逍遥学能 2015-02-02 21:31
【摘要】生物学实验是中学生物教学的重要组成部分，而生物实验教学的目的是提高学生的生物科学素养。随着教材的改进，实验所占的比例越来越重，但是由于课时等原因的限制，很多教师并不十分重视实验教学。需要通过提高教师的认识，改进生物实验课现状，同时广泛取材，从实验材料、方法上对实验进行创新，节省课堂时间，化繁为简；改变实验方式，从实验设计上进行创新，促进学生科学素养的养成
【关键词】 中学生物实验 实验改进 生物教师
生物是一门实验科学，通过实验获得有关生物学方面的知识是其基本手段。新课标实施中强调了加强和完善生物实验教学，特别是注视实验教学的设计的多元化。本文就自己在实验教学中的实践，谈谈实验教学中几个实验的改进。
一、植物蒸腾作用实验
（一）?实验探索目的
1、了解植物的蒸腾作用的过程。
2、探索植物的叶是蒸腾作用的主要部位。
3、探索植物叶片上下表面蒸腾作用的差异。
（二）?实验原理
1、 蒸腾作用是水分从活的植物体表面（主要是叶子）以水蒸汽状态散失到大气中的过程，是与物理学的蒸发过程不同，蒸腾作用不仅受外界环境条件的影响，而且还受植物本身的调节和控制，因此它是一种复杂的生理过程。植物幼小时，暴露在空气中的全部表面都能蒸腾。
2、蒸腾部位：（1）叶片：通过叶片表面上的气孔进行的蒸腾，叫做气孔蒸腾()：约占总蒸腾量的90％以上。通过叶片表面的角质层进行的蒸腾叫做角质层 蒸腾：约占5%～10%
（2）茎枝：从茎表皮 的皮孔进行蒸腾称为皮孔蒸腾约占0．1%）。
3、不同植物的叶、同一植物不同的叶、同一片叶的不同部位(包括上、下表皮)都有差异，且受客观生境条件的影响。浮水植物只在上表皮分布，陆生植物叶片的上下表皮都可能有分布，一般阳生植物叶下表皮较多，上表皮接受阳光，水分散失快，所以上表皮少。
（三）?实验材料、仪器、药品
（1）材料：四枝粗细相近的阔叶枝条，如桃枝条；取四株大小相同且叶数相同的嫩枝。
（2）仪器：试管若干、透明塑料袋七个左右、棉花；
（3）药品：凡士林、食用油
（四）?实验步骤
1、 植物的蒸腾现象
（1）选材：选取四枝粗细相近的阔叶枝条，如桃枝条。四支桃树叶做如下处理：
组别
A
B
C
D
涂凡士林的部位
不涂
上表皮
下表皮
上、下表皮
（2）插管：将四根枝条分别插入两个同一型号的量筒内，枝条要插到试管底，并在四个量筒外壁标上A、B、C、Ｄ 。
（3）加液：在两支试管内分别加入一定量的红墨水染红的水，保持两试管内红水的液面高度一样，液面上加适量的食用油，防止水分的蒸发。
（4）标记：用红色橡皮筋从试管套上，移动到液面位置，标记液面高度。
（5）固定：用棉絮把枝条包住，固定在试管上，然后将四支支试管放置试管架上。
（6）罩袋：枝条露出试管外的部分分别用透明塑料袋罩住，袋口扎紧。
（7）照光：将试管架放到阳光下，约3h。
（8）观察
（9）实验现象：
①红墨水在试管中下降的水位差由大到小顺序是：
A组?B组?C组?D
②白色塑料袋中水珠由多至少顺序：
A组?B组?C组?D
（五）实验结论：（１）蒸腾作用主要部位在气孔。
（２）下表皮气孔比上表气孔多，下表皮比上表皮蒸发快。
二、发酵现象实验改进
（一）、增设对照组 义务教育阶段八年级的生物学教学中所提到的“发酵现象”实验，只有1个瓶子，缺少对照实验，说服力不强，需增设对照组。在上此节课的前两天，可利用中午时间，带着白糖、气球、发酵粉、3个同样的矿泉水空瓶到教室里，当着学生的面，对3个瓶子的操作，如表所示。
编号
纯净水
白糖
发酵粉
瓶口处理方式
1
400毫升
10克
1克
套上气球，并用线扎紧瓶口
2
400毫升
10克
不加
3
400毫升
10克
1克
用盖子拧紧
然后将3个瓶子都放在教室向阳的窗台上，要求学生只能看，不能打开瓶盖。两天后的课堂上，让学生将设置的实验与课本上的对比，启发学生分析设置2号瓶的原因。大家很快意识到是作为对照，增强说服力。再找2位同学摸摸3号瓶，问他们有什么感觉──很硬。 当拧开3号瓶盖时，学生惊讶了：砰的一声，象开啤酒一样，大量泡沫喷出很高。接着让几个同学传嗅瓶中液体的气味，都能嗅出明显的米酒香。然后再提出2个问题让学生讨论：
1号瓶气球膨胀，3号瓶壁胀硬说明了什么? 有酒味又说明了什么?
经过讨论有小组很快可得出结论：说明了发酵过程中有气体和酒精生成。
各瓶的现象如表所示。
编号
现象
1
气球膨大
2
气球缩瘪
3
瓶壁很硬，打开瓶盖，有大量泡沫喷出很高
（二）、检测气体成分
提出一个问题比解决一个问题更重要。心理学家认为：思维总是由问题引起的，是同解决问题形影相随的。严密的思维能发现新的问题，而新的问题又促进人的积极思维，直到问题解决。因此，在课堂上可引导学生质疑：在上述整个过程中你还有什么疑问?有可能学生会提问：产生的气体是什么?这时可让大家思考是什么气体，有同学会说“是二氧化碳”。然后紧接着设疑：你只是猜测，怎么证明你的猜测呢?由于学生有一定的生活常识，知道二氧化碳有灭火作用，再加上受桌上放的打火机和卫生香的暗示，很快可讨论出方法：将卫生香点燃伸入1号瓶看是否熄灭。学生可将卫生香燃烧伸入1号瓶的空间内，熄灭；为了对比，再将卫生香燃烧伸入2号瓶里则不熄灭。学生立即就明白产生的气体的确是二氧化碳。通过这样对教材的处理，学生更深刻认识到发酵过程的产物有酒精和二氧化碳，也很自然的联想到日常生活中蒸馒头、制面包和酿米酒，要加酵母的原因。
三、呼吸作用产生二氧化碳演示实验的创新
（一）、实验原理
利用“二氧化碳使澄清石灰水变浑浊”的性质，验证呼吸作用产生了二氧化碳
（二）原实验装置的不足处
1、原实验装置如右图所示 ：器材较多，组装复杂。
2、，实验操作繁琐。使用该装置实验采用
灌水排气法，从漏斗灌入清水，操作复杂。
3、不能在短时间内重复演示该实验，其理由是 ①用灌水法排气，瓶中灌入了清水，有部分二氧化碳溶于水，二氧化碳量不足，②漏斗中用棉花塞住也会有少量二氧化碳逸出，③将瓶中的水倒出让萌发种子继续呼吸产生足量的二氧化碳需要1—2小时。教师如接连在多个班上演示该实验，就需要多准备几瓶萌发的种子。
4、 没有设置对照实验，很难说明二氧化碳是萌发的种子产生的。
（三）、实验装置的改进如下图所示 ：装置器材简单只用到注射液瓶子、注射器、小烧杯，没有复杂的制作过程。
1、 实验操作方法的改进：将灌水排气法改用注射器抽气法。
2、 设置一组对照实验。即贴绿标签的瓶中装入萌发的种子，贴红标签的瓶中装入炒熟的种子进行对照。
（四）、实验操作
课前准备： 准备两个250ml的注射液瓶子，分别贴上红色、绿色标签，贴绿色标签的瓶中装入萌发的种子，贴红色标签的瓶中装入炒熟的种子，然后盖住密封。2小时后就可用来做实验。另准备一个注射器、两只小烧杯、澄清石灰水。
演示实验：
1、取两个小烧杯，分别贴上红色、绿色标签与瓶子对应。
2、向两只小烧杯中倒入适量的澄清石灰水。
3、用注射器从贴绿色标签的瓶中抽取气体注入绿色标签小烧杯的石灰水中，让学生观察石灰水的变化。
4、用注射器从贴红色标签的瓶中抽取气体注入红色标签小烧杯的石灰水中，让学生观察石灰水的变化
（五）、实验的创新之处
1、实验装置简单，实验器材来源于生活、容易取得，使学生觉得生活中的许多物品都可用来做探究实验。
2、实验操作很简便。 3、实验效果更明显。
4、设置了对照组更有利于学生理解呼吸作用产生了二氧化碳。
5、演示后只要用注射器向瓶中注入新鲜空气，大约半小时后可重复演示该实验，教师在多个班上课演示时，就不需准备几套装置了。减轻了教师课前准备的工作量。
6、实验器材易得、装置简单，既可作为教师演示实验，也可作为学生探究实验
四、创新实验名称 植物光合作用能产生氧气
（一）、创新实验目的：挤压矿泉水瓶更容易排出装置中的空气，利用生活用品检验绿色植物光合作用能否产生氧气，器材简单易得
（三）、实验仪器及用品：无色塑料矿泉水瓶、水绵、火柴、木条
（ 四）、实验装置图及说明
（五）、实验操作
1、把矿泉水瓶中加入约百分之九十五以上的水，放入适量的水绵。
2、挤压矿泉水瓶，把瓶内的空气排空，迅速拧紧瓶盖，把装置倒放，检验装置是否漏气。
3、把装置放在阳光下照射。
4、当看到矿泉水瓶完全鼓起，拧开瓶盖，迅速将快要熄灭的木条伸进瓶口内，观察木条的燃烧情况。
5、快要熄灭的木条立刻燃烧起来，说明瓶内氧气浓度增大，从而证明了植物的光合作用产生了氧气。
（六）、实验创新点及意义
我是在看到一些同学把喝过的矿泉水瓶压扁，拧紧瓶盖，放在垃圾袋内，减小了储存空间，突然想到了，为何不用生活中常见的物品取代实验仪器，实验器材简单、易得；挤压矿泉水瓶，排出瓶内空气，取代了排水法，更接近我们初一学生的生活经验，便于操作和理解；
四、 “制作植物细胞临时装片” “人体口腔上皮细胞的临时装片”两个实验的改进。
制作植物细胞临时装片的实验用的材料是洋葱鳞片叶，洋葱含挥发油，不亲水，制作装片时很容易生气泡，染色时也不易着色，教材让学生染色时从一侧滴碘液，从另一侧用吸水纸把水吸过去，有些教师把整个制装片的过程概括成： —撕── —滴── —盖──染──—吸等几个字。但是这个“吸”字是需要做文章的，如果让学生把盖片下的水全部吸干，做出的装片里会看到很多的大气泡，气泡掩盖了细胞，有的学生把气泡误认为是细胞，达不到观察植物细胞形态结构的效果。
1、改进的做法是在制装片时让学生至少滴两滴清水，这样加盖片时，盖玻片下的空间中水较充盈，气泡就少，细胞的活性也比较好，学生就容易观察到细
2、在染色时教师不用吸水纸吸水，而胞的结构。另外， 太是把装片倾斜 10度左右，这个角度一定不能太大，大水就流出了盖玻片下的小空间了，然后较高的一侧盖片与载片接缝处往里滴碘液，让碘液自己流进盖片下，如果有液体流到盖片外，用纸巾擦一下，但一定要强调不能从盖片边缘部位吸水，盖片周围一定要有充盈的液体，这样做出的临时装片才不会产生大气泡。
3、 在制作人体口腔上皮细胞临时装片时，同样也不能把盖玻片下的水吸干，如果吸干不仅仅产生气泡
通过生物学实验教学培养学生的创新能力，既是生物教学改革的要求，也是推进素质教育的需要，需要教师在实践中努力探索生物实验教学设计创新。随着素质教育的推进，创新能力的培养已成为素质教育的重中之重，而通过生物实验培养创新能力是生物教学适应素质教育开展的需要。
【文献】：
［1］裘伯川，朱立祥．对中学生物学教学实施素质教育的几点。
［2］池春玉，丁国华，韩金龙，许志东．黑龙江省高中生物学实验。
［3］林静．义务教育课程标准（2011年版）案例式解读 初中生物学 教育出版社。
［4］宋娟．几例初中生物实验的改进．北京市北外附属外国语学校。
［5］刘恩山．中学生物学教学论［Ｍ］．北京高等教育出版。