“探究煙草浸出液對種子萌發(fā)和幼苗生長的影響”的創(chuàng)新設(shè)計

徐+波++王艷

摘 要 人教版《生物學(xué)》八年級下冊第八單元第三章第二節(jié)“選擇健康的生活方式”中的“探究酒精或煙草浸出液對水蚤心率的影響”的實驗不足之處是：水蚤作為實驗材料難找，并且極易死亡，操作難以進行等。從實際出發(fā)，采用易得的“綠豆”“黃豆”“紅豆”“市售煙草”創(chuàng)新設(shè)計了“煙草浸出液對種子萌發(fā)和幼苗生長的影響”同樣達到實驗效果。

關(guān)鍵詞 探究 煙草浸出液 種子萌發(fā) 幼苗生長

中圖分類號 Q-331 文獻標(biāo)志碼 B

1 教材中探究實驗分析

本實驗的原型是人教版《生物學(xué)》八年級下冊第八單元第三章第二節(jié)“選擇健康的生活方式”中的“探究酒精或煙草浸出液對水蚤心率的影響”。實驗原型不足之處是：實驗材料難找，并且極易死亡。

水蚤心率測數(shù)困難，且影響水蚤心率的因素有很多：① 水蚤的大小：年幼的個體比成熟的個體心率要快，衰老的水蚤心率更慢，小型的水蚤比較大的水蚤心率要快；② 溫度：在水溫偏高的情況下，水蚤的心率比在水溫低時要快；③ 水體和營養(yǎng)狀況。所以難以說明水蚤心率的變化是受酒精或煙草浸出液的影響。

在顯微鏡下觀察水蚤的心跳現(xiàn)象也不是太明顯。由于水蚤身體結(jié)構(gòu)透明，心臟很小，又顯白色，不容易被學(xué)生找到，并且水蚤心跳太快，在顯微鏡下數(shù)數(shù)時眼睛容易疲勞，很容易數(shù)不準(zhǔn)確，所以往往很難得出比較準(zhǔn)確的結(jié)果。鑒于以上幾個方面的原因，筆者創(chuàng)新探究了“煙草浸出液對種子萌發(fā)和幼苗生長的影響”。

2 學(xué)情分析

學(xué)生已經(jīng)有了豐富的生物學(xué)知識基礎(chǔ)，并且已經(jīng)接觸過多個探究實驗，掌握了探究實驗的一般過程，具有一定的實驗操作能力。但學(xué)生在進行創(chuàng)新探究時，仍然會存在一些問題。如學(xué)生注意力不集中，在進行分組實驗時不知道自己要干什么。這時教師要發(fā)揮實驗組長的作用，根據(jù)實驗任務(wù)，在小組內(nèi)進行明確分工，讓學(xué)生人人有事可做。本探究是課堂內(nèi)外結(jié)合的活動，有的小組容易流于形式，達不到目標(biāo)要求，這就需要教師的跟蹤指導(dǎo)，監(jiān)控學(xué)生的學(xué)習(xí)過程。有的學(xué)生在進行實驗現(xiàn)象觀察時不細(xì)致，表達與交流抓不住問題的核心，這就需要教師強調(diào)觀察的主體任務(wù)，明確實驗的最終目的，緊抓目的進行交流。

本實驗的難點在于：① 對實驗結(jié)果的數(shù)據(jù)記錄和分析以及結(jié)論的形成；② 模仿控制實驗變量和設(shè)計對照實驗。

3 本實驗的主要材料

普通綠豆，黃豆，紅豆，市售煙草。

4 探究實驗的過程

4.1 創(chuàng)設(shè)情境，引入探究

煙草產(chǎn)業(yè)是當(dāng)?shù)厝罕姷闹匾?jīng)濟來源。綠豆、黃豆、紅豆是農(nóng)村常見的農(nóng)作物，所以選它們作為實驗材料，學(xué)生熟悉，興趣濃厚。

4.2 小組合作、設(shè)計實驗

學(xué)生對以下幾個問題進行了討論：香煙的盒上都標(biāo)有“吸煙有害健康”的字樣，煙草對生物真的有害嗎？那么煙草對種子萌發(fā)有什么影響？煙草對幼苗生長有什么影響？它對哪一種豆類影響更大？各小組根據(jù)自己組員的意愿選擇一個問題，做出假設(shè)。

4.3 探究步驟

（1） 配制煙草浸出液：用托盤天平稱取400 g煙草，加入2 600 mL水，加熱30 min，使溶液顏色接近黑色。用紗布擠出液體，為原溶液（視濃度為100%）。

取200 mL原溶液；取140 mL原溶液，60 mL水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為70%的溶液；取80 mL的原溶液，120 mL水配制成質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40%的溶液；取200 mL的清水（視為質(zhì)量分?jǐn)?shù)為）。

（2） 制作培養(yǎng)皿：取12個培養(yǎng)皿鋪上等量的棉花并且分別編號A1、A2、A3、A4；B1、B2、B3、B4；C1、C2、C3、C4。

（3） 放置種子：分別在A組4個培養(yǎng)皿中各放置20顆綠豆，在B組4個培養(yǎng)皿中各放置20顆黃豆，在C組4個培養(yǎng)皿中各放置20顆紅豆。

（4） 實驗過程：共進行5 d，每天定期（每天下午5：00）給每個培養(yǎng)皿中的種子施以等量的對應(yīng)的濃度溶液，1號澆以0%的溶液，2號施以40%的溶液，3號施以70%的溶液，4號施以100%的溶液，每個種子每次用膠頭滴管滴加5滴溶液。記錄每盆發(fā)芽種子數(shù)并拍照。對第五天的作物幼苗測量芽長并記錄。

5 操作實驗、記錄數(shù)據(jù)

學(xué)生分組進行實驗操作，小組內(nèi)分工：配制不同濃度的煙草浸出液的人員、往培養(yǎng)皿上鋪棉絮的人員、寫標(biāo)簽的人員等，最后一起放置種子。操作完成后，每天定期澆水并進行拍照、記錄。學(xué)生自己設(shè)計表格并記錄數(shù)據(jù)（表1）。

6 交流收獲，得出結(jié)論

學(xué)生分析自己小組的數(shù)據(jù)，并與其他小組討論交流實驗現(xiàn)象，討論分析了以下幾個問題：（1） 煙草浸出液對種子萌發(fā)和幼苗生長有影響嗎？（2） 同一濃度的煙草浸出液對不同種子的影響一樣嗎？（3） 你認(rèn)為實驗成功或失敗的原因是什么？

分析得出結(jié)論：（1） 通過記錄的數(shù)據(jù)，可以清楚地看到：煙草浸出液對植物種子的萌發(fā)和幼苗生長都具有明顯的影響作用，其作用效果與其濃度成正比例關(guān)系，即濃度越大，影響作用越顯著。

（2） 相同濃度的煙草浸出液對不同植物的種子影響不同，在所選3種種子中紅豆最為敏感。

7 發(fā)散思維，情感延伸

教師讓學(xué)生暢言在實驗中所遇到的問題，并分析其原因；引導(dǎo)學(xué)生把實驗對象換成蝸牛、金魚等動物，計數(shù)它們的心跳和呼吸；同時可以把實驗材料換成香煙點燃后的煙霧、酒精、咖啡、可樂等，讓感興趣的學(xué)生課后繼續(xù)探究，并把實驗結(jié)果傳達給親朋好友，讓每個學(xué)生都選擇健康的生活方式。

8 實驗反思及評價

教材中的實驗很難全員參與，通過教師改變實驗材料和靈活的探究方法，能使全體學(xué)生都參與其中，可收到理想的效果。本探究實驗的優(yōu)點為：

（1） 設(shè)計簡單易行：實驗材料易于準(zhǔn)備，煙草、黃豆種子、綠豆種子、紅豆種子等可從市場上直接購買使用；實驗設(shè)計嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)，利于探究煙草浸出液對種子萌發(fā)及幼苗生長的影響；情感體驗明顯，讓學(xué)生在體驗到實驗的樂趣的同時，培養(yǎng)科學(xué)探究精神，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

（2） 趣味性強，且實驗操作簡單，貼近學(xué)生的生活，可控性強，實驗現(xiàn)象明顯。

（3） 通過實驗探究，使學(xué)生認(rèn)識到煙草對人類的危害，更加關(guān)注健康的生活方式。

本實驗的不足之處在于受氣溫影響較大，易于出現(xiàn)爛芽、爛根現(xiàn)象。

9 實驗的深度分析

研究表明，煙草浸出液含有丙烯醛類、氫氯酸類、亞硝胺及其衍生物類。這些化學(xué)物質(zhì)能影響植物細(xì)胞的有絲分裂，影響細(xì)胞的分裂與分化，進而影響種子的萌發(fā)和幼苗的生長。這與探究實驗結(jié)論相吻合。

10 自我評價

筆者設(shè)計的創(chuàng)新探究實驗“探究煙草浸出液對種子萌發(fā)和幼苗的影響”立足于現(xiàn)實生活，是一種基于學(xué)生創(chuàng)新思維的探索，簡約而不簡單，效果明顯，論證有力?；趯嶒灥男〗M劃分合理，利于創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

在整個實驗過程中，教師只是傾聽者、參與者、引導(dǎo)者、幫助者、促進者，放手讓學(xué)生進行自主探究、合作探究。學(xué)生自主設(shè)計操作實驗、記錄分析數(shù)據(jù)、交流與共享成果，真正體現(xiàn)了生物學(xué)是一門實驗科學(xué)，讓學(xué)生成為探究實驗的主體，使其能夠增強實驗探究能力，提高學(xué)生的生物學(xué)素養(yǎng)，達成學(xué)習(xí)目標(biāo)。