“探究酒精對(duì)水蚤心率的影響”的教與學(xué)

“探究酒精對(duì)水蚤心率的影響”是初中生物課程標(biāo)準(zhǔn)的“活動(dòng)建議”內(nèi)容，在北京師范大版七年級(jí)《生物學(xué)》下冊(cè)“健康及其條件”一節(jié)中。編者旨在通過(guò)此活動(dòng)，讓學(xué)生體驗(yàn)探究的過(guò)程，理解“酗酒對(duì)人體健康的危害”，從而選擇健康生活方式的重要性。此探究活動(dòng)包含了活動(dòng)設(shè)計(jì)、實(shí)施、交流、評(píng)價(jià)等環(huán)節(jié)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手、動(dòng)腦和動(dòng)口的能力，充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)新精神。

1 學(xué)情分析

七年級(jí)學(xué)生經(jīng)過(guò)了近一年生物學(xué)基本知識(shí)的學(xué)習(xí)，具備了科學(xué)探究的一般知識(shí)和基本操作技能，但是，學(xué)生心理上較不成熟，基礎(chǔ)知識(shí)和解決問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)相對(duì)不足，對(duì)教師的依賴性較強(qiáng)，教師的指導(dǎo)需要具體化，適當(dāng)降低探究環(huán)節(jié)難度。學(xué)生的思維活躍，創(chuàng)新意識(shí)強(qiáng)，但是教師要加強(qiáng)學(xué)生的分組，精心安排，規(guī)范操作；加強(qiáng)課堂紀(jì)律的調(diào)控，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的激情。學(xué)生的認(rèn)識(shí)水平等存在明顯的差異，教師可以設(shè)計(jì)不同層次的問(wèn)題，通過(guò)合作學(xué)習(xí)的形式開展探究活動(dòng)，有利于不同類型的學(xué)生參與。學(xué)習(xí)涉及有關(guān)于溶液和濃度的相關(guān)理化知識(shí)，對(duì)于教材要求的“配量酒精”可由實(shí)驗(yàn)教師完成。學(xué)生雖然對(duì)臨時(shí)裝片的制作和顯微鏡的使用比較熟悉，但是學(xué)生設(shè)有在鏡下觀察活體生物的經(jīng)驗(yàn)欠缺，可采用制作好的酒精對(duì)水蚤心律影響的課件指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行對(duì)照觀察。

2 設(shè)計(jì)思路

探究性實(shí)驗(yàn)強(qiáng)調(diào)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)技能的綜合理解和實(shí)際運(yùn)用，注重學(xué)習(xí)的過(guò)程和學(xué)生實(shí)踐的體驗(yàn)，通過(guò)學(xué)生自主參與類似科學(xué)研究的學(xué)習(xí)活動(dòng)，培養(yǎng)其發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力，體驗(yàn)探究的過(guò)程，逐步形成善于質(zhì)疑，樂(lè)于探究，勤于動(dòng)手和努力求知的積極態(tài)度，產(chǎn)生積極的認(rèn)知情感，激發(fā)學(xué)生探索創(chuàng)新的強(qiáng)烈渴望。教師要向?qū)W生明確探究性實(shí)驗(yàn)的基本思路和探究性實(shí)驗(yàn)的基本步驟，即它的實(shí)施一般可以分為三個(gè)階段：?jiǎn)栴}情景階段，實(shí)施體驗(yàn)階段和表達(dá)交流階段。具體地說(shuō)，又可以從以下七個(gè)方面來(lái)論述：即創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境→提出問(wèn)題→作出假設(shè)→制定實(shí)施計(jì)劃→收集數(shù)據(jù)→討論交流→得出結(jié)論。課堂組織形式以學(xué)生合作探究為主線，提問(wèn)、講解、演示、課件輔助等多種形式相結(jié)合，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行觀察思考，設(shè)計(jì)操作，討論交流等學(xué)習(xí)活動(dòng)，及時(shí)客觀的評(píng)價(jià)，注重知識(shí)的遷移運(yùn)用。

3 課前準(zhǔn)備

(1)配制不同濃度的酒精溶液。教師將濃度為95％的酒精液稀釋成濃度為5％、10％、15％、20％的酒精溶液。

(2)材料：活體水蚤。

(3)儀器：顯微鏡，載玻片，蓋玻片，吸管，量筒，鑷子，脫脂棉，計(jì)時(shí)器，清水，投影儀，電腦制作好的多媒體課件。

(4)課前布置學(xué)生以“酗酒與健康”為主題搜集相關(guān)資料。

4 教學(xué)過(guò)程

4.1 聯(lián)系生活實(shí)際，創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境

根據(jù)學(xué)生課前收集的相關(guān)資料和已有的生活經(jīng)驗(yàn)。教師提出問(wèn)題：①你在節(jié)日里喝過(guò)酒嗎?喝后有什么感覺(jué)?②談?wù)勀憧吹竭^(guò)別人喝較多酒后有什么表現(xiàn)?③什么物質(zhì)在起作用?④這種物質(zhì)的基本情況是什么?學(xué)生發(fā)言，互相補(bǔ)充。然后教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材，理解酒精對(duì)人體的作用和危害。

教師小結(jié)：實(shí)踐證明酒精進(jìn)入人體后，當(dāng)濃度達(dá)到0.05％時(shí)出現(xiàn)興奮感和欣快感；達(dá)到0.1％時(shí)喪失自制力；達(dá)到0.2％時(shí)已酩酊大醉；達(dá)到0.4％時(shí)喪失知覺(jué)，昏迷不醒甚至死亡。酒精能在胃與消化管上部直接吸收進(jìn)入血液，吸收的速度和酒精的體積分?jǐn)?shù)呈正相關(guān)，過(guò)量飲酒便是酗酒，會(huì)導(dǎo)致酒精中毒，嚴(yán)重?fù)p傷肝、腦和心血管系統(tǒng)。

本節(jié)以水蚤為實(shí)驗(yàn)動(dòng)物材料，探究它們對(duì)酒精的反應(yīng)。首先采用多媒體課件播放《動(dòng)物世界》中“淡水生物”的片段——水蚤活動(dòng)的特定鏡頭，教師注意引導(dǎo)學(xué)生注意觀察水蚤心臟的跳動(dòng)，介紹水蚤的相關(guān)生物學(xué)知識(shí)，并提出酒精溶液對(duì)水蚤心率的影響為探究對(duì)象，引入本節(jié)課要探究課題。

4.2 提出問(wèn)題假設(shè)，交流實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

教師指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材中的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，了解探究活動(dòng)的基本要求。

按四人合作分組活動(dòng)，討論根據(jù)教材實(shí)驗(yàn)的探究目標(biāo)，提出問(wèn)題并作出假設(shè)；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟，注意分工合作；設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)記錄表；列出想要解決的問(wèn)題。對(duì)在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中提出的問(wèn)題進(jìn)行交流，以便不斷地校正實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，有利于科學(xué)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，確保實(shí)驗(yàn)結(jié)果達(dá)到預(yù)期的目的。

。問(wèn)題1：探究不同濃度的酒精對(duì)水蚤的心律的影響，同一濃度的酒精對(duì)不同大小水蚤心律的影響，水蚤能耐受的酒精濃度是多少?

問(wèn)題2：在實(shí)驗(yàn)中水蚤的大小是否一致?如何設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)?

問(wèn)題3：實(shí)驗(yàn)中水蚤正常的心率是多少?水蚤心率較快，如何記數(shù)較準(zhǔn)確?時(shí)間確定多少較為合適?

問(wèn)題4：是將每只水蚤都放在各種酒精溶液的濃度中，還是一只水蚤只能做兩次實(shí)驗(yàn)，即在清水中和在某一濃度的酒精溶液中?

問(wèn)題5：同一濃度的酒精溶液是否只做一次，還是需要多次，再求其平均值?

問(wèn)題6：實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，吸水紙起什么作用?是否使用蓋玻片?應(yīng)采用放大倍數(shù)是多少的顯微鏡進(jìn)行觀察?如何使酒精滴到水蚤培養(yǎng)液時(shí)濃度不變?水蚤在什么濃度下會(huì)死?

教師鼓勵(lì)學(xué)生互相解答，對(duì)提出的問(wèn)題要點(diǎn)評(píng)指導(dǎo)，并和學(xué)生一起總結(jié)探究實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)。

教師小結(jié)：(1)水蚤的心臟呈白色，位于背部中央偏上部位，每分鐘心臟的跳動(dòng)次數(shù)在100-350次之間不等，通常水蚤的心率在200次以上，而且水蚤的大小、溫度、水體及營(yíng)養(yǎng)等不同，心率的范圍也不相同。在實(shí)驗(yàn)中采用10 s為一個(gè)計(jì)量單位比較可行，而且計(jì)數(shù)需要重復(fù)多次計(jì)數(shù)，再求平均值，以確保數(shù)據(jù)的可靠，減少誤差。

(2)計(jì)數(shù)時(shí)應(yīng)用吸管或吸水紙吸去多余的水分，避免水蚤跳動(dòng)難以觀察，但水分又不能全部吸干，以免在顯微鏡下觀察不到水蚤的心臟。

(3)在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量選取大小一致的水蚤。而且10 s內(nèi)心率最好在40次以下，因?yàn)檫@樣便于觀察和計(jì)數(shù)，減少誤差，一般情況下選取成年水蚤為佳。

(4)一只水蚤只能做兩次實(shí)驗(yàn)，即在清水中和在某一濃度的酒精溶液中，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)先在清水中觀察，再在酒精溶液中觀察，并記錄數(shù)據(jù)。

(5)用酒精做實(shí)驗(yàn)，應(yīng)先用吸水紙將水吸干，避免降低酒清的濃度。先滴2～3滴酒精溶液，過(guò)5～10 s再用吸水紙吸去大部分的酒精溶液，但不要吸干，保證酒精溶液對(duì)水蚤的影響，避免水蚤游動(dòng)影響觀察。

4.3 確定實(shí)驗(yàn)方案，精心組織實(shí)施

提出問(wèn)題：不同濃度的酒精溶液對(duì)水蚤心率的影響。

作出假設(shè)：水蚤心率隨著酒精濃度的增加而加快或減少?

方法步驟：(1)用吸管吸取1只水蚤，放在載玻片中央的水滴中，輕輕蓋上蓋玻片，在低倍鏡下觀察到水蚤心臟的跳動(dòng)。

(2)記下每10 s水蚤心臟跳動(dòng)的次數(shù)，重復(fù)3次后，求出平均每分鐘心跳的次數(shù)，做好記錄，作為實(shí)驗(yàn)對(duì)照。

(3)在同一片載玻片上，用吸管盡可能吸去清水，馬上加一滴濃度為5％的酒精溶液，將水蚤放于5％酒精溶液中，記錄10 s水蚤心臟跳動(dòng)的次數(shù)，重復(fù)3次，求出平均每分鐘心跳次數(shù)，作好記錄。

(4)按上述相同方法，用濃度分別為10％，15％，20％的酒精溶液做實(shí)驗(yàn)，測(cè)試水蚤心率的變化，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

(5)將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表1中。

(6)將以上數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成曲線圖，以心率為縱坐標(biāo)，酒精濃度為橫坐標(biāo)繪制曲線。

實(shí)驗(yàn)小組通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化曲線圖的分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

實(shí)施探究實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師要強(qiáng)化操作要點(diǎn)，并進(jìn)行巡視指導(dǎo)。如：如何吸取水蚤；如何識(shí)別水蚤心臟；心率的計(jì)數(shù)；吸水紙的使用；觀察時(shí)顯微鏡的調(diào)整；實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的選擇；注意觀察的間隔時(shí)間。同時(shí)，要求實(shí)驗(yàn)小組要合作完成實(shí)驗(yàn)，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和得出結(jié)果，討論與分析。

4.4 交流探究結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論

實(shí)驗(yàn)小組派代表介紹實(shí)驗(yàn)看到的現(xiàn)象、體驗(yàn)的過(guò)程以及得到的結(jié)果。如：有的學(xué)生發(fā)現(xiàn)酒精一滴下去水蚤就死了；有的發(fā)現(xiàn)水蚤心率與酒精濃度成正比；有的發(fā)現(xiàn)水蚤心臟太快無(wú)法準(zhǔn)確記數(shù)，沒(méi)有完成任務(wù)；有的認(rèn)為水蚤心率與酒精濃度成反比；有的則認(rèn)為一定濃度的酒精溶液提高水蚤的心率，較高則減緩；有的認(rèn)為水蚤越大，耐受性較強(qiáng)等。教師引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出如下結(jié)論：通過(guò)表格和繪制的曲線圖表表明，水蚤的心率容易受到不同酒精濃度的影響，即水蚤心率會(huì)隨著酒精濃度的增加而逐漸減少，當(dāng)酒精濃度達(dá)到20％時(shí)，水蚤會(huì)因?yàn)榫凭珴舛冗^(guò)大而導(dǎo)致死亡。分析其原因，就很容易得出，酒精是有麻醉作用的，所以會(huì)減緩心臟的跳動(dòng)。

4.5 提出問(wèn)題討論，注重知識(shí)遷移

以上述實(shí)驗(yàn)結(jié)論為過(guò)渡，教師提問(wèn)，學(xué)生回答，互相補(bǔ)充，教師點(diǎn)評(píng)的形式進(jìn)行。

問(wèn)題1：什么是酗酒?酗酒與哪些因素有關(guān)?

過(guò)量飲酒便是酗酒，會(huì)導(dǎo)致酒精中毒，酗酒常是人們遇到高興事、悲傷事等，導(dǎo)致心理失去平衡。

問(wèn)題2：如何知道酒中的酒精濃度?(投影展示某品牌酒的標(biāo)簽)

問(wèn)題3：在日常生活中，我們看到人喝了酒后，為什么會(huì)臉紅脖子粗?人飲酒后，酒精如何進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)的?

人喝酒后臉紅脖子粗是因?yàn)榫凭苁剐奶涌?，血壓升高，皮膚血管擴(kuò)張所致。人喝了含有酒精的飲料后，酒精能在胃和消化管上部直接吸收進(jìn)行血液之中，吸收的速度與酒精的體積分?jǐn)?shù)成正相關(guān)。

問(wèn)題4：為什么駕駛員不能酒后駕車?

酒精對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有損害，輕者表現(xiàn)為頭痛、頭暈等，所以酒后駕車容易出安全事故。酒后駕車是對(duì)自己和他人的生命不負(fù)責(zé)任的表現(xiàn)。

問(wèn)題5：結(jié)合你所知道的實(shí)例，談?wù)勑锞茖?duì)人體健康的危害?

酗酒會(huì)導(dǎo)致酒精中毒，對(duì)胃腸道、肝臟、神經(jīng)系統(tǒng)和心血管系統(tǒng)都有損害，嚴(yán)重的可導(dǎo)致死亡。

問(wèn)題6：適度飲酒對(duì)人體健康的影響?

人們較普遍認(rèn)為，少量飲酒可以增加食欲，興奮中樞神經(jīng)，擴(kuò)張?bào)w表血管，加快血流，使身體發(fā)熱，并可恢復(fù)疲勞。

4.6 精心設(shè)計(jì)習(xí)題，拓展知識(shí)能力

根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究所學(xué)的知識(shí)，設(shè)計(jì)適量的習(xí)題，訓(xùn)練學(xué)生的知識(shí)遷移能力，拓展學(xué)生的思維，這又是對(duì)本節(jié)課教學(xué)效果的反饋。

(1)酒精對(duì)水蚤心率的影響。

實(shí)驗(yàn)室常用體積分?jǐn)?shù)為95％的酒精配制不同濃度的酒精溶液。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)時(shí)配制如下的不同濃度梯度的酒精：1％、3％、5％、8％、10％、15％、20％等。在15℃左右的室溫中經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)中選擇10s內(nèi)水蚤跳動(dòng)范圍在30-60次之間的成年水蚤為材料，經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)得到以下平均數(shù)值。現(xiàn)將在不同酒精濃度梯度下的水蚤在10秒內(nèi)的心臟跳動(dòng)次數(shù)列成表2。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，回答下列問(wèn)題：

將以上數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖1所示的曲線。

1 上述圖表表明，水蚤心率很容易受到_____的影響，即水蚤心率會(huì)隨著酒精濃度的增加而________。

2 當(dāng)酒精的體積分?jǐn)?shù)達(dá)到20％時(shí)，水蚤會(huì)因?yàn)榫凭珴舛冗^(guò)大而導(dǎo)致_______。分析其原因，就很容易得出，酒精具有_______作用，所以會(huì)減緩心臟的跳動(dòng)。

(2)以“酒的功與過(guò)”寫一篇小作文(課后完成)。

5 課后反思

在初中生物學(xué)中如何有效組織實(shí)驗(yàn)教學(xué)?如何促進(jìn)學(xué)生領(lǐng)悟生物實(shí)驗(yàn)以及研究的精華?如何充分調(diào)動(dòng)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)探究的激情?如何將所學(xué)的知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用，解決生活中的實(shí)際問(wèn)題?這是筆者在備課、上課和課后反思過(guò)程中反復(fù)思考的問(wèn)題。因此，本節(jié)課教學(xué)中可取之處有：

(1)從教學(xué)設(shè)計(jì)具有可操作性和價(jià)值性，確立了邊教邊學(xué)的原則，較好地實(shí)現(xiàn)了教師主導(dǎo)，學(xué)生主體的雙邊教學(xué)活動(dòng)，體現(xiàn)生物課程改革的理念，師生教學(xué)達(dá)成度高。

(2)注重情景創(chuàng)設(shè)，聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際，調(diào)動(dòng)學(xué)生科學(xué)探究的激情。

(3)在教學(xué)流程的每一個(gè)實(shí)施環(huán)節(jié)，提出有價(jià)值的問(wèn)題為切入口，讓學(xué)生在思考中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中體驗(yàn)快樂(lè)，點(diǎn)燃學(xué)生的智慧。

(4)注重了學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)的組織協(xié)調(diào)和指導(dǎo)，從問(wèn)題的提出，作出假設(shè)，方案的設(shè)計(jì)，結(jié)果的得出及分析等，改變了學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的盲目性，缺乏科學(xué)的操作，確保了學(xué)生有序的進(jìn)行操作。

(5)加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)的注意事項(xiàng)的分析，避免錯(cuò)誤的發(fā)生，減少誤差。

(6)加強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄，注重對(duì)結(jié)果的分析，強(qiáng)化知識(shí)的運(yùn)用和拓展延伸。根據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及操作，精心設(shè)計(jì)習(xí)題，注重課后延伸，讓學(xué)生對(duì)習(xí)題的運(yùn)用，強(qiáng)化所學(xué)知識(shí)的鞏固，拓展學(xué)生的思維能力。

不足之處：一是班級(jí)學(xué)生人數(shù)過(guò)多，分組實(shí)驗(yàn)操作分工不十分明確，造成部分學(xué)生只聽教師講解，沒(méi)有親身體驗(yàn)，在大班額情況下學(xué)生的分組實(shí)驗(yàn)如何進(jìn)行及教師怎樣來(lái)指導(dǎo)的問(wèn)題值得思考；二是課堂容量較大，一節(jié)課完成任務(wù)較重，時(shí)間明顯不足，需要進(jìn)行課時(shí)調(diào)整。