“光對葉綠素形成的影響”實驗裝置的創(chuàng)新設(shè)計

徐永強 （貴州省遵義市務(wù)川自治縣城關(guān)中學(xué) 貴州務(wù)川 564300）

生物學(xué)是一門實驗性很強的學(xué)科，實驗教學(xué)在生物學(xué)教學(xué)中占有十分重要的地位。生物學(xué)實驗教學(xué)，尤其是探究性實驗教學(xué)，不僅能培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，而且對學(xué)生的理性思維能力、科學(xué)探究能力、科技創(chuàng)新能力等生物學(xué)核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也有極其重要的教育價值。

“光對葉綠素形成的影響”是北師大版《生物學(xué)》7年級上冊第3單元第5章第1節(jié)“光合作用”中的重要實驗。該實驗由于沒有配套的實驗裝置、實驗時間長（10～15d）、耗費精力多、受自然因素（如溫度）等多種客觀原因的影響，一些學(xué)校在教學(xué)中未能正常開展。為了激發(fā)學(xué)生對生物學(xué)科的學(xué)習(xí)熱情，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，筆者針對該實驗設(shè)計了一個結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定、操作方便的簡易裝置，實驗效果良好。

1 設(shè)計思路

根據(jù)對照實驗原理，裝置設(shè)計為長55cm×寬30cm×高30cm 的木質(zhì)長方體，內(nèi)部由一塊活動隔板將裝置平分為左、右2個部分。左部為光室，右部為暗室。光室前、后、左三壁鑲嵌無色透明玻璃，頂端設(shè)計推拉式活動蓋板，鑲嵌無色透明玻璃；暗室主要為木質(zhì)材料，不透光，前壁設(shè)計一個觀察窗口，鑲嵌無色透明玻璃。觀察窗口設(shè)計了活動窗板；暗室頂端設(shè)計了推拉式活動蓋板。

裝置通氣設(shè)計： 裝置光室與暗室之間的活動隔板，下端距底部保持4cm 的空間，上端距頂部保持0.3cm 的空間，以保障裝置內(nèi)光室與暗室之間的空氣流通；裝置左、右側(cè)板與頂部活動蓋板之間保持0.3cm 的空間，保障裝置內(nèi)部與外界空氣流通。

2 設(shè)計原理對照原理、通氣原理。

3 制作過程

3.1 制作材料、用具 實木板，厚1cm；無色透明玻璃，厚0.3cm；小鐵釘、清光漆；木工用具、玻璃工用具、漆工用具。

3.2 制作步驟

3.2.1 零部件制作

1）底板1塊：長53cm×寬28cm。

2）前、后板各1塊：前板長55cm×高30cm，內(nèi)側(cè)中央制作寬1cm×深0.3cm×高25cm 滑槽，左端鑲嵌長24cm×高24cm 無色透明玻璃；右端鑲嵌長24cm×高24cm 無色透明玻璃，玻璃外制作活動木質(zhì)窗板1塊： 長24cm×高24cm，窗板外上方制作一個拉手。后板內(nèi)側(cè)中央制作一個寬1cm×深0.3cm×高25cm 滑槽，左端鑲嵌長24cm×高24cm 無色透明玻璃。

3）左側(cè)板1塊：寬30cm×高28.7cm,鑲嵌長24cm×高24cm 無色玻璃。

4）右側(cè)板1塊：寬30cm×高28.7cm。

5）中央活動隔板1塊：寬28.6cm×高23.7cm。

6）頂端活動推拉式蓋板2塊：光室蓋板（左側(cè)）1塊，長27.5cm×寬30cm，中央鑲嵌長一塊24cm×寬24cm 的無色透明玻璃；暗室蓋板（右側(cè)）1塊，長27.5cm×寬30cm。

7）玻璃制作：光室前、后、左壁玻璃各1塊，長24cm×高24cm；光室蓋板玻璃1塊，長24cm×寬24cm； 暗室前壁觀察窗口玻璃1塊，長24cm×高24cm；裝置底部玻璃1塊，長52.6cm×寬27.6cm。

3.2.2 打磨、上漆 將制作的木質(zhì)零部件打磨光滑后上漆。

3.2.3 組裝 將制作的零部件組裝，組裝模型見圖1、圖2所示（本文附圖見封二）。

4 裝置使用方法步驟

1）取下裝置光室蓋板、暗室蓋板，取出活動隔板，在裝置底部墊一層濕紙巾；

2）將萌發(fā)的種子均勻分布在紙巾上；

3）插入隔板，蓋上暗室及光室蓋板，將裝置放置在通風(fēng)、通光環(huán)境；

4）定時澆水，觀察、記錄種子萌發(fā)、幼苗生長情況。

5 裝置使用效果

1）文字記錄（表1）。

表1 “光對葉綠素形成的影響”實驗觀察記錄

2）圖片記錄（圖3～圖6）。

6 裝置優(yōu)點

1）裝置主體由木質(zhì)結(jié)構(gòu)組成，性能穩(wěn)定，可多次重復(fù)使用；2）裝置為長方體，穩(wěn)定性強，無安全隱患；3）裝置結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；4）裝置直觀，便于對照觀察，實驗效果好，適于初中生物學(xué)實驗教學(xué)推廣應(yīng)用。

“‘光對葉綠素形成的影響’實驗裝置的創(chuàng)新設(shè)計”一文附圖