部分初中生物实验教学的改进与创新
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作者: 程莉君 赵晓燕
实验教学是初中生物学科教学的组成部分，是培养学生实践、创新能力及提高生物科学素养的重要途径。然而，目前的初中生物实验教学的现状令人堪忧，很多实验由于实验材料选择不当、实验方法不够合理、实验教学的组织管理不够到位，使得初中生物实验教学多年来始终在低效的水平上徘徊。近年来我们组织本区初中生物教师对苏教版中部分初中生物实验教学进行了认真研究和实践，积极改进，大胆创新，提高了生物实验教学的有效性。
1 实验材料的改进
1.1观察种子的结构
问题分析：教材选用大豆种子作为观察种子结构的材料，由于大豆种子较小，胚芽、胚轴、胚根不易观察到；子叶中淀粉含量较少，用碘液鉴定淀粉时，实验效果不明显。
改进材料：选取颗粒比较大的芸豆种子替代大豆种子，观察前将芸豆种子浸泡24h，让芸豆种子种皮变软，胚芽稍稍萌发。在观察种子内部结构时，肉眼即可清晰地观察到胚芽、胚轴、胚根等结构，在教学中可让学生用不同颜色的水笔对观察到的胚芽、胚轴、胚根进行着色标记，以便教师检测学生观察的结果是否正确。用碘液对子叶中的淀粉进行鉴定时，淀粉遇碘变蓝现象明显。
1.2外界溶液浓度影响细胞吸水的实验
问题分析：教材中选用的实验材料为两对以上叶的豆类幼苗，将其分别放在清水和10％的盐水中，观察幼苗吸水挺直、失水萎蔫的现象，一般需要20多分钟时间，由于不能及时观察到实验现象，影响了教学的顺利开展，且培养两对以上叶的豆类幼苗需要数天的时间。
改进材料：可选用黄豆芽或绿豆芽代替两对以上叶的豆类幼苗进行实验，把豆芽分别放在清水和10％的盐水中，2min后就会出现放在清水中的豆芽保持硬挺，放在盐水中的豆芽发生萎蔫的现象。教师可及时利用实验现象引导学生分析原因。且豆芽是人们常食用的食物，课前教师可以在菜场或超市购买到，方便快捷。
1.3观察叶片的结构
问题分析：该实验一般选用菠菜叶做叶横切，观察叶片结构，但菠菜叶容易失水萎蔫，早晨买来的菠菜上午做实验时就萎蔫了，叶子卷成卷，很不好切。如用水将菠菜泡起来，叶子易变脆，切的切片多不完整，导致上表皮或下表皮缺失。
改进材料：可用绿萝的叶替代菠菜叶，这种叶很容易切出完整的叶横切片，而且不怕萎蔫，摘下来放置两天依然能做出理想的切片。绿萝在花卉市场很容易买到。
1.4观察茎输导功能实验
问题分析：“观察茎输导功能”实验中，一般选用杨树带叶的枝条进行实验，但是根据课时进度，在进行该实验时南京地区已经是深秋，杨树的形成层已经停止活动，树皮很难剥，即韧皮部和木质部分不开，实验效果不佳。
改进材料：可用大叶黄杨代替杨树，大叶黄杨是一种常绿植物，即使在深秋，它的形成层也在活动，树皮也很容易与木质部分离；用大叶黄杨做实验材料，把带叶枝条浸入稀释的红墨水中，至于阳光下，一昼夜红墨水即可上升到叶脉处，剥下树皮，可以明显看到木质部变红而韧皮部不变红，说明红墨水是从木质部向上运输的。
2 实验方法的改进
2.1探究蚯蚓在什么样的物体表面爬得快
问题分析：根据教材的提示，一般该实验的设计是将一条粗壮的蚯蚓先后放在不同的物体(如玻璃、硬纸板)表面上，观察哪种表面比较适合蚯蚓移动?实验后发现：蚯蚓在玻璃上移动快，在硬纸板上移动慢，与预测的结果正好相反。其原因可能是由于硬纸板吸收了蚯蚓身上的黏液，与蚯蚓粘在了一起，不利于蚯蚓的移动，或者蚯蚓身上黏液减少，呼吸减弱，产生能量少，活动力降低。
改进方法：准备两块长方形玻璃板，将一块打磨，另一块保持光滑。为了确保蚯蚓在玻璃板上直线运动，可用两根玻璃棒作为直线的轨道，让其在轨道中运动。
2.2植物呼吸作用产生二氧化碳
问题分析：教材中该实验的设计如下：
①实验前一天，分别将100g新鲜和烫过的蔬菜分别装入不漏气的黑色塑料袋中，插入软管扎紧袋口，并用止水夹夹紧软管，不加标记。
②随机取一袋蔬菜，将软管插入盛有澄清石灰水的锥形瓶中，移开止水夹，轻轻地积压挤压塑料袋，观察石灰水有无变化，推测袋中装的蔬菜是新鲜的还是烫过的。
但在实际操作中，软管和止水夹一般要到化学实验室去借，软管在扎塑料袋口的时不易处理，过紧实验时气体不容易排出，过松会漏气。初一的学生第一次接触止水夹，使用不熟练，易导致气体泄漏，最后皮管插入盛有澄清石灰水的锥形瓶中，因二氧化碳气体不足导致实验效果不明显。
改进方法：可利用较硬的塑料吸管代替软管插入黑塑料袋中，便于扎紧袋口；用凡士林替代止水夹封住吸管口，验证气体时，可将吸管口涂有凡士林的部分剪去，然后插入盛有澄清石灰水的瓶中。改进后的实验不仅取材方便，操作简便，而且效果更明显，有效突破了教学难点。
2.3植物呼吸作用消耗氧气
问题分析：教材中的实验步骤如下：
①取等量新鲜的植物和烫过的植物分别放入密闭的锥型瓶中，在黑暗中放置一昼夜。
②将燃烧的小棒伸入放有新鲜的植物的锥形瓶中，小棒的火苗立即熄灭，放到烫过的植物的锥型瓶中依然燃烧。
结论：烫过的植物已经死亡，不能进行呼吸作用，不消耗氧气；小棒继续燃烧。新鲜的植物进行呼吸作用，消耗掉了瓶内的氧气，小棒在无氧的条件下不能燃烧。该实验的设计不够严谨，因为新鲜植物进行呼吸作用消耗氧气的同时，也释放出二氧化碳，二氧化碳的浓度达到一定程度时，燃烧的小棒也会熄灭。因此实验时应考虑排除二氧化碳产生的干扰。
改进方法：准备两个小试管，分别装入少量的20％NaOH溶液，将两个小试管分别放入两个锥形瓶内，其他的步骤与教材上的一样。NaOH溶液可以吸收植物呼吸作用产生的二氧化碳，从而排除二氧化碳的干扰。实验现象和上述的一样，说明植物的呼吸作用消耗氧气。这样设计实验更科学、严谨。
2.4观察草履虫的形态结构、探究其对刺激的反应
问题分析：草履虫活泼好动，在显微镜下观察，很快会逃出视野，即使偶尔看到，由于它各部位都是透明的，也难以分辨。实验效果不理想。
改进方法：在载玻片的草履虫培养液中铺几条棉花纤维，以限制草履虫的活动范围；或制作装片时，在盖上盖玻片后，用吸水纸将多余的水从盖玻片的边缘吸走，使草履虫的活动变得困难，速度变缓；或在载玻片的草履虫培养液中滴一滴蛋清液，以增加培养液的粘稠度，使草履虫的运动速度减慢。以上操作均利于在显微镜下充分观察到草履虫的形态结构和运动状况。在临时装片的盖玻片一侧滴少许稀释的红墨水，几分钟后可将草履虫的食物泡着色，同样方法用2％的冰醋酸或甲基绿溶液可使草履虫的细胞核着色，以利观察时看清草履虫的结构。
3 实验创新
教材中有关吸烟危害人体健康的内容只是提供了一些文字说明，如“香烟燃烧产生的烟雾中含有3 000多种有害的化学物质”等文字信息，学生阅读后对吸烟的危害并没有很深刻的印象，教学中教师自创的吸烟有害的模拟实验，让学生对吸烟的危害感受更直观，印象更深刻。
试验设计：用一个u型管，在u型管的一侧插上香烟，另一侧放人一些棉花。点燃香烟，用洗耳球在另一侧吸气(图1)。
本模拟实验中，棉花模拟人的肺，洗耳球模拟人吸食香烟。为了不让教室内充满烟雾，可将洗耳球吸来的烟雾吹入装有水的试管里，减少香烟燃烧的烟雾对学生健康的危害。在用洗耳球吸10次以后，取出u型管里的棉花，会发现棉花变成黄色，从而模拟证明香烟燃烧后产生的化学物质会使肺发黄变黑，危害身体健康。
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