中學生物實驗中生態(tài)缸制作方法的改良

摘要：初、高中生物教學中都有制作小型生態(tài)系統(tǒng)用于演示和實驗的需求。現(xiàn)以塑料瓶為容器建立一個簡單水生生態(tài)系統(tǒng)替代傳統(tǒng)的制作過程，使實驗更簡便，效果更明顯。

關鍵詞：生態(tài)缸；制作；改良

初中生物七年級上和高中生物必修三的教學中都有制作生態(tài)缸的實驗。通過對生態(tài)系統(tǒng)模型的設計制作，讓學生直觀認知生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能。筆者發(fā)現(xiàn)，無論是課本、教參還是網(wǎng)上介紹的實驗方法在實際操作中往往會失敗，使學生產(chǎn)生了“生態(tài)系統(tǒng)很不穩(wěn)定”或者“生態(tài)系統(tǒng)就是老師擺設出來的”的觀點。為此，筆者對實驗進行了改良。

一、傳統(tǒng)實驗不足

1.選材

以高中實驗《設計并制作生態(tài)缸，觀察其穩(wěn)定性》為例，實驗要求建立一個水陸生態(tài)系統(tǒng)。在玻璃缸內(nèi)安排水陸環(huán)境、種植植物、放養(yǎng)魚、龜?shù)刃游铩２僮髦邪l(fā)現(xiàn)動物行為不符理論要求。如龜常把水體弄渾、挖倒植物、吃光小魚。選用的昆蟲和植物也會因環(huán)境潮濕在一周左右死亡，模型很難正常運作。

2.維護

學生生物知識有限，調(diào)控光照、溫度等環(huán)境因素時無法準確把握。教參中設置的生物對環(huán)境要求各有差異。實驗很容易因光照、溫度問題造成生物死亡，使實驗失敗。

3.觀察

生態(tài)缸內(nèi)水的蒸發(fā)會先在玻璃上形成水汽，后又會在內(nèi)壁上生長綠藻，妨礙觀察。

4.搬運

實驗要求用1 m×0.7 m×0.5 m的玻璃缸，由于過大過重，搬運儲存困難，無法大量準備，不利于推進學生實驗。

二、修改實驗

1.材料

容器：2000 mL無色透明塑料飲料瓶

生產(chǎn)者：可選水綿、黑藻、金魚藻

消費者：可選食蚊魚、孔雀魚、螺螄

分解者：自來水晾曬一天去除了氯氣，讓微生物進入水體

石蠟：密封

2.制作

（1）清洗容器去除標簽，將瓶洗凈

（2）稱量：按營養(yǎng)級10%~20%的數(shù)量關系，稱量植物和動物

（3）放入生物，將選好的健康生物裝瓶

（4）注水加滿，無須留氣泡

（5）加蓋封口蓋緊蓋子，用石蠟密封

（6）貼標簽

3.維護

生態(tài)瓶維持最重要的是光照和溫度。

溫度：根據(jù)所用動植物差異，給予適宜溫度。（水綿、黑藻、金魚藻均在5℃～40℃；孔雀魚15℃～30℃；食蚊魚5℃～40℃；螺螄0℃～45℃）保證夏天不曝曬，冬季不結(jié)冰。

光照：藻類生長對于光照敏感。可以瓶內(nèi)氣泡大小、瓶的力作為判斷光照是否充足的依據(jù)。適宜光照下，瓶內(nèi)會積累起一氧氣泡，用手按壓，壓力變大。光照不足，氣泡消失，用手按壓，瓶子變軟（亦可在瓶口接一氣壓計測定），如連續(xù)陰雨需白熾燈補充光照。

三、改進后的優(yōu)點

1.建立簡單

單一水生生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，理論上抵抗力、穩(wěn)定性低。但因使用生物耐受性強，行為簡單，所以較易成功。維持時間可從數(shù)月到數(shù)年，實驗中最長一個生態(tài)瓶共維持了2年3個月。

2.觀察方便

透明塑料瓶方便觀察。瓶中螺螄會刮食瓶壁上的綠藻，起到清潔作用。

3.維護簡便

可通過移動位置、燈光補充、冷熱水浴等方法改變光照、溫度等環(huán)境因素。

4.便于參與

塑料瓶易得、安全、搬運方便。能讓學生集體制作，各自維護，增強了參與性。

四、探究性實驗方向

1.生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性

以建立和長期維持生態(tài)系統(tǒng)為目標，觀測生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.光合作用與呼吸作用

改變變量，以測量氣泡大小、氣壓等分析光合作用與呼吸作用關系。

3.化學因素影響

以對照實驗，添加不同種類和濃度的洗滌劑、化學試劑、藥物等，觀察系統(tǒng)運作。

4.物理因素影響

以對照實驗，改變瓶子的物理環(huán)境，如電磁輻射、噪音等，觀察系統(tǒng)運作。

5.生物因素影響

以對照實驗，添加動植物或微生物，觀察系統(tǒng)運作。

筆者認為，對傳統(tǒng)生態(tài)缸制作進行改良后，實驗更簡便，效果更明顯。并能在該實驗的基礎上開展更豐富的后續(xù)實驗，讓學生在掌握理論知識的同時，激發(fā)學習興趣，培養(yǎng)創(chuàng)新意識。

參考文獻：

［1］陳志祺.設計并制作小生態(tài)瓶，觀察生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性.人教網(wǎng)，2010.

［2］伍獻文.中國淡水魚類圖譜大全.

［3］胡鴻鈞，魏印心.中國淡水藻類，2006.

（作者單位 蘇州大學2009學科教育）