中學生物實驗中生態缸制作方法的改良

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

關鍵詞：生態缸；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缸的實驗。通過對生態系統模型的設計制作，讓學生直觀認知生態系統的結構和功能。筆者發現，無論是課本、教參還是網上介紹的實驗方法在實際操作中往往會失敗，使學生產生了“生態系統很不穩定”或者“生態系統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、傳統實驗不足

1.選材

以高中實驗《設計并制作生態缸，觀察其穩定性》為例，實驗要求建立一個水陸生態系統。在玻璃缸內安排水陸環境、種植植物、放養魚、龜等小動物。操作中發現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，調控光照、溫度等環境因素時無法準確把握。教參中設置的生物對環境要求各有差異。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

生態缸內水的蒸發會先在玻璃上形成水汽，后又會在內壁上生長綠藻，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：按營養級10%~20%的數量關系，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

生態瓶維持最重要的是光照和溫度。

溫度：根據所用動植物差異，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，冬季不結冰。

光照：藻類生長對于光照敏感。可以瓶內氣泡大小、瓶的力作為判斷光照是否充足的依據。適宜光照下，瓶內會積累起一氧氣泡，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），如連續陰雨需白熾燈補充光照。

三、改進后的優點

1.建立簡單

單一水生生態系統結構簡單，理論上抵抗力、穩定性低。但因使用生物耐受性強，行為簡單，所以較易成功。維持時間可從數月到數年，實驗中最長一個生態瓶共維持了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.生態系統穩定性

以建立和長期維持生態系統為目標，觀測生態系統的穩定性。

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，觀察系統運作。

4.物理因素影響

以對照實驗，改變瓶子的物理環境，如電磁輻射、噪音等，觀察系統運作。

5.生物因素影響

以對照實驗，添加動植物或微生物，觀察系統運作。

筆者認為，對傳統生態缸制作進行改良后，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實驗，讓學生在掌握理論知識的同時，激發學習興趣，培養創新意識。

參考文獻：

［1］陳志祺.設計并制作小生態瓶，觀察生態系統的穩定性.人教網，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）