實踐探學(xué)：“模擬動脈粥樣硬化對血液流動的影響”實驗的改進(jìn)

岳靜博

“模擬動脈粥樣硬化對血液流動的影響”是山科版七上生物第五單元第四章第四節(jié)的內(nèi)容，我通過改進(jìn)實驗材料、創(chuàng)新實驗裝置和完善實驗方案，希望能使實驗現(xiàn)象更明顯、實驗結(jié)論更科學(xué)。下面，我就談?wù)劸唧w的做法。

山科版七上生物教材第79頁給出的模擬實驗方案如下圖所示：漏斗頸代表動脈；清水代表血液；動物油模擬沉積脂肪后的動物粥樣硬化的血管，然后通過向漏斗內(nèi)注入清水來測定并感受血管壁脂肪堆積對血液的影響。

課本實驗方案的不足之處

第一，材料選擇不足：清水顏色和漏斗相似，實驗現(xiàn)象不明顯；動物油在室溫下易融化、易脫落或堵塞管道，計時不準(zhǔn)確，影響實驗效果；用漏斗頸模擬動脈血管，由于漏斗頸長度較短，模擬血液流動距離短，實驗現(xiàn)象不明顯。

第二，課本實驗裝置設(shè)計不足：由于學(xué)生倒水的時間、倒水的速度、燒杯傾斜的角度等有差異，影響時間記錄的因素多，容易造成實驗誤差，實驗結(jié)果不準(zhǔn)確，誤差較大。

第三，課本實驗方案是前后對照實驗，無法體現(xiàn)單一變量的原則。

改進(jìn)實驗

針對以上不足，我將從實驗材料、實驗裝置和實驗方案等幾個方面對課本實驗方案進(jìn)行改進(jìn)和創(chuàng)新。

改進(jìn)血液的模擬材料

用紅墨水代替清水。

原因：清水顏色與漏斗顏色相似，觀察血液流動現(xiàn)象不明顯；而用紅墨水顏色對比明顯，現(xiàn)象更直觀。

改進(jìn)動脈的模擬材料

用40厘米的透明塑料管代替漏斗模擬動脈血管。

原因：由于漏斗徑長度比較短，計時不方便，現(xiàn)象不明顯， 改用透明的塑料管增加長度后，血液流動時間長，現(xiàn)象更明顯，便于計時。

改進(jìn)脂肪的模擬材料

用石蠟和動物油加熱混合后的材料來代替單一的動物油。

原因：單一的動物油在常溫下易熔化變軟，造成動物油易脫落或堵塞管道；而用蠟燭油和動物油加熱混合后澆注在塑料管內(nèi)能較好地貼附在管壁，冷卻后不易熔化、不易脫落，實驗的可操作性增加。

改進(jìn)創(chuàng)新實驗裝置（如左圖）

材料用具：漏斗一個、錐形瓶2個、三通管、塑料管2根、鐵架臺、紅墨水、小燒杯2個、動物油、蠟燭、滴管等。

方法步驟

1.準(zhǔn)備兩根40厘米的橡膠管，其中一根注入動物油和石蠟加熱混合后的液體，并冷卻。

2.組裝實驗裝置（如圖1）。

3.將100毫升的紅墨水倒入漏斗，觀察兩種管道中紅墨水的流速和錐形瓶內(nèi)的水量（如圖2）。

4.最后比較兩個錐形瓶血量的多少并分析原因（如圖3）。

改進(jìn)后的實驗裝置的優(yōu)點是減少了人為影響因素，能夠保持單一實驗變量（只有是否有脂肪堆積一個實驗變量），實驗的可信性增加。實驗現(xiàn)象明顯，計時方便。便于重復(fù)實驗，實驗簡單易行，實驗的可操作性增加。

實驗結(jié)果分析

模擬正常的血管，血流速度快、血流量大，而脂肪堆積模擬的動脈粥樣硬化的血管血流速度慢、血流量?。ㄈ鐖D3）。此實驗裝置能夠形象生動地說明動脈粥樣硬化的血管容易出現(xiàn)血管閉塞或形成血栓，阻礙血液流動，導(dǎo)致局部組織缺氧。這種情況如果發(fā)生在心臟，可能會引起心肌梗死；如果發(fā)生在腦部，可能會引起腦血栓或腦出血等。在教師的進(jìn)一步引導(dǎo)下，學(xué)生明確合理膳食的重要性。

實踐反思

本實驗中，教師引導(dǎo)學(xué)生大膽質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新；對血液和動脈等改進(jìn)模擬材料后，使實驗現(xiàn)象更形象直觀；改進(jìn)實驗裝置，使實驗裝置只有一個實驗變量，實驗結(jié)果更真實有效；最后對實驗現(xiàn)象進(jìn)行深度剖析，使教學(xué)更加貼近生活。建議可嘗試在課堂教學(xué)中使用，并不斷改進(jìn)優(yōu)化。