對“觀察小魚尾鰭內(nèi)血液的流動”實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步探究

摘要 對“觀察小魚尾鰭內(nèi)血液的流動”實(shí)驗(yàn)，從實(shí)驗(yàn)材料選擇、材料處理、器材替換、圖像共享等方面進(jìn)行了進(jìn)一步探究。

關(guān)鍵詞 小魚尾鰭 血液流動 實(shí)驗(yàn) 探究實(shí)驗(yàn)

中圖分類號 G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 B

1.選題目的

《生物學(xué)》七年級上冊教科書中有“觀察小魚尾鰭內(nèi)血液的流動”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)的目的是分辨血管的種類及血液在不同血管內(nèi)的流動情況。該實(shí)驗(yàn)是初中生物中為數(shù)不多采用動物活體做為實(shí)驗(yàn)材料的實(shí)驗(yàn)之一，學(xué)生對此實(shí)驗(yàn)充滿興趣，課堂十分活躍。但一堂課結(jié)束后，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)效果并不令人滿意。學(xué)生反映：①實(shí)驗(yàn)材料難找，即使找到小魚，也容易在存放和實(shí)驗(yàn)過程中死亡；②實(shí)驗(yàn)過程不好操作，容易損壞實(shí)驗(yàn)器材；③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯，部分實(shí)驗(yàn)小組難以看到血液流動，即使其他實(shí)驗(yàn)組能成功地觀察到血液流動，由于顯微鏡一次只能容一人觀察，難以實(shí)現(xiàn)圖像共享，不方便同學(xué)之間、師生之間相互交流。針對以上問題，筆者指導(dǎo)學(xué)生生物興趣小組對該實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了進(jìn)一步的探究。

2.實(shí)驗(yàn)器材

活的小魚、顯微鏡、培養(yǎng)器、滴管、清水、棉花。

3.探究實(shí)施

3.1實(shí)驗(yàn)材料的探究

教材要求選用尾鰭色素少的活的小魚。用什么樣的小魚好呢？小金魚尾鰭色素濃，不容易辨認(rèn)血液流動。此實(shí)驗(yàn)開設(shè)時是春季，學(xué)校所在地又處于丘陵地區(qū)，鯽魚等其他小魚較少，一次要找到幾百條大小符合實(shí)驗(yàn)要求的小魚確實(shí)不容易。通過市場觀察和實(shí)際操作，筆者選用泥鰍。

泥鰍在本地分布廣，棲息在河流、山塘、水庫及水田的泥底，人們也常常在干燥稻田的軟泥中捉到，現(xiàn)在人工養(yǎng)殖的也較多，市場上一年四季都能找到。泥鰍個小，尾鰭薄而透明，含色素少，生命力強(qiáng)，耐寒，離水后用腸輔助呼吸而不易死亡，比小魚更利于觀察尾鰭血管和血管中血液流動情況。

實(shí)驗(yàn)中宜選每條重2-3g，長度為5-7cm、小于培養(yǎng)皿直徑1cm左右的泥鰍，既經(jīng)濟(jì)合算，實(shí)驗(yàn)效果又好。雖然蝌蚪也是該實(shí)驗(yàn)的好材料，但根據(jù)教學(xué)進(jìn)度，實(shí)驗(yàn)時，蝌蚪還未大量出現(xiàn)。另外一些中學(xué)也不容易獲取大量的蝌蚪來供學(xué)生實(shí)驗(yàn)使用，而泥鰍在農(nóng)村通過捕捉、城市通過購置均易得到，并且耐存放，更方便準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)。

3.2實(shí)驗(yàn)器材的替換

由于泥鰍好動，加上學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中的興奮和操作中的不慎，常發(fā)生培養(yǎng)皿損壞或打碎的現(xiàn)象。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)可用一些器材來替代玻璃培養(yǎng)皿：如喝掉豆?jié){的透明平底塑料杯，截去上部，留下1cm高的側(cè)壁和杯底，就可制成一個塑料培養(yǎng)皿。裝過錄音磁帶的磁帶盒以及裝過物品的平底塑料盒、杯等都是替代玻璃培養(yǎng)皿的好材料，既透明不容易破碎，又廢物利用，節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本。

教材上采用棉花包裹小魚。筆者改用紗布替代棉花來包裹小魚更方便操作，同時紗布沾濕后更方便重復(fù)利用。

3.3實(shí)驗(yàn)材料的前期處理

泥鰍渾身滑溜，實(shí)驗(yàn)時不易捕捉，因此在觀察前要采用一些措施來處置，使它暫時麻醉，以方便包裹和觀察。經(jīng)過一些方法的處置對比，采用酒麻醉的方法較好：操作簡單，材料易找。方法是用農(nóng)村飲用的低度米酒（先估計濃度），或用宴席喝剩的瓶裝酒（記下瓶標(biāo)濃度），也可用醫(yī)用酒精，用以上酒配制成酒精含量5%左右的溶液，溶液的濃度視當(dāng)時室溫的高低和泥鰍個頭大小可稍微有所變化，溫度高或泥鰍個頭大適當(dāng)濃一些，溫度低或泥鰍個頭小則適當(dāng)?shù)鸵恍?shí)驗(yàn)時，在透明容器內(nèi)放人適量配好的酒精溶液。然后將本節(jié)課所需的泥鰍放入其中（溶液能浸入泥鰍就行），迅速蓋上蓋子，以防泥鰍受到刺激后躍出容器，約4-5min后，泥鰍就能被淺度麻醉，很方便捕捉。

3.4實(shí)驗(yàn)觀察

將泥鰍從容器內(nèi)取出分發(fā)給學(xué)生，由學(xué)生用濕紗布包裹后置于透明塑料（或玻璃）儀器中，用低倍顯微鏡進(jìn)行觀察，按常規(guī)方法操作顯微鏡，找到清晰的物像?？汕宄乜吹侥圉q尾鰭內(nèi)的血管和血管中血液的流動：由心臟將血液流向尾鰭的血管是動脈，管內(nèi)血液流動速度快；由尾鰭流向心臟方向的是靜脈，管內(nèi)血液流動的速度慢，連通最小動脈和靜脈之間的血管是毛細(xì)血管，可看到毛細(xì)血管中紅細(xì)胞一個接一個慢慢地單行通過，非常直觀看。移動器皿，將泥鰍尾鰭的底端置于目鏡視野中央，更方便分辨血管。

要掌握好酒的濃度，泥鰍不能麻醉過度（看不到泥鰍尾鰭血液流動）；也不能麻醉過輕（泥鰍容易蘇醒，在培養(yǎng)皿中容易移位，影響觀察）；麻醉適當(dāng)，泥鰍在顯微鏡下可連續(xù)觀察10-20min不會亂動，成功率極高（表1）。實(shí)驗(yàn)完成，將泥鰍放入清水中，泥鰍就會蘇醒，又可重復(fù)使用或放歸自然，也可做為其他用途。

3.5實(shí)驗(yàn)圖像共享

目前中學(xué)使用的光學(xué)顯微鏡一次只能供一人觀看，不方便學(xué)生之間實(shí)現(xiàn)圖像共享和相互交流，也不方便教師示范指導(dǎo)和結(jié)合實(shí)物圖像講解實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及學(xué)科知識。生物實(shí)驗(yàn)技術(shù)的進(jìn)步離不開儀器設(shè)備的改進(jìn)和創(chuàng)新。在微觀現(xiàn)象的教學(xué)中，數(shù)碼顯微鏡是一種好的儀器，但裝備視頻顯微鏡，對于一些欠發(fā)達(dá)地區(qū)的農(nóng)村中小學(xué)來說，還需一段時間，筆者所在學(xué)校暫時也沒有。為了實(shí)現(xiàn)微觀現(xiàn)象觀察宏觀化，筆者探究和制作了幾種簡單視頻顯微鏡。

（1）第一種。

制作材料：視頻聊天攝像頭一個，520膠水一瓶，顯微鏡目鏡一個。另準(zhǔn)備筆記本電腦一臺，作為顯示器用。

制作方法：取攝像頭一個（去掉支架），用502膠水將攝像頭粘在顯微鏡的目鏡上（務(wù)必使攝像頭正對目鏡通光孔），然后將攝像頭連接在電腦上，在電腦上安裝捕獲程序“會聲會影”或“CaPture Solution”（圖1）。

使用：按常規(guī)方法調(diào)節(jié)顯微鏡，找到清晰的像，然后取下目鏡，換上粘有攝像頭的目鏡，稍作調(diào)節(jié)，即可在電腦屏幕上看到清晰放大的物像（圖2），非常直觀。

（2）第二種。

材料：攝像頭、鐵架臺、學(xué)生電源、視頻連接線、導(dǎo)線、顯微鏡、電視機(jī)。

材料來源：現(xiàn)在許多學(xué)校都裝有考試監(jiān)控或安全監(jiān)控系統(tǒng)，可利用這些系統(tǒng)中的備用攝像頭，學(xué)生電源、鐵架臺、電視機(jī)學(xué)校實(shí)驗(yàn)室均易找到。本自制視頻顯微鏡所用的材料均是利用學(xué)校實(shí)驗(yàn)室之間資源整合，無需另花錢，造價大大低于現(xiàn)成的數(shù)碼顯微鏡，用電視機(jī)作顯示屏。

制法：用鐵架臺的萬能夾或鐵圈固定攝像頭，引出攝像頭的電源線，用學(xué)生電源的直流輸出為攝像頭提供電源（電壓為直流為12V，也可用家用計算機(jī)電源做為供電電源），插上信號輸出線，做成一簡易視頻放大器。將顯微鏡放在鐵架臺底座上，攝像頭靠近和垂直對準(zhǔn)顯微鏡的目鏡，就做成一個簡易的視頻顯微鏡，用彩色電視機(jī)或電腦顯示器做為視頻信號的接收和顯示器，見圖3。

使用：按常規(guī)方法調(diào)節(jié)顯微鏡，找到清晰的物像，然后將攝像頭靠近和垂直對準(zhǔn)顯微鏡的目鏡，稍作調(diào)節(jié)，即可在電視機(jī)上看到清晰放大的物像，非常直觀。

（3）第三種。

多媒體設(shè)備中的視頻展示臺有放大圖像文字等功能。用多媒體設(shè)備中的視頻展示臺配合顯微鏡觀察，也能起放大和轉(zhuǎn)換的作用，實(shí)現(xiàn)圖像共享，操作也很方便。

以上教具的特點(diǎn)：材料易找；組裝簡單；操作方便；用途廣泛，實(shí)驗(yàn)效果好；能低成本實(shí)現(xiàn)微觀現(xiàn)象觀察宏觀化及圖像共享。

通過自制簡單視頻顯微鏡，讓眾多學(xué)生能從電腦屏幕上同時同步觀察到了顯微鏡中的泥鰍尾鰭血液流動現(xiàn)象，節(jié)約了觀察時間，提高了實(shí)驗(yàn)觀察效率，方便師生相互交流。

4.實(shí)驗(yàn)結(jié)果

通過探究，筆者覺得：

①用泥鰍代替小魚，實(shí)驗(yàn)材料更易找。②用一些合適的塑料棄物代替玻璃培養(yǎng)皿，操作更方便，可減少實(shí)驗(yàn)損耗，降低實(shí)驗(yàn)成本。③用酒麻醉法處理泥鰍，可方便捕捉和操作，實(shí)驗(yàn)效果更好。④用自制視頻顯微鏡來輔助觀察，能做到實(shí)驗(yàn)圖像共享，實(shí)現(xiàn)微觀實(shí)驗(yàn)觀察宏觀化，方便師生之間、生生之間相互交流，有效提高教學(xué)效率。

5.收獲體會

通過對“觀察小魚尾鰭內(nèi)血液的流動”實(shí)驗(yàn)的進(jìn)一步探究，學(xué)生學(xué)到了許多科學(xué)知識，體驗(yàn)了一些科學(xué)方法，開闊了眼界，豐富了課余生活，提高了觀察能力和動手實(shí)踐能力，對他們今后的學(xué)習(xí)、生活和工作都將起到促進(jìn)作用。