生物課創(chuàng)新實驗方法

李國炎

呼吸作用是生物體的一項十分重要得生理活動，尤其是對綠色植物本身，它為生物圈中的其他生物提供賴以生存的能量以及維持生物的營養(yǎng)平衡，都具有極為重要的意義。北師大版的七年級生物學“種子萌發(fā)時釋放二氧化碳”的演示實驗，詳見義務教育教科書《生物學》七年級上冊第82頁，從課本上的裝置來看，操作中存在一些局限性。筆者在教學中經(jīng)過不斷研究改進，對該實驗的裝置進行了優(yōu)化與改進，利用身邊的物品來替代，摸索出了這種簡便可行、容易操作、可反復利用、成功率非常高的實驗方法，從而提高了學生實驗的熱情。

實驗原理

利用石灰水與二氧化碳發(fā)生反應的化學性質(zhì)，通過觀察澄清石灰水變渾濁的實驗現(xiàn)象來驗證二氧化碳，從而證明生物體有呼吸作用。

教材示范實驗裝置存在的問題

如圖所示，示范實驗裝置存在以下幾個問題：實驗裝置所用器材較多，硬性接觸點多，組裝復雜困難;該裝置的氣密性一般，使用加水排氣法會造成氣流排出不穩(wěn)定;方案采用加水排氣有欠嚴謹性。由于二氧化碳可溶于水，能與水反應生成碳酸，造成二氧化碳氣體損失，從而影響實驗效果;該裝置產(chǎn)生的氣體僅能一次性利用，不能連續(xù)做多次實驗;在演示實驗過程中，教師要邊扶著小試管邊勻速加水，操作難度頗大。

針對以上實驗中的一些不足之處，本著實驗要操作的科學性、簡約性、安全高效的指導原則，筆者結合教學中的實踐經(jīng)驗，利用身邊的一些廢舊物品來制作簡便實用的教具，以適應鄉(xiāng)鎮(zhèn)本土的實驗教學。

優(yōu)化與改進后的實驗裝置

裝置所用材料 食品保鮮袋、礦泉水瓶、帶膠塞和夾子的導管、小試管、鐵夾、小青霉素瓶。

裝置的制作 把礦泉水瓶從離瓶口約1/3處切成兩段，只留用上半部待用;用保鮮袋代替瓶子下半部，用礦泉水瓶的上半部作為瓶口，取一個保鮮袋，將塑料袋口對準礦泉水瓶由下往上，由內(nèi)往外套，用帶膠塞和夾子的導管塞住瓶口，再用夾子夾住軟管，以保證保鮮袋內(nèi)外氣體不能交換（放種子之前要先進行整套裝置的氣密性檢測，并且加入足量的空氣）。

舍棄帶漏斗和廣口瓶，利用帶膠塞和夾子的導管，減少器材間的硬連接點，就減少了漏氣的因素。再把末端的導氣管改用口徑尖細的膠頭滴管并連接，這樣能使二氧化碳氣流與石灰水充分反應。如果是學生分組實驗，可將原來裝石灰水的小試管改為小青霉素瓶，既可以與膠頭滴管相匹配又能節(jié)約石灰水，同時避免了學生因打碎試管而出現(xiàn)意外，或造成安全事故。更重要的是現(xiàn)象明顯，節(jié)約環(huán)保，較好地把核心素養(yǎng)里的生命觀念和環(huán)保理念的知識點落實到生物的課堂教學過程中。

演示實驗過程與方法 分別準備兩個保鮮袋和半截帶口的礦泉水瓶子，分別貼上“甲”“乙”標簽，甲袋中裝入萌發(fā)的種子若干，乙中裝入等量煮熟的種子，都留有足量的空氣，然后塞上帶導管和夾子的膠塞并密封。因為需要等待4至5小時后才能進行下一步驟，所以這一步是課前準備好的;取兩支小試管，也分別貼上“甲”“乙”標簽并與塑料袋對應;向兩支小試管中倒入適量的澄清石灰水;用手輕按飽滿的保鮮袋，分別將氣體緩緩地注入到小試管里，就可以觀察石灰水的變化，用完應及時夾上夾子;實驗現(xiàn)象：甲排出的氣體能使澄清石灰水變渾濁，乙無明顯變化;實驗結論：甲中活種子萌發(fā)呼吸時釋放二氧化碳，乙中死亡種子不能呼吸，無二氧化碳產(chǎn)生。

改進實驗的創(chuàng)新

創(chuàng)新實驗的器材大部分來源于身邊廢舊物品，便宜易得，能更好地引導學生善于利用生活中身邊的常見物品進行探究實驗，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和環(huán)保理念;本裝置構成簡單，操作簡便，輕輕的擠壓保鮮袋就可將氣體順利排出;與原裝置相比，全封閉型，硬接觸點少，氣密性更好，改成了按壓排氣法后，實驗方案更緊湊、嚴謹，排除了干擾因素，增強了實驗現(xiàn)象;該裝置存氣量大，可以連續(xù)實驗演示八九次，且二氧化碳排完后，只要打開膠塞，注入新鮮的空氣并密封，約半小時后又可重復實驗，可在在多個班演示，縮短了時間，高效環(huán)保;5大容量的儲氣塑料袋保證了教師演示實驗，同時也能滿足學生分組探究實驗，讓師生都參與到整個實驗中來，從而激發(fā)學生的實驗興趣，又訓練了學生的實驗操作技能。

綜上所述，現(xiàn)階段的實驗教學還存在一些問題和不足，但只要教師轉變教學理念，創(chuàng)新實驗方法，就能達到事半功倍的效果，才能有效提升教學質(zhì)量，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神與科學素養(yǎng)。

（作者單位：廣東省云浮市新興縣稔村中學）