化繁為簡改實驗 貼近生活悟道理

浦彤

“遠(yuǎn)離煙酒 拒絕毒品”是蘇科版生物八年級下冊第25章“現(xiàn)代生活與人類健康”的第三節(jié)內(nèi)容，隸屬于生物課程標(biāo)準(zhǔn)中“健康的生活”這一主題。“健康”作為人類永恒的話題，隨著生活水平的提高，越來越引起人們的關(guān)注。本章內(nèi)容圍繞“健康”這一核心概念展開，第一節(jié)的主要任務(wù)是闡釋什么是“健康”，讓學(xué)生明白“健康”除了身體健康外，還包括心理健康和社會適應(yīng)性良好。第二節(jié)和第三節(jié)內(nèi)容從關(guān)注家庭生活安全和常見的生活壞習(xí)慣對健康的影響兩方面，讓學(xué)生通過一些切身體會，認(rèn)同養(yǎng)成良好生活習(xí)慣的重要性。

針對第三節(jié)內(nèi)容中涉及到的“探究酒精對水蚤心率的影響”實驗所遇到的一些實際問題進(jìn)行改進(jìn)，并重新設(shè)計該實驗。

1 教材實驗分析

“酒精對水蚤心率的影響”這一實驗除了蘇科版外，人教版、蘇教版、北師版和上海版初中生物學(xué)教材中均有所安排，是初中階段重要的探究性實驗。學(xué)生通過觀察不同濃度的酒精對水蚤心率的影響，了解科學(xué)研究的一般方法，學(xué)會做對照實驗；通過對實驗結(jié)果的分析比較，體悟酗酒對人體健康的危害。

但是實施該實驗具有一定的難度。

首先，就實驗材料而言，水蚤由于游動速度快，在顯微鏡下不易觀察到心臟，即使觀察到心臟，水蚤的心跳太快，每分鐘心臟跳動次數(shù)100～350次不等，非常不易計數(shù)。針對這一困難，基于學(xué)生的實驗基礎(chǔ)（初一時曾做過溫度對金魚呼吸次數(shù)的影響）、材料獲取和保養(yǎng)等諸多因素考慮，本次探究實驗嘗試用金魚代替水蚤，測定酒精對金魚呼吸次數(shù)的影響。

其次，多個版本的實驗均要求做不同濃度梯度的酒精對水蚤心率的影響。這樣的定量實驗在實際操作中，有多個細(xì)節(jié)值得商榷。① 對還沒有學(xué)過化學(xué)，對“濃度梯度”概念毫無了解的初二學(xué)生來說，這樣的實驗要求太高，脫離了學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”。② 以金魚為實驗材料，用酒精和煙草浸出液進(jìn)行了大量的預(yù)實驗后發(fā)現(xiàn)，不同的濃度梯度對金魚呼吸次數(shù)的影響有所不同，有的濃度區(qū)間里對金魚呼吸次數(shù)有興奮作用，有的濃度區(qū)間則有抑制作用。又由于金魚的個體差異大，不同的金魚對溶液的耐受不同，所以要找到一個合適的濃度梯度適合各個實驗小組，幾乎不可能。即便配置出了梯度溶液，由于金魚的個體差異，也不一定能確保學(xué)生分組實驗的成功。而學(xué)生要從失敗的實驗現(xiàn)象中，分析酒精對身體的影響更是難上加難了，根本無法達(dá)到課標(biāo)要求的實驗?zāi)繕?biāo)。

2 實驗改進(jìn)思路

基于對大量預(yù)實驗后出現(xiàn)的諸多問題的考慮，并且遵循三個原則：① 在學(xué)生能力范圍之內(nèi)；② 驗操作要化繁為簡，效果要一目了然；③ 盡量貼近學(xué)生自身生活，從實驗中能感悟養(yǎng)成良好生活習(xí)慣的重要性。筆者對教材中的實驗做出了較大的調(diào)整，重新設(shè)計了本實驗。

改進(jìn)一：實驗材料由水蚤改為金魚。

基于水蚤觀察有難度，并且心跳速度太快，不適合學(xué)生操作，因此實驗材料改為金魚，并且由測量心跳改為呼吸次數(shù)。

改進(jìn)二：定量實驗改為定性實驗。

把原本教材中的濃度梯度的定量實驗改為一個濃度的定性實驗。教師只需要在預(yù)實驗時找到一個合適的濃度即可。在該濃度溶液中，金魚的呼吸次數(shù)有顯著影響，但又不至于使金魚喪失生命，關(guān)愛生命是生物課堂的靈魂。并且這樣的操作難度會大大下降，更適合學(xué)生的實際操作水平。

改進(jìn)三：選擇貼近生活的物質(zhì)作為研究對象。

教材中的研究對象只有一個——酒精，所以實驗只能說明酗酒對人體有害。在借鑒了多個版本的實驗后，筆者決定再增加兩組實驗。一組為煙草浸出液對金魚呼吸次數(shù)的影響。吸煙人數(shù)在我國相當(dāng)高，對人體的傷害愈發(fā)嚴(yán)重，希望學(xué)生通過該實驗認(rèn)同吸煙對人體的危害。然而，酒精和香煙對學(xué)生來說雖然司空見慣，但畢竟絕大多數(shù)學(xué)生只是間接的接觸，較難產(chǎn)生探究欲望。在尋找第三組研究對象時，發(fā)現(xiàn)每個班級總有幾個學(xué)生酷愛喝可樂，所以就選取可樂這一學(xué)生熟悉并喜愛的飲料作為第三組研究對象。第三組實驗即探究可樂對金魚呼吸次數(shù)的影響。對可樂成分的分析和查閱大量資料后發(fā)現(xiàn)，可樂中的咖啡因?qū)ι眢w的影響顯著。希望學(xué)生能通過這個實驗發(fā)現(xiàn)過量攝入咖啡因?qū)ι眢w的危害，從而在生活中盡量減少可樂的攝入。

3 實驗操作流程

3.1 實驗準(zhǔn)備

學(xué)生準(zhǔn)備：

① 分組，每組4～5人，共9組。

② 根據(jù)自身情況確定研究方向（酒精、煙草浸出液、可樂三選一）。

② 小組內(nèi)分工。

③ 上網(wǎng)查找并整理所研究的溶液的成分及對人體的危害方面的資料。

教師準(zhǔn)備：

① 配置合適濃度的三種溶液（酒精、煙草浸出液、可樂）和等量的清水。

② 大燒杯、撈魚網(wǎng)、手表、實驗報告等。

3.2 實驗前討論

各小組在確定研究方向后，領(lǐng)取課前配置好的溶液及相關(guān)器材，在動手實驗前，組內(nèi)討論以下問題：

① 實驗的變量是什么？如何設(shè)置對照實驗？

② 如何測定金魚呼吸次數(shù)？什么狀態(tài)下測定？

③ 如何減少實驗誤差？如何減少實驗干擾？

教師總結(jié)要點并提醒學(xué)生實驗完成后立即將金魚放回清水中。

3.3 實驗進(jìn)行

學(xué)生在實驗過程中，教師對小組進(jìn)行適當(dāng)?shù)膫€別指導(dǎo)。

3.4 實驗后匯報

① 各小組派代表匯報實驗數(shù)據(jù)，以及由數(shù)據(jù)得出的結(jié)論。

② 教師在黑板上匯總數(shù)據(jù)，并把相同研究對象的小組數(shù)據(jù)進(jìn)行比較討論。

③ 各小組結(jié)合課前查找的資料，總結(jié)所研究的溶液對健康的危害。

3.5 實驗總結(jié)

教師對全班的實驗結(jié)果做出點評，并總結(jié)三種物質(zhì)對身體的危害，希望學(xué)生能選擇正確的生活方式，養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣，提高健康水平。

4 改進(jìn)優(yōu)點分析

4.1 化繁為簡

由定量實驗改為定性實驗后，不僅節(jié)約了教師課前準(zhǔn)備的大量時間，而且提高了實驗的成功率；既讓學(xué)生容易上手操作，也符合了學(xué)生的認(rèn)知水平。

4.2 貼近生活

選取酒精、香煙和可樂作為研究對象，更貼近生活，尤其是可樂的選擇，使學(xué)生一下有了探究的欲望，從心底里覺得這個實驗值得一做。當(dāng)教師上完課后，尤其是研究可樂對金魚呼吸次數(shù)影響的學(xué)生紛紛表示要拒絕可樂，拒絕咖啡因。學(xué)生對實驗現(xiàn)象的眼見為實，是從情感上認(rèn)同選擇健康生活方式的重要事實依據(jù)。

4.3 能力提升

作為初中學(xué)習(xí)生物學(xué)2年來的最后一個探究實驗，該實驗對學(xué)生多方面的能力起到了鞏固和提升的作用。首先實驗前的設(shè)計和討論使學(xué)生進(jìn)一步鞏固了生物學(xué)實驗設(shè)計的基本原則和思路。其次分小組進(jìn)行實驗，有效地檢查了每個學(xué)生的動手操作能力和相互協(xié)作的能力。最后對數(shù)據(jù)的分析和結(jié)論的得出，提升了學(xué)生分析數(shù)據(jù)、整合資料以及透過數(shù)據(jù)和資料解釋現(xiàn)象的能力。

5 實驗注意要點

① 可樂需開蓋后放置至少一周后，才能進(jìn)行實驗，目的是讓二氧化碳充分散失，以免影響實驗。

② 酒精選取高濃度的二鍋頭即可。

③ 煙草浸出液務(wù)必過濾干凈。

④ 所有濃度需根據(jù)實驗所用的金魚來確定，因此，實驗前教師的預(yù)實驗非常必要。

6 教學(xué)反思

本節(jié)探究實驗在教材原有實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)，由定量實驗改為定性實驗，化繁為簡，提高了可操作性和實驗的成功率。選取酒精、香煙和可樂作為研究對象，貼近學(xué)生生活，激發(fā)了學(xué)生探究欲望。學(xué)生在親眼目睹實驗現(xiàn)象后，從情感上接受并認(rèn)同養(yǎng)成良好生活習(xí)慣的重要性。

但本課也有不足之處：在學(xué)生分組實驗時，如何控制實驗時間，以及對有明顯偏差的實驗現(xiàn)象的解釋，需要教師在實際教學(xué)中隨機(jī)應(yīng)變，進(jìn)一步加以錘煉。