“種子萌發(fā)釋放二氧化碳”實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

葉潔純

【摘要】人民教育出版社出版的義務(wù)教育教科書(shū)《生物學(xué)》七年級(jí)上冊(cè)《綠色植物的呼吸作用》這一課中，“種子萌發(fā)釋放二氧化碳”演示實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)裝置和操作步驟等方面有可以改進(jìn)、創(chuàng)新的地方。在不改變實(shí)驗(yàn)的教學(xué)目標(biāo)和實(shí)驗(yàn)原理的前提下，筆者通過(guò)增加對(duì)照組、更換實(shí)驗(yàn)儀器、改變實(shí)驗(yàn)步驟，達(dá)到了實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)便易行、實(shí)驗(yàn)材料環(huán)保易尋、節(jié)省人力和物力，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯、實(shí)驗(yàn)結(jié)果更有說(shuō)服力的效果。

【關(guān)鍵詞】種子萌發(fā)釋放二氧化碳;實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新設(shè)計(jì);初中生物

一、在教材實(shí)驗(yàn)原型在裝置和操作步驟上可改進(jìn)與創(chuàng)新的原因

1.一般情況下，一體積的水能溶解一體積的二氧化碳。可以根據(jù)教材實(shí)驗(yàn)原型使用灌水排氣法，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)效果。

2.這一實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)備過(guò)程需要耗費(fèi)教師兩天甚至更多的時(shí)間。一線教師一般要在同一個(gè)上午或者同一個(gè)下午連續(xù)上兩節(jié)課，在兩天或者三天內(nèi)教授六個(gè)班級(jí)。使用教材實(shí)驗(yàn)原型，教師不能使用同一個(gè)裝置在短時(shí)間內(nèi)對(duì)多個(gè)所教班級(jí)進(jìn)行授課。教授同一課，教師至少要準(zhǔn)備兩個(gè)甚至四個(gè)裝置和藥品，要耗費(fèi)很多的人力和物力。

3.裝置易損壞，不易搬動(dòng)，不利于教師將演示實(shí)驗(yàn)搬到教室，不利于教師讓學(xué)生近距離觀察實(shí)驗(yàn)效果，也不利于學(xué)生在家準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)、參與實(shí)驗(yàn)，不利于學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)。

二、創(chuàng)新設(shè)計(jì)前后藥品的對(duì)比和改變的原因

（一）創(chuàng)新設(shè)計(jì)前的藥品有：萌發(fā)的黃豆種子若干、澄清石灰水。創(chuàng)新設(shè)計(jì)后的藥品有：萌發(fā)的黃豆種子若干、煮熟冷卻至室溫的黃豆種子若干、澄清石灰水。

（二）改變的原因：設(shè)置對(duì)照組，更能證明二氧化碳?xì)怏w是由萌發(fā)的種子進(jìn)行呼吸作用時(shí)釋放出來(lái)的。

三、創(chuàng)新設(shè)計(jì)前后儀器的對(duì)比和進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)的原因

（一）創(chuàng)新設(shè)計(jì)前的儀器有：集氣瓶1個(gè)、漏斗1個(gè)、棉花1團(tuán)、玻璃導(dǎo)管1根、試管1支、燒杯1個(gè)。創(chuàng)新設(shè)計(jì)后的儀器有：瓶蓋頂部邊緣各預(yù)留一個(gè)60mm圓孔的凈含量為350ml的塑料礦泉水瓶2個(gè)、無(wú)菌紗布2包、橡皮筋2條、黑色塑料袋2個(gè)、10ml無(wú)菌帶針注射器2個(gè)、200ml的燒杯3個(gè)、25ml的燒杯2個(gè)、濾紙4張、標(biāo)簽紙1張、貼有黑色卡紙的試管架1個(gè)、鑷子1個(gè)、黑色油性記號(hào)筆1支。

（二）實(shí)驗(yàn)儀器創(chuàng)新設(shè)計(jì)的原因

1.預(yù)留圓孔的大小為60mm的原因：預(yù)留圓孔的大小參考實(shí)驗(yàn)室常用漏斗上口直徑的大小。目的跟原實(shí)驗(yàn)一樣，給萌發(fā)的種子進(jìn)行呼吸作用時(shí)提供氧氣。

2.圓孔預(yù)留在瓶蓋頂部邊緣處而不在瓶蓋中間的原因：使紗布掀起的面積更小，有利于用注射器抽取氣體。

3.用八層無(wú)菌紗布包扎塑料瓶口的原因：借鑒實(shí)驗(yàn)室中常用的好氧菌培養(yǎng)方法中的搖瓶培養(yǎng)法對(duì)塑料瓶口進(jìn)行包扎，不僅透氣性好，有利于萌發(fā)的種子進(jìn)行呼吸作用，還能防止雜菌污染塑料瓶中的種子。八層無(wú)菌紗布的作用與原實(shí)驗(yàn)中棉花的作用一樣。但是用紗布包扎在搬動(dòng)時(shí)不易脫落，更有利于實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行。

4.用黑色塑料袋包扎瓶身的原因：萌發(fā)的種子放入塑料瓶后，即使放在避光處，一天半后子葉也開(kāi)始呈現(xiàn)綠色。用黑色的塑料袋進(jìn)行避光，可以避免萌發(fā)的種子進(jìn)行光合作用從而影響實(shí)驗(yàn)效果的情況出現(xiàn)。

四、創(chuàng)新設(shè)計(jì)后的裝置圖

五、創(chuàng)新設(shè)計(jì)后的操作方法

（一）將同等數(shù)量煮熟冷卻至室溫的黃豆種子和萌發(fā)的黃豆種子分別放入甲乙兩個(gè)塑料瓶中，蓋上瓶蓋。在瓶蓋預(yù)留孔下方的塑料瓶身上用黑色油性記號(hào)筆做好標(biāo)記。在瓶蓋上方蓋上八層紗布，并用橡皮筋在瓶蓋底端凹陷處把紗布扎緊。將瓶蓋下方的塑料瓶瓶身用黑色塑料袋包好。

（二）一段時(shí)間后，拆開(kāi)黑色塑料袋查看甲乙兩個(gè)塑料瓶中種子的情況，扎回塑料袋。

（三）拿過(guò)甲塑料瓶，借助用黑色油性記號(hào)筆做好的標(biāo)記確定好瓶蓋預(yù)留孔的位置后，綁緊塑料袋。拆下甲瓶的橡皮筋。

（四）取下注射器甲的針頭護(hù)帽，拉動(dòng)注射器甲的活塞，檢查氣密性，拉動(dòng)活塞，吸取4ml的澄清石灰水。使注射器甲的針梗在上，用鑷子夾取兩張濾紙放于針?biāo)ㄌ帲怪蓖苿?dòng)活塞，排出注射器中多余的液體和較大的氣泡。

（五）掀起瓶蓋預(yù)留孔處的紗布，用食指和拇指捏緊紗布。緩慢地將塑料瓶倒轉(zhuǎn)至約30°，使瓶蓋上的預(yù)留孔在最上端。

（六）將注射器甲的針頭和針梗垂直插入瓶?jī)?nèi)，緩慢地抽取瓶中氣體至注射器頂部，蓋回紗布。蓋回注射器甲的針頭護(hù)帽，震蕩搖勻三次，將注射器甲放在試管架上，觀察針筒內(nèi)的澄清石灰水有沒(méi)有變渾濁。

（七）用橡皮筋扎好瓶口。

（八）對(duì)乙瓶進(jìn)行和甲瓶同樣的操作，對(duì)比兩個(gè)針筒中澄清石灰水變渾濁的程度。

六、實(shí)驗(yàn)效果

注射器甲中的澄清石灰水沒(méi)有變渾濁，注射器乙中的澄清石灰水明顯變渾濁，實(shí)驗(yàn)效果正確。不先抽取裝有萌發(fā)的種子的塑料瓶中的氣體，可以減少因?yàn)槎趸歼^(guò)量，使澄清石灰水變渾濁后又變澄清，進(jìn)而影響觀察實(shí)驗(yàn)效果這種情況出現(xiàn)的概率。

每隔55分鐘抽取一次，在同一天內(nèi)抽取兩到四次也能有同樣明顯的效果，可以滿足教師對(duì)多個(gè)平行班級(jí)的教學(xué)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]周德慶.微生物學(xué)教程（第3版）[M].高等教育出版社，2011.

責(zé)任編輯? 溫鐵雄