“骨的特性與骨的成分之間的關系”實驗教學設計

夏海威

【摘 要】“骨的特性與骨的成分之間的關系”實驗是蘇教版《生物學》七年級下冊第八章《人的生殖與發(fā)育》第三節(jié)《人體概述》內(nèi)容。在本節(jié)中有一個重要的生物學概念即人體的每個系統(tǒng)都具有一定的結構和功能，人體結構的各種特性與其組成成分有關系。為了讓學生更容易理解這一重要概念，通過“骨的特性與骨的成分之間的關系”實驗來驗證人體結構與其組成成分之間的關系。

【關鍵詞】初中生物；實驗教學；教學設計；教學反思

【教學設計】

一、提出問題

教師引導提出問題：這是一根魚肋骨，用手輕輕地將魚肋骨折彎，我們會感覺到骨既有一定的硬度又有一定的彈性，那么骨為什么會有這種物理特性呢？

問題：骨的特性與什么有關系？

二、作出假設

在日常生活中，我們經(jīng)常看到人們將動物的骨磨成骨粉，骨也可以熬成骨膠，骨粉和骨膠的主要成分都是鈣鹽和蛋白質(zhì)。假設：骨的硬度與骨中的無機物有關，骨的彈性與骨中的有機物有關。

三、實驗

1.骨的煅燒（原理：有機物分解，留下的是不能燃燒的無機物）。

①實驗操作：用鑷子夾住一小段魚肋骨放在酒精燈上持續(xù)煅燒，直至魚肋骨變成灰白色。②現(xiàn)象：觀察在煅燒過程中魚肋骨的顏色變化，用鑷子輕輕敲打煅燒后的魚肋骨。③結果：魚肋骨在煅燒的過程中，首先變黑，然后再變成灰白色。用鑷子輕輕敲打煅燒后的魚肋骨，魚肋骨粉碎。

2.骨的脫鈣（原理：無機物酸解，留下的是有機物）。

①實驗操作：將一根較大的魚肋骨浸入盛有質(zhì)量分數(shù)為10%的鹽酸的試管中，大約15分鐘后，用鑷子取出魚肋骨，并用清水漂洗。②現(xiàn)象：觀察魚肋骨的周圍是否有氣泡產(chǎn)生，觀察魚肋骨是否變軟，是否軟得可以打結。③結果：魚肋骨的周圍有氣泡產(chǎn)生，脫鈣后的魚肋骨軟得可以打結。

3.脫鈣后骨的煅燒。

①實驗操作：將在10%鹽酸中浸軟的魚肋骨用吸水紙擦干后，置于酒精燈上煅燒。②現(xiàn)象：觀察魚肋骨在燃燒的過程中有什么變化。③結果：魚肋骨能夠燃燒，燒到最后并沒有變成灰白色，而是呈現(xiàn)黑色并且所剩無幾。

4.煅燒后骨的脫鈣。

①實驗操作：再取一小段魚肋骨放在酒精燈上煅燒，將煅燒變成灰白色的魚肋骨浸入10%的鹽酸中。②現(xiàn)象：觀察魚肋骨的周圍是否有氣泡產(chǎn)生，大約15分鐘后，觀察魚肋骨有什么變化。③結果：魚肋骨的周圍是有氣泡產(chǎn)生，大約15分鐘后，魚肋骨基本上完全溶解。

四、觀察實驗現(xiàn)象并分析

學生分組實驗，并記錄實驗現(xiàn)象。在分析實驗現(xiàn)象的過程中，先讓學生以小組的形式討論，然后在班內(nèi)展示交流，最后教師總結。

1.魚肋骨在煅燒的過程中，顏色有什么變化？魚肋骨中燒掉的是什么物質(zhì)？剩下的是什么物質(zhì)？

教師總結：魚肋骨在煅燒的過程中，首先變黑，然后再變成灰白色，這是因為骨中的有機物燃燒時，首先炭化，此時有機物還沒有充分燃燒，徹底燃燒后會變成灰白色。在煅燒的過程中，魚肋骨中的有機物全部燃燒了，剩下的是無機物，敲打剩下的無機物，骨很容易就碎了，可以推測出骨中的無機物使骨具有一定的硬度。

2.在骨的脫鈣實驗中，能觀察到什么現(xiàn)象？脫掉的是什么物質(zhì)？剩下的是什么物質(zhì)？

教師總結：在骨的脫鈣實驗中，我們能觀察到在骨的周圍有氣泡產(chǎn)生，這是因為骨中的無機物，主要是鈣鹽，在鹽酸的作用下，能夠被分解成二氧化碳和可溶性物質(zhì)，因此脫掉的是無機物。骨中的有機物，不能與鹽酸反應，因此剩下的物質(zhì)是有機物，有機物使骨柔韌，富有彈性，甚至可以打結，可以推斷出骨具有一定的彈性與骨中的有機物有關。

3.將脫鈣后的骨放在酒精燈上繼續(xù)煅燒，能觀察到什么現(xiàn)象？

教師總結：將脫鈣后的骨放在酒精燈上煅燒，我們會發(fā)現(xiàn)骨能夠燃燒，燒到最后并沒有變成灰白色，而是呈現(xiàn)黑色并且所剩無幾。這是因為脫鈣實驗中，骨中剩下的是有機物，有機物能夠燃燒，這一步實驗也證明了在骨的脫鈣實驗中，剩下的物質(zhì)的確是無機物。

4.將在酒精燈上煅燒后的骨浸在鹽酸中，能觀察到什么現(xiàn)象？

教師總結：將煅燒后的骨浸在鹽酸中，我們會發(fā)現(xiàn)在骨的周圍有很多的氣泡產(chǎn)生，一段時間之后，骨會完全溶解，這是因為在骨的煅燒實驗中燒掉的是有機物，剩下的是無機物，無機物主要是鈣鹽，鈣鹽能夠被鹽酸分解成二氧化碳和可溶性物質(zhì)。這一步證實了在骨的煅燒實驗中，剩下的物質(zhì)確實是無機物。

五、得出結論

在骨的煅燒實驗中，由于燃燒，有機物被氧化分解，剩下的物質(zhì)是無機物，所以，煅燒后的僅含無機物的骨是脆而硬的。在骨的脫鈣實驗中，脫掉的是能被鹽酸溶解的脆硬的無機物，剩下的是不能被鹽酸溶解的有韌性的有機物，所以，脫鈣后的骨具有柔韌性。實驗結果表明，骨的成分包括無機物和有機物，無機物主要是鈣鹽，使骨脆硬；有機物主要是蛋白質(zhì)，使骨柔韌。這兩種成分使得骨既具有一定的硬度，又有一定的彈性。

六、知識拓展

在人的一生中，骨的成分在不同的發(fā)育階段會出現(xiàn)一定的變化，骨的特性也有所不同。從骨的成分考慮，兒童和青少年為什么要保持正確的站、坐、行的姿勢？老年人為什么易骨折？

【教學反思】

本實驗是蘇教版七年級下冊教材中一個驗證性實驗，教材中對實驗目的、實驗器材、實驗步驟的描述非常清楚，學生按照教材的指導能夠較容易地完成實驗并取得預期的實驗結果，但是如果僅僅簡單地讓學生按照教材去做，學生并不能理解本實驗的設計思路，也會嚴重削弱學生探究的積極性，更不能培養(yǎng)學生的獨立思考能力和邏輯思維能力。在本實驗教學設計中，筆者引導學生按照“提出問題—作出假設—實驗—得出結論”的科學探究的一般步驟，這樣就把此驗證性實驗轉(zhuǎn)變成了探究性實驗，從而引導學生積極主動地參與探究過程，使學生勤于動手和動腦，逐步培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。endprint