對“觀察小魚尾鰭內血液的流動”實驗的進一步探究

摘要 對“觀察小魚尾鰭內血液的流動”實驗，從實驗材料選擇、材料處理、器材替換、圖像共享等方面進行了進一步探究。

關鍵詞 小魚尾鰭 血液流動 實驗 探究實驗

中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B

1.選題目的

《生物學》七年級上冊教科書中有“觀察小魚尾鰭內血液的流動”實驗，實驗的目的是分辨血管的種類及血液在不同血管內的流動情況。該實驗是初中生物中為數不多采用動物活體做為實驗材料的實驗之一，學生對此實驗充滿興趣，課堂十分活躍。但一堂課結束后，發現實驗效果并不令人滿意。學生反映：①實驗材料難找，即使找到小魚，也容易在存放和實驗過程中死亡；②實驗過程不好操作，容易損壞實驗器材；③實驗現象不明顯，部分實驗小組難以看到血液流動，即使其他實驗組能成功地觀察到血液流動，由于顯微鏡一次只能容一人觀察，難以實現圖像共享，不方便同學之間、師生之間相互交流。針對以上問題，筆者指導學生生物興趣小組對該實驗進行了進一步的探究。

2.實驗器材

活的小魚、顯微鏡、培養器、滴管、清水、棉花。

3.探究實施

3.1實驗材料的探究

教材要求選用尾鰭色素少的活的小魚。用什么樣的小魚好呢？小金魚尾鰭色素濃，不容易辨認血液流動。此實驗開設時是春季，學校所在地又處于丘陵地區，鯽魚等其他小魚較少，一次要找到幾百條大小符合實驗要求的小魚確實不容易。通過市場觀察和實際操作，筆者選用泥鰍。

泥鰍在本地分布廣，棲息在河流、山塘、水庫及水田的泥底，人們也常常在干燥稻田的軟泥中捉到，現在人工養殖的也較多，市場上一年四季都能找到。泥鰍個小，尾鰭薄而透明，含色素少，生命力強，耐寒，離水后用腸輔助呼吸而不易死亡，比小魚更利于觀察尾鰭血管和血管中血液流動情況。

實驗中宜選每條重2-3g，長度為5-7cm、小于培養皿直徑1cm左右的泥鰍，既經濟合算，實驗效果又好。雖然蝌蚪也是該實驗的好材料，但根據教學進度，實驗時，蝌蚪還未大量出現。另外一些中學也不容易獲取大量的蝌蚪來供學生實驗使用，而泥鰍在農村通過捕捉、城市通過購置均易得到，并且耐存放，更方便準備實驗。

3.2實驗器材的替換

由于泥鰍好動，加上學生在實驗中的興奮和操作中的不慎，常發生培養皿損壞或打碎的現象。經過實驗，發現可用一些器材來替代玻璃培養皿：如喝掉豆漿的透明平底塑料杯，截去上部，留下1cm高的側壁和杯底，就可制成一個塑料培養皿。裝過錄音磁帶的磁帶盒以及裝過物品的平底塑料盒、杯等都是替代玻璃培養皿的好材料，既透明不容易破碎，又廢物利用，節約了實驗成本。

教材上采用棉花包裹小魚。筆者改用紗布替代棉花來包裹小魚更方便操作，同時紗布沾濕后更方便重復利用。

3.3實驗材料的前期處理

泥鰍渾身滑溜，實驗時不易捕捉，因此在觀察前要采用一些措施來處置，使它暫時麻醉，以方便包裹和觀察。經過一些方法的處置對比，采用酒麻醉的方法較好：操作簡單，材料易找。方法是用農村飲用的低度米酒（先估計濃度），或用宴席喝剩的瓶裝酒（記下瓶標濃度），也可用醫用酒精，用以上酒配制成酒精含量5%左右的溶液，溶液的濃度視當時室溫的高低和泥鰍個頭大小可稍微有所變化，溫度高或泥鰍個頭大適當濃一些，溫度低或泥鰍個頭小則適當低一些。實驗時，在透明容器內放人適量配好的酒精溶液。然后將本節課所需的泥鰍放入其中（溶液能浸入泥鰍就行），迅速蓋上蓋子，以防泥鰍受到刺激后躍出容器，約4-5min后，泥鰍就能被淺度麻醉，很方便捕捉。

3.4實驗觀察

將泥鰍從容器內取出分發給學生，由學生用濕紗布包裹后置于透明塑料（或玻璃）儀器中，用低倍顯微鏡進行觀察，按常規方法操作顯微鏡，找到清晰的物像。可清楚地看到泥鰍尾鰭內的血管和血管中血液的流動：由心臟將血液流向尾鰭的血管是動脈，管內血液流動速度快；由尾鰭流向心臟方向的是靜脈，管內血液流動的速度慢，連通最小動脈和靜脈之間的血管是毛細血管，可看到毛細血管中紅細胞一個接一個慢慢地單行通過，非常直觀看。移動器皿，將泥鰍尾鰭的底端置于目鏡視野中央，更方便分辨血管。

要掌握好酒的濃度，泥鰍不能麻醉過度（看不到泥鰍尾鰭血液流動）；也不能麻醉過輕（泥鰍容易蘇醒，在培養皿中容易移位，影響觀察）；麻醉適當，泥鰍在顯微鏡下可連續觀察10-20min不會亂動，成功率極高（表1）。實驗完成，將泥鰍放入清水中，泥鰍就會蘇醒，又可重復使用或放歸自然，也可做為其他用途。

3.5實驗圖像共享

目前中學使用的光學顯微鏡一次只能供一人觀看，不方便學生之間實現圖像共享和相互交流，也不方便教師示范指導和結合實物圖像講解實驗現象及學科知識。生物實驗技術的進步離不開儀器設備的改進和創新。在微觀現象的教學中，數碼顯微鏡是一種好的儀器，但裝備視頻顯微鏡，對于一些欠發達地區的農村中小學來說，還需一段時間，筆者所在學校暫時也沒有。為了實現微觀現象觀察宏觀化，筆者探究和制作了幾種簡單視頻顯微鏡。

（1）第一種。

制作材料：視頻聊天攝像頭一個，520膠水一瓶，顯微鏡目鏡一個。另準備筆記本電腦一臺，作為顯示器用。

制作方法：取攝像頭一個（去掉支架），用502膠水將攝像頭粘在顯微鏡的目鏡上（務必使攝像頭正對目鏡通光孔），然后將攝像頭連接在電腦上，在電腦上安裝捕獲程序“會聲會影”或“CaPture Solution”（圖1）。

使用：按常規方法調節顯微鏡，找到清晰的像，然后取下目鏡，換上粘有攝像頭的目鏡，稍作調節，即可在電腦屏幕上看到清晰放大的物像（圖2），非常直觀。

（2）第二種。

材料：攝像頭、鐵架臺、學生電源、視頻連接線、導線、顯微鏡、電視機。

材料來源：現在許多學校都裝有考試監控或安全監控系統，可利用這些系統中的備用攝像頭，學生電源、鐵架臺、電視機學校實驗室均易找到。本自制視頻顯微鏡所用的材料均是利用學校實驗室之間資源整合，無需另花錢，造價大大低于現成的數碼顯微鏡，用電視機作顯示屏。

制法：用鐵架臺的萬能夾或鐵圈固定攝像頭，引出攝像頭的電源線，用學生電源的直流輸出為攝像頭提供電源（電壓為直流為12V，也可用家用計算機電源做為供電電源），插上信號輸出線，做成一簡易視頻放大器。將顯微鏡放在鐵架臺底座上，攝像頭靠近和垂直對準顯微鏡的目鏡，就做成一個簡易的視頻顯微鏡，用彩色電視機或電腦顯示器做為視頻信號的接收和顯示器，見圖3。

使用：按常規方法調節顯微鏡，找到清晰的物像，然后將攝像頭靠近和垂直對準顯微鏡的目鏡，稍作調節，即可在電視機上看到清晰放大的物像，非常直觀。

（3）第三種。

多媒體設備中的視頻展示臺有放大圖像文字等功能。用多媒體設備中的視頻展示臺配合顯微鏡觀察，也能起放大和轉換的作用，實現圖像共享，操作也很方便。

以上教具的特點：材料易找；組裝簡單；操作方便；用途廣泛，實驗效果好；能低成本實現微觀現象觀察宏觀化及圖像共享。

通過自制簡單視頻顯微鏡，讓眾多學生能從電腦屏幕上同時同步觀察到了顯微鏡中的泥鰍尾鰭血液流動現象，節約了觀察時間，提高了實驗觀察效率，方便師生相互交流。

4.實驗結果

通過探究，筆者覺得：

①用泥鰍代替小魚，實驗材料更易找。②用一些合適的塑料棄物代替玻璃培養皿，操作更方便，可減少實驗損耗，降低實驗成本。③用酒麻醉法處理泥鰍，可方便捕捉和操作，實驗效果更好。④用自制視頻顯微鏡來輔助觀察，能做到實驗圖像共享，實現微觀實驗觀察宏觀化，方便師生之間、生生之間相互交流，有效提高教學效率。

5.收獲體會

通過對“觀察小魚尾鰭內血液的流動”實驗的進一步探究，學生學到了許多科學知識，體驗了一些科學方法，開闊了眼界，豐富了課余生活，提高了觀察能力和動手實踐能力，對他們今后的學習、生活和工作都將起到促進作用。