逆向思維在“植物細胞的吸水和失水”實驗中的應用

劉維鳳 張吉桂

（1.金昌市一中，甘肅 金昌 737100；2.蘭州市第二十七中學，甘肅 蘭州 730030）

生物實驗向來深受學生們的喜愛，即便是到了高中學生們依然對生物實驗課滿懷向往，充滿期待，實驗課給學生們開啟了探索科學世界的又一扇大門。學生往往在實驗課堂中會展開他們豐富的想象力，提出一些教材實驗以外的問題，有些問題甚至是教師所意想不到的。學生們會通過逆向思維提出一些有關實驗材料、實驗步驟及現象等方面的問題，教師一方面給予學生贊賞和鼓勵，另一方面盡力啟發學生去探索，拓展實驗材料，指導實踐操作，從而充分展現學生的科學思維，進一步挖掘學生的科學探究能力，真正落實生物學科核心素養。

教材中的實驗材料很典型，實驗效果明顯，學生因限于現階段的知識水平與實驗能力，對拓展實驗材料方面常存在一定的局限性，也導致在解決相關實驗類習題方面存在能力不足的現象。基于教師對實驗教學的實踐經驗，利用逆向思維引導拓展，在植物細胞的吸水和失水實驗中，讓學生從同一植物的不同細胞，不同植物的有色細胞兩個方面進行實驗探究。

1 洋蔥鱗片葉表皮細胞的實驗

植物細胞吸水和失水實驗中常選用的實驗材料是紫皮洋蔥，學生們從理論上知道選擇紫色洋蔥鱗片葉外表皮，選擇原因是便于觀察實驗現象。有學生總以為只有紫色洋蔥鱗片葉外表皮才可以發生質壁分離與復原，教師可以在實驗教學中應用逆向思維引導學生思考：白皮洋蔥的外表皮能否用來觀察植物細胞的吸水和失水實驗？洋蔥的鱗片葉的內表皮做實驗材料其現象又如何呢，會不會發生質壁分離？學生對以上問題充滿了探索興趣，他們可以在實驗課上可以充分利用紫色和白色洋蔥鱗片葉開展實驗探究。通過在實驗中觀察對比，學生看到了紫色洋蔥鱗片葉內表皮細胞和白色洋蔥鱗片葉的表皮細胞都能發生吸水和失水現象。

2 含色素植物細胞的實驗

通過教師對洋蔥鱗片葉的皮細胞實驗材料的逆向思維拓展，學生也打破思維定勢，觀察到教室中開放的花朵，提出除了紫色洋蔥鱗片葉的表皮細胞外，含有花青素的植物細胞能否作為實驗材料呢？花瓣中的花青素也分布在液泡中，那么成熟的植物細胞中應該更好觀察，利用學?，F有資源尋找花瓣較薄、顏色較為鮮艷的花開展實驗。

2.1 鳳仙花花瓣的質壁分離

選取花瓣顏色為粉紅色，故顯微鏡下觀察到的也是粉紅色，但細胞明顯不是長方形而呈不規則形狀。在高倍鏡下，也看不到細胞質中的其他結構。先滴加30%的蔗糖溶液，15分鐘后觀察到原生質層微微失水收縮，粉色團之間有一點間隙。30分鐘后，原生質層明顯收縮。

2.2 吊蘭葉片的質壁分離

選取葉片綠色部分，直接剪取0.3厘米左右見方的葉片，放入滴加清水的載玻片上，加蓋蓋玻片后觀察。顯微鏡下可看到細胞中綠色的葉綠體分散分布。滴加30%的蔗糖溶液，兩分鐘后可觀察到原生質層失水收縮，葉綠體的分布范圍隨之收縮，細胞失水。由于葉片細胞層數增多，觀察時需要反復調節細準焦螺旋，選取最佳觀察區域。

通過逆向思維進行實驗探究，增強了學生對生物科學實驗探究的興趣，培養了學生的實驗探究能力和科學思維能力，拓展了學生的生物科學知識，有利于提升學生解決實驗的綜合能力，有助于更好的落實生物學科素養的培養。