40%-60%，引物自身及引物之间不应存在互补序列，避免发夹结构。

2. PCR 电泳无扩增条带

（1）酶失活或在反应体系中未加入酶。TaqDNA聚合酶因保存或运输不当而失活，往往通过更换新酶或用另一来源的酶以获得满意的结果。

（2）模板含有杂质。特别是对甲醛固定及石蜡包埋的组织常含甲酸，造成DNA脱嘌呤而影响PCR的结果。

（3）变性温度是否准确：PCR仪指示温度与实际温度是否相符，过高酶在前几个循环就迅速失活；过低则模板变性不彻底。

（4）反应系统中污染了蛋白酶及核酸酶，应在未加Taq酶以前，将反应体系95℃加热5-10分钟。

（5）引物变质失效。人工合成的引物是否正确。是否纯化，或因储存条件不当而失活。

（6）引物错误。利用BLAST检查引物特异性或重新设计引物。

（7）DNA凝胶电泳时加入阳性对照，确保不是DNA凝胶和PCR程序的问题。

3. PCR 产物量过少

（1）退火温度不合适。以2度为梯度设计梯度PCR反应优化退火温度。

（2）DNA模板量太少。增加DNA模板量。

（3）PCR循环数不足。增加反应循环数。

（4）引物量不足。增加体系中引物含量。

（5）延伸时间太短。以1kb/分钟的原则设置延伸时间。

（6）变性时间过长。变性时间过长会导致DNA聚合酶失活。

（7）DNA模板中存在抑制剂。确保DNA模板干净

4. 扩增产物在凝胶中涂布或成片状条带弥散

（1）酶量过高。减少酶量；酶的质量差，调换另一来源的酶。

（2）dNTP浓度过高。减少dNTP的浓度。

（3）MgCl2浓度过高。可适当降低其用量。

（4）模板量过多。质粒DNA的用量应<50ng，而基因组DNA则应<200ng。

（5）引物浓度不够优化。对引物进行梯度稀释重复PCR反应。

（6）循环次数过多；增加模板量减少循环次数至30，缩短退火时间及延伸时间，或改用二种温度的PCR循环。

（7）退火温度过低。

（8）电泳体系有问题：

①凝胶中缓冲液和电泳缓冲液浓度相差太大；

②凝胶没有凝固好；

③琼脂糖质量差。

（9）若为PCR试剂盒则可能：

①由于运输储存不当引起试剂盒失效；

②试剂盒本身质量有问题，如引物选择、循环参数等选择不当。

（10）降解的陈旧模板扩增也易产生涂布。

5. 扩增产物出现多条带（杂带）

（1）引物用量偏大，引物的特异性不高。应调换引物或降低引物的使用量。

（2）循环的次数过多。适当增加模板的量，减少循环次数。

（3）酶的用量偏高或酶的质量不好，应降低酶量或调换另一来源的酶。

（4）退火温度偏低，退火及延伸时间偏长。应提高退火温度，减少变性与延伸时间，也可采用二种温度的PCR扩增。以2度为梯度设计梯度PCR反应优化退火温度。

（5）样品处理不当。

（6）Mg2+浓度偏高，因适当调整Mg2+使用浓度。

（7）若为PCR试剂盒，也可能时试剂盒本身质量有问题。

（8）复制提前终止。使用非热启动的聚合酶时常有发生。冰上准备反应体系或采用热启动聚合酶。

（9）反应缓冲液未完全融化或未充分混匀。确保反应缓冲液融化完全并彻底混匀。

（10）引物特异性差。利用BLAST检查引物特异性或重新设计引物。

（11）引物量过多。减少反应体系中引物的用量。

（12）模板量过多。质粒DNA的用量应<50ng，而基因组DNA则应<200ng。

（13）外源DNA污染。确保操作的洁净。

6. 阴性对照出现条带

（1）试剂，枪头，工作台污染。使用全新的试剂和枪头，对工作台进行清洁。

7. 条带大小与理论不符

（1）污染。使用全新的试剂和枪头，对工作台进行清洁。

（2）模板或引物使用错误。查看引物是否会扩增部分条带和模板是否正确。

3)基因亚型。对研究的基因进行序列分析和BLAST研究。

8. 持续出现假性条带

（1）起始退火温度太低，或目的扩增产物和非目的产物的T值相差不大。可尝试适当提高PCR温度或者设置降落PCR，降低循环数。

9. 菌落 PCR 检测有条带，接种大摇后无条带

（1）可重新以菌落和菌液为模板进行PCR对照检测，因为菌落PCR的假阳性概率还是比较高。如果仍出现上述结果，推测可能是平板上连接液中的未连接载体的扩增引起的目的条带，进一步质粒PCR检测，可证明目的片段是否真正连接成功。

❸ 变色花的科学小实验遇到了哪些问题，如何解决的

变色花的科学小实验遇到了不变色的问题，解决方法如下：
溶在水中的颜色随着水分一直流到花瓣处，花瓣变成不同颜色正是因为花茎向闭笑其输送不同颜色的水的结果轿察含，于是就会看到不同颜色的花瓣。
实验时，可以通过改变食用色素的数量观察花瓣的颜色变化是否受影响或同样的有色水，放进不同的品种的花朵，观察其颜色变化是否一样。
花朵要选择白色花，且根茎的没做底部要斜剪或从中间纵向剪开一点。