生物課創新實驗方法

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。筆者在教學中經過不斷研究改進，對該實驗的裝置進行了優化與改進，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生反應的化學性質，通過觀察澄清石灰水變渾濁的實驗現象來驗證二氧化碳，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;該裝置產生的氣體僅能一次性利用，不能連續做多次實驗;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，以適應鄉鎮本土的實驗教學。

優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約石灰水，同時避免了學生因打碎試管而出現意外，或造成安全事故。更重要的是現象明顯，節約環保，較好地把核心素養里的生命觀念和環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，無二氧化碳產生。

改進實驗的創新

創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，培養創新意識和環保理念;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，增強了實驗現象;該裝置存氣量大，可以連續實驗演示八九次，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量，培養學生的創新精神與科學素養。

（作者單位：廣東省云浮市新興縣稔村中學）