化繁為簡改實驗 貼近生活悟道理

浦彤

“遠離煙酒 拒絕毒品”是蘇科版生物八年級下冊第25章“現代生活與人類健康”的第三節內容，隸屬于生物課程標準中“健康的生活”這一主題?！敖】怠弊鳛槿祟愑篮愕脑掝}，隨著生活水平的提高，越來越引起人們的關注。本章內容圍繞“健康”這一核心概念展開，第一節的主要任務是闡釋什么是“健康”，讓學生明白“健康”除了身體健康外，還包括心理健康和社會適應性良好。第二節和第三節內容從關注家庭生活安全和常見的生活壞習慣對健康的影響兩方面，讓學生通過一些切身體會，認同養成良好生活習慣的重要性。

針對第三節內容中涉及到的“探究酒精對水蚤心率的影響”實驗所遇到的一些實際問題進行改進，并重新設計該實驗。

1 教材實驗分析

“酒精對水蚤心率的影響”這一實驗除了蘇科版外，人教版、蘇教版、北師版和上海版初中生物學教材中均有所安排，是初中階段重要的探究性實驗。學生通過觀察不同濃度的酒精對水蚤心率的影響，了解科學研究的一般方法，學會做對照實驗；通過對實驗結果的分析比較，體悟酗酒對人體健康的危害。

但是實施該實驗具有一定的難度。

首先，就實驗材料而言，水蚤由于游動速度快，在顯微鏡下不易觀察到心臟，即使觀察到心臟，水蚤的心跳太快，每分鐘心臟跳動次數100～350次不等，非常不易計數。針對這一困難，基于學生的實驗基礎（初一時曾做過溫度對金魚呼吸次數的影響）、材料獲取和保養等諸多因素考慮，本次探究實驗嘗試用金魚代替水蚤，測定酒精對金魚呼吸次數的影響。

其次，多個版本的實驗均要求做不同濃度梯度的酒精對水蚤心率的影響。這樣的定量實驗在實際操作中，有多個細節值得商榷。① 對還沒有學過化學，對“濃度梯度”概念毫無了解的初二學生來說，這樣的實驗要求太高，脫離了學生的“最近發展區”。② 以金魚為實驗材料，用酒精和煙草浸出液進行了大量的預實驗后發現，不同的濃度梯度對金魚呼吸次數的影響有所不同，有的濃度區間里對金魚呼吸次數有興奮作用，有的濃度區間則有抑制作用。又由于金魚的個體差異大，不同的金魚對溶液的耐受不同，所以要找到一個合適的濃度梯度適合各個實驗小組，幾乎不可能。即便配置出了梯度溶液，由于金魚的個體差異，也不一定能確保學生分組實驗的成功。而學生要從失敗的實驗現象中，分析酒精對身體的影響更是難上加難了，根本無法達到課標要求的實驗目標。

2 實驗改進思路

基于對大量預實驗后出現的諸多問題的考慮，并且遵循三個原則：① 在學生能力范圍之內；② 驗操作要化繁為簡，效果要一目了然；③ 盡量貼近學生自身生活，從實驗中能感悟養成良好生活習慣的重要性。筆者對教材中的實驗做出了較大的調整，重新設計了本實驗。

改進一：實驗材料由水蚤改為金魚。

基于水蚤觀察有難度，并且心跳速度太快，不適合學生操作，因此實驗材料改為金魚，并且由測量心跳改為呼吸次數。

改進二：定量實驗改為定性實驗。

把原本教材中的濃度梯度的定量實驗改為一個濃度的定性實驗。教師只需要在預實驗時找到一個合適的濃度即可。在該濃度溶液中，金魚的呼吸次數有顯著影響，但又不至于使金魚喪失生命，關愛生命是生物課堂的靈魂。并且這樣的操作難度會大大下降，更適合學生的實際操作水平。

改進三：選擇貼近生活的物質作為研究對象。

教材中的研究對象只有一個——酒精，所以實驗只能說明酗酒對人體有害。在借鑒了多個版本的實驗后，筆者決定再增加兩組實驗。一組為煙草浸出液對金魚呼吸次數的影響。吸煙人數在我國相當高，對人體的傷害愈發嚴重，希望學生通過該實驗認同吸煙對人體的危害。然而，酒精和香煙對學生來說雖然司空見慣，但畢竟絕大多數學生只是間接的接觸，較難產生探究欲望。在尋找第三組研究對象時，發現每個班級總有幾個學生酷愛喝可樂，所以就選取可樂這一學生熟悉并喜愛的飲料作為第三組研究對象。第三組實驗即探究可樂對金魚呼吸次數的影響。對可樂成分的分析和查閱大量資料后發現，可樂中的咖啡因對身體的影響顯著。希望學生能通過這個實驗發現過量攝入咖啡因對身體的危害，從而在生活中盡量減少可樂的攝入。

3 實驗操作流程

3.1 實驗準備

學生準備：

① 分組，每組4～5人，共9組。

② 根據自身情況確定研究方向（酒精、煙草浸出液、可樂三選一）。

② 小組內分工。

③ 上網查找并整理所研究的溶液的成分及對人體的危害方面的資料。

教師準備：

① 配置合適濃度的三種溶液（酒精、煙草浸出液、可樂）和等量的清水。

② 大燒杯、撈魚網、手表、實驗報告等。

3.2 實驗前討論

各小組在確定研究方向后，領取課前配置好的溶液及相關器材，在動手實驗前，組內討論以下問題：

① 實驗的變量是什么？如何設置對照實驗？

② 如何測定金魚呼吸次數？什么狀態下測定？

③ 如何減少實驗誤差？如何減少實驗干擾？

教師總結要點并提醒學生實驗完成后立即將金魚放回清水中。

3.3 實驗進行

學生在實驗過程中，教師對小組進行適當的個別指導。

3.4 實驗后匯報

① 各小組派代表匯報實驗數據，以及由數據得出的結論。

② 教師在黑板上匯總數據，并把相同研究對象的小組數據進行比較討論。

③ 各小組結合課前查找的資料，總結所研究的溶液對健康的危害。

3.5 實驗總結

教師對全班的實驗結果做出點評，并總結三種物質對身體的危害，希望學生能選擇正確的生活方式，養成良好的生活習慣，提高健康水平。

4 改進優點分析

4.1 化繁為簡

由定量實驗改為定性實驗后，不僅節約了教師課前準備的大量時間，而且提高了實驗的成功率；既讓學生容易上手操作，也符合了學生的認知水平。

4.2 貼近生活

選取酒精、香煙和可樂作為研究對象，更貼近生活，尤其是可樂的選擇，使學生一下有了探究的欲望，從心底里覺得這個實驗值得一做。當教師上完課后，尤其是研究可樂對金魚呼吸次數影響的學生紛紛表示要拒絕可樂，拒絕咖啡因。學生對實驗現象的眼見為實，是從情感上認同選擇健康生活方式的重要事實依據。

4.3 能力提升

作為初中學習生物學2年來的最后一個探究實驗，該實驗對學生多方面的能力起到了鞏固和提升的作用。首先實驗前的設計和討論使學生進一步鞏固了生物學實驗設計的基本原則和思路。其次分小組進行實驗，有效地檢查了每個學生的動手操作能力和相互協作的能力。最后對數據的分析和結論的得出，提升了學生分析數據、整合資料以及透過數據和資料解釋現象的能力。

5 實驗注意要點

① 可樂需開蓋后放置至少一周后，才能進行實驗，目的是讓二氧化碳充分散失，以免影響實驗。

② 酒精選取高濃度的二鍋頭即可。

③ 煙草浸出液務必過濾干凈。

④ 所有濃度需根據實驗所用的金魚來確定，因此，實驗前教師的預實驗非常必要。

6 教學反思

本節探究實驗在教材原有實驗的基礎上進行了改進，由定量實驗改為定性實驗，化繁為簡，提高了可操作性和實驗的成功率。選取酒精、香煙和可樂作為研究對象，貼近學生生活，激發了學生探究欲望。學生在親眼目睹實驗現象后，從情感上接受并認同養成良好生活習慣的重要性。

但本課也有不足之處：在學生分組實驗時，如何控制實驗時間，以及對有明顯偏差的實驗現象的解釋，需要教師在實際教學中隨機應變，進一步加以錘煉。