對(duì)人教版初中生物實(shí)驗(yàn)的思量

沈益明 （福建省詔安一中 福建漳州 363000）

生物學(xué)是一門(mén)以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)生物學(xué)知識(shí)，理解生物學(xué)的本質(zhì)，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。人教版七年級(jí)上冊(cè)的教科書(shū)中有幾處實(shí)驗(yàn)，若教師進(jìn)一步完善后，能發(fā)揮更大的作用。

1 “制作洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞臨時(shí)裝片”步驟的思考

教材P43介紹的“制作洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞臨時(shí)裝片”實(shí)驗(yàn)步驟可以概括為：擦片、滴水（清水）、撕取洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮、展平、蓋片、染色。染色的操作是在蓋玻片一側(cè)滴一滴碘液，另一側(cè)用吸水紙吸引。教材介紹的是先蓋上蓋玻片，再進(jìn)行染色。這樣的實(shí)驗(yàn)操作是可以看到洋蔥鱗片葉內(nèi)表皮細(xì)胞。實(shí)驗(yàn)的操作步驟被很多教師作為剛性順序進(jìn)行教學(xué)，也被很多教輔書(shū)概括為“擦→滴→取→展→蓋→染→吸”，同樣也會(huì)出現(xiàn)在中考試卷中。

筆者多次進(jìn)行染色后再蓋片，發(fā)現(xiàn)相對(duì)于教材中的步驟可更清楚地觀察到細(xì)胞的基本結(jié)構(gòu)。幾個(gè)學(xué)生按“先染色再蓋片”完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的效果也是如此。

“制作人的口腔上皮細(xì)胞臨時(shí)裝片”的實(shí)驗(yàn)中，“先染色再蓋片”實(shí)驗(yàn)的效果同樣比“先蓋片再染色”好。

有些實(shí)驗(yàn)的步驟不是一成不變的，教師不能要求學(xué)生“照搬課本”。教學(xué)、命題時(shí)，教師或命題者應(yīng)該更多考慮實(shí)驗(yàn)的實(shí)際，而不能僅僅是教材的內(nèi)容。

2 綠色植物呼吸作用演示實(shí)驗(yàn)的完善

教材P127～128中有關(guān)綠色植物的呼吸作用，共有3個(gè)演示實(shí)驗(yàn)。按實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)的先后順序分別稱為演示實(shí)驗(yàn)一、演示實(shí)驗(yàn)二、演示實(shí)驗(yàn)三。

2.1 演示實(shí)驗(yàn)一

圖1 演示實(shí)驗(yàn)一裝置

實(shí)驗(yàn)的裝置如圖1所示。教材介紹：“在上課的前一天，教師用兩個(gè)暖水瓶裝種子，甲瓶中裝的是萌發(fā)的種子，乙瓶中裝的是煮熟的種子。”實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是甲的溫度高于乙的溫度，由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是萌發(fā)的種子釋放能量。

該演示實(shí)驗(yàn)的時(shí)間跨度長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)的全程不能在課堂完成。如果教師延伸到課外，讓學(xué)生一起參與，實(shí)驗(yàn)效果應(yīng)該會(huì)更好。

空氣、瓶子、溫度計(jì)等都可能存在微生物，它們能分解煮熟種子中的有機(jī)物，釋放能量。經(jīng)過(guò)了“一天”它們釋放的能量使溫度明顯地升高。七年級(jí)的學(xué)生還沒(méi)有學(xué)習(xí)到細(xì)菌、真菌等微生物，不能清楚解釋裝置乙的溫度也有升高。因此，要使實(shí)驗(yàn)更加嚴(yán)謹(jǐn)，應(yīng)該在放入種子前對(duì)相關(guān)的器材進(jìn)行消毒滅菌。

2.2 演示實(shí)驗(yàn)二

實(shí)驗(yàn)裝置和操作如圖2所示。教材介紹：“瓶中是萌發(fā)的種子（瓶?jī)?nèi)的種子也可以用新鮮的豆苗代替）。一段時(shí)間后，向瓶中注入清水，打開(kāi)閥門(mén)，使瓶中的氣體進(jìn)入試管。”實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是澄清的石灰水變渾濁。由此得出萌發(fā)的種子產(chǎn)生二氧化碳。

圖2 演示實(shí)驗(yàn)二裝置

演示實(shí)驗(yàn)一、三都有設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，說(shuō)服力不強(qiáng)，學(xué)生會(huì)有疑問(wèn)。可用煮熟的種子放在另一個(gè)相同的裝置中，進(jìn)行同樣的實(shí)驗(yàn)，形成對(duì)照。同樣相關(guān)的器材需要消毒滅菌。

先“注入清水”再“打開(kāi)閥門(mén)”，拿開(kāi)棉花后，在倒水的前、中、后都會(huì)有瓶中的氣體外泄。實(shí)驗(yàn)的操作應(yīng)該先“打開(kāi)閥門(mén)”，再“注入清水”，這樣才能有更多的“氣體進(jìn)入試管”。

新鮮的豆苗能夠吸收二氧化碳用于光合作用。用新鮮的豆苗代替瓶?jī)?nèi)的種子，裝置放在光線較強(qiáng)的環(huán)境中，難以看到石灰水變渾濁。教材沒(méi)有對(duì)用“新鮮的豆苗”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的環(huán)境加以說(shuō)明。實(shí)驗(yàn)裝置放在黑暗的環(huán)境中，才有明顯的實(shí)驗(yàn)效果。

本實(shí)驗(yàn)可采用以下改進(jìn)方案：用兩個(gè)裝有適量澄清石灰水的針筒，分別向“萌發(fā)種子”瓶和“煮熟種子”瓶抽氣，搖動(dòng)針筒，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是抽“萌發(fā)種子”瓶氣體的針筒石灰水變渾濁，抽“煮熟種子”瓶氣體的針筒石灰水不變渾濁。這樣，實(shí)驗(yàn)操作簡(jiǎn)單且效果明顯。

2.3 演示實(shí)驗(yàn)三

實(shí)驗(yàn)裝置和操作如圖3所示。教材介紹：“甲瓶裝有萌發(fā)的種子，乙瓶裝有等量的煮熟種子（甲瓶?jī)?nèi)可改用新鮮的豆苗，乙瓶?jī)?nèi)可改用經(jīng)沸水燙過(guò)的豆苗），把甲、乙量瓶放到溫暖的地方。24 h以后，觀察蠟燭在甲、乙量瓶中的燃燒情況。”實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是甲瓶中蠟燭熄滅了，乙瓶中的蠟燭照常燃燒。得出種子在萌發(fā)過(guò)程吸收了氧氣的結(jié)論。

圖3 演示實(shí)驗(yàn)三裝置

演示實(shí)驗(yàn)二證明萌發(fā)的種子產(chǎn)生了二氧化碳，甲瓶中存在二氧化碳。二氧化碳可以滅火。“蠟燭熄滅”是因?yàn)榉N子萌發(fā)過(guò)程“產(chǎn)生了二氧化碳”,還是“吸收了氧氣”，難以界定清楚。

光照的條件下，豆苗可能進(jìn)行光合作用影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。沒(méi)有消毒的情況下，微生物的呼吸作用可能影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教材應(yīng)該說(shuō)明實(shí)驗(yàn)對(duì)環(huán)境條件的具體要求。

如果把甲乙瓶改為兩個(gè)大的針筒（隨時(shí)調(diào)節(jié)氣壓），內(nèi)放一小瓶氫氧化鈉溶液，吸收萌發(fā)種子產(chǎn)生的二氧化碳。一段時(shí)間后，提取針筒中的氣體，再進(jìn)行相關(guān)的驗(yàn)證。這樣的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象就更有說(shuō)服力。

2.4 設(shè)計(jì)“三合一”的演示實(shí)驗(yàn)

如果設(shè)計(jì)一個(gè)演示實(shí)驗(yàn)可以把教材中的三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)“融為一體”，達(dá)到“三合一”的功效，則事半功倍。

圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以達(dá)到“三合一”的演示效果。甲的相關(guān)裝置經(jīng)過(guò)消毒處理，放萌發(fā)種子，乙的相關(guān)裝置和煮熟的種子都經(jīng)過(guò)消毒處理，甲乙裝置形成對(duì)照實(shí)驗(yàn)。氣球可以調(diào)節(jié)氣壓，保證瓶?jī)?nèi)的氣壓與外界相等。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，經(jīng)常適當(dāng)?shù)負(fù)u動(dòng)廣口瓶，使二氧化碳進(jìn)入澄清石灰水中。實(shí)驗(yàn)進(jìn)行一段時(shí)間后，依次打開(kāi)甲、乙瓶塞，放入點(diǎn)燃的蠟燭。

圖4 三合一實(shí)驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)可以觀察到的現(xiàn)象是：甲的溫度計(jì)讀數(shù)上升，乙的溫度計(jì)讀數(shù)不上升；甲中澄清石灰水變渾濁，乙中澄清石灰水不變渾濁；甲的蠟燭熄滅了，乙的蠟燭照常燃燒；甲的氣球變小了，乙的氣球大小基本不變。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可以得出的結(jié)論有：萌發(fā)的種子釋放能量，一部分能量轉(zhuǎn)化為熱量；萌發(fā)種子產(chǎn)生二氧化碳；萌發(fā)的種子吸收了氧氣。

這樣設(shè)計(jì)的演示實(shí)驗(yàn)一個(gè)“頂”三個(gè)，省時(shí)省力，又避免了教材三個(gè)演示實(shí)驗(yàn)的不足之處。

生物學(xué)的學(xué)習(xí)離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)。生物的實(shí)驗(yàn)必須有助于學(xué)生理解生物學(xué)的本質(zhì)，領(lǐng)悟科學(xué)探究的方法，養(yǎng)成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。這就要求教材的實(shí)驗(yàn)方案要準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)步驟要合理，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的過(guò)程要科學(xué)。完善實(shí)驗(yàn)才能更好地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)的作用。