《探究植物細胞的吸水和失水》實驗教學改進的研究

鐘道才

摘要：生物實驗教學是高中生物教學中的重要內容，也是培養學生動手、創新以及探究科學知識方法的主要手段。但一味的“照方抓藥”，就會失去實驗教學的意義。在實驗教學中，嘗試將實驗進行改進，在獲取知識的同時激發創造欲望。所以，以營造創新思維的氣氛，培養學生的創新意識。

關鍵詞：生物實驗;教學;改進

生物學是在大量實驗實證基礎上建立起來的一門學科，毋庸置疑對實驗有一定的要求。新課程標準十分注重實驗探究能力的培養，新教材中也把實驗探究置于非常重要、不可或缺的地位通過高中生物實驗教學的一些經驗和實踐，高中教材的某些實驗，可以稍加改進或進一步探究，效果可更好。本文以《探究植物細胞的吸水和失水》為例，嘗試實驗教學的改進。

一、問題的發現

1.紫色洋蔥呈紫色的部分僅僅是鱗片葉的外表皮，并且僅有幾層。外表皮的撕取較困難，想獲得較好的紫色細胞不容易。

2.內表皮易撕取，但液泡中無顏色，能否作為理想的實驗材料？

3.實驗原理學生已經很清楚，所以整個探究過程實質是以驗證實驗進行的。

4.實驗室只有普通的光學顯微鏡，不能直觀的將觀察的圖像呈現出來。

二、改進方案

實驗原理：

1.外界溶液濃度>細胞液濃度，細胞失水;外界溶液濃度<細胞液濃度，細胞吸水。

2.失水后會發生質壁分離，吸水以后又會發生質壁分離復原。

方法改進：

1.教學設計上，課前做“探究熱身”，就將青菜、蘿卜條分別浸泡在鹽水和清水中，目的是讓學生從宏觀方面去認識植物的吸水和失水。課中還探究洋蔥內表皮細胞等，課后再進一步探究。課堂探究按照七個步驟進行：一是創設情境、導入新課;二是提出問題、作出假設;三是設計實驗、預測結果;四是進行實驗，觀察結果;五是分析結果，得出結論;六是表達與交流;七是進一步探究。

2.材料和試劑上，先將洋蔥掰開，放在陰暗處晾曬兩天，撕取時不用鑷子夾取，直接用手撕取。除教材提供的試劑以外，還增加0.5g/ml蔗糖溶液和紅墨水等，供學生自由選擇。

3.操作上，除了用表格記錄外還用手機拍照等，提高實驗的觀察效果。

三、改進設計

1.制作洋蔥葉表皮臨時裝片：取紫色洋蔥外表皮（洋蔥內表皮），制成臨時裝片。

2.在低倍顯微鏡下觀察。手機拍照、記錄。

3.質壁分離實驗：從蓋玻片的一側滴加0.3g/ml或0.5g/ml蔗糖溶液（紅墨水的0.2g/ml的蔗糖溶液），在蓋玻片的另一側小心地用吸水紙吸，這樣，蓋玻片下的洋蔥表皮細胞就浸潤在溶液中，用吸水紙將蓋玻片外側的溶液吸干凈。約5分鐘后用顯微鏡觀察。手機拍照、記錄。

4.質壁分離復原：從蓋玻片的一側滴入清水，在蓋玻片的另一側用吸水紙吸。這樣重復幾次，蓋玻片下面的洋蔥表皮細胞有浸潤在清水中。用顯微鏡觀察洋蔥表皮細胞是否復原。手機拍照、記錄。

四、實驗結果和結論

通過實驗，滴加0.3g/ml蔗糖溶液洋蔥外表皮組拍到了以下圖片（圖1）。從結果來看，洋蔥外表皮細胞在滴加0.3g/ml蔗糖溶液后中央液泡會變小，細胞失水。再滴加清水后，細胞會吸水，恢復原狀。得出結論一：當外界溶液濃度>細胞液濃度，細胞失水，發生質壁分離;當外界溶液濃度<細胞液濃度，細胞吸水，發生質壁分離復原。

滴加0.5g/ml蔗糖溶液的洋蔥外表皮，拍到以下圖片（圖2）和觀察結果，發現質壁分離后再滴加清水不會復原。得出結論二：當外界溶液濃度過高，細胞因失水過多死亡不能發生質壁分離復原。

洋蔥內表皮滴加紅墨水的0.2g/ml的蔗糖溶液做實驗（圖3），分析得出結論三：細胞壁具有全透性，原生質層具有選擇透過性。該結論使課堂的深度、廣度得到很好地施展。

五、研究的成果和分析

1.結果記錄：改進前用表格記錄不精確，改進后用手機拍照更直觀，更有說服力，彌補了我校實驗條件的欠缺。

2.溶液濃度：改進前發生變化時間長，改進后發生變化時間短，現象更明顯。

3.紅墨水的使用：改進前不能觀察洋蔥內表皮細胞的質壁分離，改進后不僅能觀察，還能證明細胞壁具有全透性。

總之，通過實驗的改進與創新，既保證了實驗的效果，又拓寬了學生的思維，還收獲了意外的驚喜。問題串的設置降低了學生的思考難度，利于引導學生進行有針對性的思考和探究。大部分學生克服了對實驗的畏難情緒，激發了學生的實驗探究興趣。

參考文獻：

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