關于“探究溫度等因素對金魚呼吸速率的影響”實驗教學探索

席春煥

“探究溫度等因素對金魚呼吸速率的影響”是人教版教材中沒有的探究實驗，教材上安排的是“探究光對鼠婦生活的影響”。但是，北方地區(qū)接近十月份，溫度較低，鼠婦較少，實驗材料不容易獲得。再之，鼠婦對光線的適應能力較強，學生抓來鼠婦后把鼠婦暴露在光亮處，鼠婦很快就會適應，對將來的實驗影響較大。鑒于此，“探究溫度等因素對金魚呼吸速率的影響”從材料選擇到方法步驟等方面進行了改進，可操作性更強，同時也達到與本節(jié)教材的同步性，基于教材又是教材的突破，實驗效果更好。最后實踐證明該實驗能夠更有效地利用課堂時間，使學生能較充分地理解“變量”、“對照實驗”等術語，理解科學探究的方法步驟，為進一步的科學探究奠定良好的基礎。所以我選擇本實驗的教學案例作為展示。

一、教師進行預實驗

教師要做預實驗，有利于實驗內(nèi)容的熟悉，課堂上指導學生做實驗時得心應手，有利于實驗器材的準備，有利于實驗材料的選擇。做溫度對金魚呼吸速率的影響時，自來水的溫度最低在15 ℃，可是學生設計變量時最低設計為0 ℃，這件事提醒了我，實驗前冰箱中凍上冰塊，上課前打好熱水，進行比對調溫，在課堂實驗時使用，保證了實驗的順利進行，而且節(jié)約了時間。另外有的組設計最高溫度達40 ℃，其實通過教師預實驗，發(fā)現(xiàn)水溫加熱至30 ℃時，金魚因承受不住水溫而游上水面，并且身體在這時強烈擺動，已經(jīng)無法觀察測定呼吸速率了。另外有的小組設計溫度變量為10 ℃到30 ℃，每隔兩度測算一次，在實際操作過程中，時間不夠用，解決方案：溫度設定在10～30 ℃，每4或5 ℃為一個梯度測算一次，保證在不傷害金魚的前提下可以充裕的在一節(jié)課的時間中完成。

二、設定溫度為變量時，如何在不傷害金魚的條件下快速的調整水溫

有同學把金魚放入盛水的燒杯中直接在酒精燈上加熱，教師及時引導學生分析：這樣做水溫是否均勻，是否會傷害到金魚？最后小組提出了新的解決方案：燒杯中的水溫可以用冷水和開水比對來控制溫度變量；或者用酒精燈加熱后，溫度計測量，然后放入金魚。這兩個辦法都更直觀更節(jié)省實驗時間。有的小組設計實驗時燒杯中只放一只金魚，教師及時引導，這樣做是否科學，最后小組分析發(fā)現(xiàn)：一只金魚的隨機性過高，存在很大的偶然性，不能體現(xiàn)實驗的準確性。所以就取多只金魚分別進行實驗，最后計算平均值才能排除隨機性得出的結論更有說服力。

三、設定水中的溶解氧為變量時，如何解決水中不同含氧量的問題

當學生設定變量為水中的溶解氧時，沒有專門的儀器控制變量，教師提示：我們養(yǎng)魚時，魚缸經(jīng)常放有什么？學生提出使用家里養(yǎng)魚的氧氣泵，上面有中大小三個開關，通過開關的控制可以進行對照實驗，達到實驗目的。

四、設定酸堿度為變量時，如何使學生理解酸堿度

學生目前還沒有學習化學，沒有pH值的概念，該如何理解酸堿度？教師提示：生活中哪些溶液是酸性或堿性溶液？解決方案：用生活中常用的白醋和堿面可以配置酸堿溶液，自來水接近中性，做三組對照。利用生活中的調味品，自帶實驗材料的做法極大的調動學生的學習熱情，促進學生積極思維，提高效率。但是教師并沒有明確告訴學生醋酸和堿面各自配 置多少的量，也就是具體的pH值并沒有確定。讓學生自己去明確。在實際操作中，學生加入堿面太多，結果堿溶液渾濁，難以觀察金魚的呼吸，而且pH過高，金魚表現(xiàn)非常煩躁。同樣加入醋酸過少，金魚的呼吸速率沒有明顯變化，加入過多，金魚表現(xiàn)煩躁。解決方案：學生通過摸索，多次實驗觀察，確定1L水中加半角匙堿面即可就達到pH=8，加10ml醋酸達到pH 6，加上對照組中性pH 7三組就非常合適了。

五、實驗中如何解決游動金魚呼吸次數(shù)的測定

測算金魚呼吸速率時金魚游動速度快，難以觀察。學生巧妙的用小網(wǎng)兜對金魚的活動進行限制，這樣便可以方便的觀察金魚呼吸的情況了。

六、開展本實驗教學的創(chuàng)新之處

對于七年級學生來說，為讓學生接觸完整的探究實驗，探究課題要盡量與教材內(nèi)容相接近，教學環(huán)節(jié)要盡量與教材相一致，這樣才便于學生把握。該實驗設計思路與《探究光對鼠婦生活的影響》近似，與教材內(nèi)容完全同步，同時也符合《課標》中的活動建議指導。

以鼠婦做實驗動物，可控性較差，鼠婦爬行速度快，不是跑了這個就是跑了那個，往往到下課了也做不出結果；與鼠婦相比，金魚最大的優(yōu)點就是可控性強，不是四處亂串。市場上可以買到，并且容易飼養(yǎng)。學生對它也非常熟悉。

用金魚做實驗只需用燒杯裝不同溫度的水，使用溫度計，變量有精確的可控性，而且方法簡單，只需用酒精燈加熱水溫即可。提示學生在每個溫度環(huán)境中金魚需要適應一段時間，而且難度大大降低，減少了時間的浪費，簡化了實驗的準備工作，減少了干擾。

用金魚做實驗動物效果非常明顯，通過實驗獲得一個明確的實驗結論，這對于很少接觸探究實驗的學生是非常重要的，因為實驗的成功體驗能夠極大地激發(fā)學生的探究熱情，否則 就會使學生陷入“究竟有沒有影響？”的困惑中，對實驗結果的困惑很大程度上會影響對探究過程的興趣。