“骨的特性與骨的成分之間的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

夏海威

【摘 要】“骨的特性與骨的成分之間的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)是蘇教版《生物學(xué)》七年級下冊第八章《人的生殖與發(fā)育》第三節(jié)《人體概述》內(nèi)容。在本節(jié)中有一個(gè)重要的生物學(xué)概念即人體的每個(gè)系統(tǒng)都具有一定的結(jié)構(gòu)和功能，人體結(jié)構(gòu)的各種特性與其組成成分有關(guān)系。為了讓學(xué)生更容易理解這一重要概念，通過“骨的特性與骨的成分之間的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證人體結(jié)構(gòu)與其組成成分之間的關(guān)系。

【關(guān)鍵詞】初中生物；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)；教學(xué)反思

【教學(xué)設(shè)計(jì)】

一、提出問題

教師引導(dǎo)提出問題：這是一根魚肋骨，用手輕輕地將魚肋骨折彎，我們會(huì)感覺到骨既有一定的硬度又有一定的彈性，那么骨為什么會(huì)有這種物理特性呢？

問題：骨的特性與什么有關(guān)系？

二、作出假設(shè)

在日常生活中，我們經(jīng)常看到人們將動(dòng)物的骨磨成骨粉，骨也可以熬成骨膠，骨粉和骨膠的主要成分都是鈣鹽和蛋白質(zhì)。假設(shè)：骨的硬度與骨中的無機(jī)物有關(guān)，骨的彈性與骨中的有機(jī)物有關(guān)。

三、實(shí)驗(yàn)

1.骨的煅燒（原理：有機(jī)物分解，留下的是不能燃燒的無機(jī)物）。

①實(shí)驗(yàn)操作：用鑷子夾住一小段魚肋骨放在酒精燈上持續(xù)煅燒，直至魚肋骨變成灰白色。②現(xiàn)象：觀察在煅燒過程中魚肋骨的顏色變化，用鑷子輕輕敲打煅燒后的魚肋骨。③結(jié)果：魚肋骨在煅燒的過程中，首先變黑，然后再變成灰白色。用鑷子輕輕敲打煅燒后的魚肋骨，魚肋骨粉碎。

2.骨的脫鈣（原理：無機(jī)物酸解，留下的是有機(jī)物）。

①實(shí)驗(yàn)操作：將一根較大的魚肋骨浸入盛有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10%的鹽酸的試管中，大約15分鐘后，用鑷子取出魚肋骨，并用清水漂洗。②現(xiàn)象：觀察魚肋骨的周圍是否有氣泡產(chǎn)生，觀察魚肋骨是否變軟，是否軟得可以打結(jié)。③結(jié)果：魚肋骨的周圍有氣泡產(chǎn)生，脫鈣后的魚肋骨軟得可以打結(jié)。

3.脫鈣后骨的煅燒。

①實(shí)驗(yàn)操作：將在10%鹽酸中浸軟的魚肋骨用吸水紙擦干后，置于酒精燈上煅燒。②現(xiàn)象：觀察魚肋骨在燃燒的過程中有什么變化。③結(jié)果：魚肋骨能夠燃燒，燒到最后并沒有變成灰白色，而是呈現(xiàn)黑色并且所剩無幾。

4.煅燒后骨的脫鈣。

①實(shí)驗(yàn)操作：再取一小段魚肋骨放在酒精燈上煅燒，將煅燒變成灰白色的魚肋骨浸入10%的鹽酸中。②現(xiàn)象：觀察魚肋骨的周圍是否有氣泡產(chǎn)生，大約15分鐘后，觀察魚肋骨有什么變化。③結(jié)果：魚肋骨的周圍是有氣泡產(chǎn)生，大約15分鐘后，魚肋骨基本上完全溶解。

四、觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并分析

學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。在分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的過程中，先讓學(xué)生以小組的形式討論，然后在班內(nèi)展示交流，最后教師總結(jié)。

1.魚肋骨在煅燒的過程中，顏色有什么變化？魚肋骨中燒掉的是什么物質(zhì)？剩下的是什么物質(zhì)？

教師總結(jié)：魚肋骨在煅燒的過程中，首先變黑，然后再變成灰白色，這是因?yàn)楣侵械挠袡C(jī)物燃燒時(shí)，首先炭化，此時(shí)有機(jī)物還沒有充分燃燒，徹底燃燒后會(huì)變成灰白色。在煅燒的過程中，魚肋骨中的有機(jī)物全部燃燒了，剩下的是無機(jī)物，敲打剩下的無機(jī)物，骨很容易就碎了，可以推測出骨中的無機(jī)物使骨具有一定的硬度。

2.在骨的脫鈣實(shí)驗(yàn)中，能觀察到什么現(xiàn)象？脫掉的是什么物質(zhì)？剩下的是什么物質(zhì)？

教師總結(jié)：在骨的脫鈣實(shí)驗(yàn)中，我們能觀察到在骨的周圍有氣泡產(chǎn)生，這是因?yàn)楣侵械臒o機(jī)物，主要是鈣鹽，在鹽酸的作用下，能夠被分解成二氧化碳和可溶性物質(zhì)，因此脫掉的是無機(jī)物。骨中的有機(jī)物，不能與鹽酸反應(yīng)，因此剩下的物質(zhì)是有機(jī)物，有機(jī)物使骨柔韌，富有彈性，甚至可以打結(jié)，可以推斷出骨具有一定的彈性與骨中的有機(jī)物有關(guān)。

3.將脫鈣后的骨放在酒精燈上繼續(xù)煅燒，能觀察到什么現(xiàn)象？

教師總結(jié)：將脫鈣后的骨放在酒精燈上煅燒，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)骨能夠燃燒，燒到最后并沒有變成灰白色，而是呈現(xiàn)黑色并且所剩無幾。這是因?yàn)槊撯}實(shí)驗(yàn)中，骨中剩下的是有機(jī)物，有機(jī)物能夠燃燒，這一步實(shí)驗(yàn)也證明了在骨的脫鈣實(shí)驗(yàn)中，剩下的物質(zhì)的確是無機(jī)物。

4.將在酒精燈上煅燒后的骨浸在鹽酸中，能觀察到什么現(xiàn)象？

教師總結(jié)：將煅燒后的骨浸在鹽酸中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)在骨的周圍有很多的氣泡產(chǎn)生，一段時(shí)間之后，骨會(huì)完全溶解，這是因?yàn)樵诠堑撵褵龑?shí)驗(yàn)中燒掉的是有機(jī)物，剩下的是無機(jī)物，無機(jī)物主要是鈣鹽，鈣鹽能夠被鹽酸分解成二氧化碳和可溶性物質(zhì)。這一步證實(shí)了在骨的煅燒實(shí)驗(yàn)中，剩下的物質(zhì)確實(shí)是無機(jī)物。

五、得出結(jié)論

在骨的煅燒實(shí)驗(yàn)中，由于燃燒，有機(jī)物被氧化分解，剩下的物質(zhì)是無機(jī)物，所以，煅燒后的僅含無機(jī)物的骨是脆而硬的。在骨的脫鈣實(shí)驗(yàn)中，脫掉的是能被鹽酸溶解的脆硬的無機(jī)物，剩下的是不能被鹽酸溶解的有韌性的有機(jī)物，所以，脫鈣后的骨具有柔韌性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，骨的成分包括無機(jī)物和有機(jī)物，無機(jī)物主要是鈣鹽，使骨脆硬；有機(jī)物主要是蛋白質(zhì)，使骨柔韌。這兩種成分使得骨既具有一定的硬度，又有一定的彈性。

六、知識(shí)拓展

在人的一生中，骨的成分在不同的發(fā)育階段會(huì)出現(xiàn)一定的變化，骨的特性也有所不同。從骨的成分考慮，兒童和青少年為什么要保持正確的站、坐、行的姿勢？老年人為什么易骨折？

【教學(xué)反思】

本實(shí)驗(yàn)是蘇教版七年級下冊教材中一個(gè)驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教材中對實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、?shí)驗(yàn)器材、實(shí)驗(yàn)步驟的描述非常清楚，學(xué)生按照教材的指導(dǎo)能夠較容易地完成實(shí)驗(yàn)并取得預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，但是如果僅僅簡單地讓學(xué)生按照教材去做，學(xué)生并不能理解本實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路，也會(huì)嚴(yán)重削弱學(xué)生探究的積極性，更不能培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和邏輯思維能力。在本實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)中，筆者引導(dǎo)學(xué)生按照“提出問題—作出假設(shè)—實(shí)驗(yàn)—得出結(jié)論”的科學(xué)探究的一般步驟，這樣就把此驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)變成了探究性實(shí)驗(yàn)，從而引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地參與探究過程，使學(xué)生勤于動(dòng)手和動(dòng)腦，逐步培養(yǎng)學(xué)生分析問題和解決問題的能力。endprint