部分初中生物實驗教學的改進與創新

實驗教學是初中生物學科教學的組成部分，是培養學生實踐、創新能力及提高生物科學素養的重要途徑。然而，目前的初中生物實驗教學的現狀令人堪憂，很多實驗由于實驗材料選擇不當、實驗方法不夠合理、實驗教學的組織管理不夠到位，使得初中生物實驗教學多年來始終在低效的水平上徘徊。近年來我們組織本區初中生物教師對蘇教版中部分初中生物實驗教學進行了認真研究和實踐，積極改進，大膽創新，提高了生物實驗教學的有效性。

1 實驗材料的改進

1.1觀察種子的結構

問題分析：教材選用大豆種子作為觀察種子結構的材料，由于大豆種子較小，胚芽、胚軸、胚根不易觀察到；子葉中淀粉含量較少，用碘液鑒定淀粉時，實驗效果不明顯。

改進材料：選取顆粒比較大的蕓豆種子替代大豆種子，觀察前將蕓豆種子浸泡24h，讓蕓豆種子種皮變軟，胚芽稍稍萌發。在觀察種子內部結構時，肉眼即可清晰地觀察到胚芽、胚軸、胚根等結構，在教學中可讓學生用不同顏色的水筆對觀察到的胚芽、胚軸、胚根進行著色標記，以便教師檢測學生觀察的結果是否正確。用碘液對子葉中的淀粉進行鑒定時，淀粉遇碘變藍現象明顯。

1.2外界溶液濃度影響細胞吸水的實驗

問題分析：教材中選用的實驗材料為兩對以上葉的豆類幼苗，將其分別放在清水和10％的鹽水中，觀察幼苗吸水挺直、失水萎蔫的現象，一般需要20多分鐘時間，由于不能及時觀察到實驗現象，影響了教學的順利開展，且培養兩對以上葉的豆類幼苗需要數天的時間。

改進材料：可選用黃豆芽或綠豆芽代替兩對以上葉的豆類幼苗進行實驗，把豆芽分別放在清水和10％的鹽水中，2min后就會出現放在清水中的豆芽保持硬挺，放在鹽水中的豆芽發生萎蔫的現象。教師可及時利用實驗現象引導學生分析原因。且豆芽是人們常食用的食物，課前教師可以在菜場或超市購買到，方便快捷。

1.3觀察葉片的結構

問題分析：該實驗一般選用菠菜葉做葉橫切，觀察葉片結構，但菠菜葉容易失水萎蔫，早晨買來的菠菜上午做實驗時就萎蔫了，葉子卷成卷，很不好切。如用水將菠菜泡起來，葉子易變脆，切的切片多不完整，導致上表皮或下表皮缺失。

改進材料：可用綠蘿的葉替代菠菜葉，這種葉很容易切出完整的葉橫切片，而且不怕萎蔫，摘下來放置兩天依然能做出理想的切片。綠蘿在花卉市場很容易買到。

1.4觀察莖輸導功能實驗

問題分析：“觀察莖輸導功能”實驗中，一般選用楊樹帶葉的枝條進行實驗，但是根據課時進度，在進行該實驗時南京地區已經是深秋，楊樹的形成層已經停止活動，樹皮很難剝，即韌皮部和木質部分不開，實驗效果不佳。

改進材料：可用大葉黃楊代替楊樹，大葉黃楊是一種常綠植物，即使在深秋，它的形成層也在活動，樹皮也很容易與木質部分離；用大葉黃楊做實驗材料，把帶葉枝條浸入稀釋的紅墨水中，至于陽光下，一晝夜紅墨水即可上升到葉脈處，剝下樹皮，可以明顯看到木質部變紅而韌皮部不變紅，說明紅墨水是從木質部向上運輸的。

2 實驗方法的改進

2.1探究蚯蚓在什么樣的物體表面爬得快

問題分析：根據教材的提示，一般該實驗的設計是將一條粗壯的蚯蚓先后放在不同的物體(如玻璃、硬紙板)表面上，觀察哪種表面比較適合蚯蚓移動?實驗后發現：蚯蚓在玻璃上移動快，在硬紙板上移動慢，與預測的結果正好相反。其原因可能是由于硬紙板吸收了蚯蚓身上的黏液，與蚯蚓粘在了一起，不利于蚯蚓的移動，或者蚯蚓身上黏液減少，呼吸減弱，產生能量少，活動力降低。

改進方法：準備兩塊長方形玻璃板，將一塊打磨，另一塊保持光滑。為了確保蚯蚓在玻璃板上直線運動，可用兩根玻璃棒作為直線的軌道，讓其在軌道中運動。

2.2植物呼吸作用產生二氧化碳

問題分析：教材中該實驗的設計如下：

①實驗前一天，分別將100g新鮮和燙過的蔬菜分別裝入不漏氣的黑色塑料袋中，插入軟管扎緊袋口，并用止水夾夾緊軟管，不加標記。

②隨機取一袋蔬菜，將軟管插入盛有澄清石灰水的錐形瓶中，移開止水夾，輕輕地積壓擠壓塑料袋，觀察石灰水有無變化，推測袋中裝的蔬菜是新鮮的還是燙過的。

但在實際操作中，軟管和止水夾一般要到化學實驗室去借，軟管在扎塑料袋口的時不易處理，過緊實驗時氣體不容易排出，過松會漏氣。初一的學生第一次接觸止水夾，使用不熟練，易導致氣體泄漏，最后皮管插入盛有澄清石灰水的錐形瓶中，因二氧化碳氣體不足導致實驗效果不明顯。

改進方法：可利用較硬的塑料吸管代替軟管插入黑塑料袋中，便于扎緊袋口；用凡士林替代止水夾封住吸管口，驗證氣體時，可將吸管口涂有凡士林的部分剪去，然后插入盛有澄清石灰水的瓶中。改進后的實驗不僅取材方便，操作簡便，而且效果更明顯，有效突破了教學難點。

2.3植物呼吸作用消耗氧氣

問題分析：教材中的實驗步驟如下：

①取等量新鮮的植物和燙過的植物分別放入密閉的錐型瓶中，在黑暗中放置一晝夜。

②將燃燒的小棒伸入放有新鮮的植物的錐形瓶中，小棒的火苗立即熄滅，放到燙過的植物的錐型瓶中依然燃燒。

結論：燙過的植物已經死亡，不能進行呼吸作用，不消耗氧氣；小棒繼續燃燒。新鮮的植物進行呼吸作用，消耗掉了瓶內的氧氣，小棒在無氧的條件下不能燃燒。該實驗的設計不夠嚴謹，因為新鮮植物進行呼吸作用消耗氧氣的同時，也釋放出二氧化碳，二氧化碳的濃度達到一定程度時，燃燒的小棒也會熄滅。因此實驗時應考慮排除二氧化碳產生的干擾。

改進方法：準備兩個小試管，分別裝入少量的20％NaOH溶液，將兩個小試管分別放入兩個錐形瓶內，其他的步驟與教材上的一樣。NaOH溶液可以吸收植物呼吸作用產生的二氧化碳，從而排除二氧化碳的干擾。實驗現象和上述的一樣，說明植物的呼吸作用消耗氧氣。這樣設計實驗更科學、嚴謹。

2.4觀察草履蟲的形態結構、探究其對刺激的反應

問題分析：草履蟲活潑好動，在顯微鏡下觀察，很快會逃出視野，即使偶爾看到，由于它各部位都是透明的，也難以分辨。實驗效果不理想。

改進方法：在載玻片的草履蟲培養液中鋪幾條棉花纖維，以限制草履蟲的活動范圍；或制作裝片時，在蓋上蓋玻片后，用吸水紙將多余的水從蓋玻片的邊緣吸走，使草履蟲的活動變得困難，速度變緩；或在載玻片的草履蟲培養液中滴一滴蛋清液，以增加培養液的粘稠度，使草履蟲的運動速度減慢。以上操作均利于在顯微鏡下充分觀察到草履蟲的形態結構和運動狀況。在臨時裝片的蓋玻片一側滴少許稀釋的紅墨水，幾分鐘后可將草履蟲的食物泡著色，同樣方法用2％的冰醋酸或甲基綠溶液可使草履蟲的細胞核著色，以利觀察時看清草履蟲的結構。

3 實驗創新

教材中有關吸煙危害人體健康的內容只是提供了一些文字說明，如“香煙燃燒產生的煙霧中含有3 000多種有害的化學物質”等文字信息，學生閱讀后對吸煙的危害并沒有很深刻的印象，教學中教師自創的吸煙有害的模擬實驗，讓學生對吸煙的危害感受更直觀，印象更深刻。

試驗設計：用一個u型管，在u型管的一側插上香煙，另一側放人一些棉花。點燃香煙，用洗耳球在另一側吸氣(圖1)。

本模擬實驗中，棉花模擬人的肺，洗耳球模擬人吸食香煙。為了不讓教室內充滿煙霧，可將洗耳球吸來的煙霧吹入裝有水的試管里，減少香煙燃燒的煙霧對學生健康的危害。在用洗耳球吸10次以后，取出u型管里的棉花，會發現棉花變成黃色，從而模擬證明香煙燃燒后產生的化學物質會使肺發黃變黑，危害身體健康。