初中生物學(xué)實驗簡易多功能裝置的設(shè)計

徐永強(qiáng)

(貴州省遵義市務(wù)川自治縣城關(guān)中學(xué) 遵義 564300)

在初中實驗教學(xué)中，一些實驗尤其是探究性實驗由于缺乏配套的實驗裝置，使實驗未能正常地開展，學(xué)生的科技創(chuàng)新能力、科學(xué)探究能力等生物學(xué)核心素養(yǎng)與育人目標(biāo)沒有得到較好地落實。筆者在多年的教學(xué)實踐中，對部分探究實驗設(shè)計了一個結(jié)構(gòu)簡單、性能穩(wěn)定和操作方便的簡易多功能實驗裝置，取得了較好的教學(xué)效果，現(xiàn)分享如下：

1 設(shè)計思路

1.1 裝置規(guī)格 該裝置為長63 cm×寬32 cm×高12 cm的木質(zhì)長方體，裝置內(nèi)部分為活動式的左右兩部分、上下兩層。裝置中央設(shè)計活動插板，將裝置分隔為左、右兩部分(可進(jìn)行左、右對照實驗)，插板上端中央還設(shè)計一個開口(圖1)。

設(shè)計意圖： ①要保障裝置內(nèi)部左、右的空氣流通；②開口可作為探究“光對鼠婦生活的影響”時光室與暗室之間鼠婦活動的通道。

1.2 活動隔板 在裝置內(nèi)距底部4 cm位置設(shè)計一層活動隔板，將裝置分隔為上下兩層。隔板一面光滑(模擬光滑環(huán)境)，一面粗糙(模擬粗糙環(huán)境)。

設(shè)計意圖： 上層作為“探究蚯蚓運動”實驗的使用，下層作為蚯蚓的采集箱、飼養(yǎng)箱。

1.3 推拉蓋板 裝置頂端設(shè)計2塊推拉式活動蓋板，左側(cè)為暗室蓋板，不透光；右側(cè)為光室蓋板，中央設(shè)計無色透明玻璃，透光。

設(shè)計思路： 裝置左、右可進(jìn)行無光、有光的對照。

1.4 通氣設(shè)計 裝置左、右側(cè)板與頂部活動蓋板之間保持0.5 cm的空間，保障裝置內(nèi)與外界之間的空氣流通。

2 制作過程

2.1 材料用具 實木板厚1 cm、厚0.3 cm無色透明玻璃、清光漆、小鐵釘、木工用具、油漆工具、玻璃工具。

2.2 部件制作 零部件有： ①底板1塊： 長61 cm×寬30 cm。②前、后板各1塊： 長61 cm×高11 cm。前、后板內(nèi)側(cè)中央由上至下各制作滑槽1條： 高10 cm×寬1 cm×深0.25 cm。內(nèi)側(cè)距低端4 cm處各固定橫條1根： 長61 cm×寬1 cm。③左、右側(cè)板各1塊： 寬32 cm×高10.5 cm。內(nèi)側(cè)距低端4 cm處各固定長30 cm×寬1 cm橫條1根。④活動隔板2塊： 長29.5 cm×寬29.5 cm，一面光滑一面粗糙(兩面都可使用)。⑤活動插板1塊，寬30.5 cm×高9.5 cm，下端制作26 cm×高3 cm開口。⑥推拉式蓋板2塊： 暗室蓋板1塊，長31.5 cm×寬32 cm。光室蓋板1塊，長31.5 cm×寬32 cm，鑲嵌無色透明玻璃1塊： 長24 cm×長24 cm(圖1)。

裝置外觀

裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)1

裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)2

裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)3

2.3 打磨上漆 ①對木質(zhì)零部件進(jìn)行打磨至光滑；②把打磨后的零部件進(jìn)行上漆。

2.4 裝置組裝 將制作的零部件組裝。組裝好裝置如圖1所示。

3 使用方法

3.1 采集箱、飼養(yǎng)箱使用步驟 ①采集蚯蚓時，取下左、右蓋板，取出插板，取出裝置內(nèi)上、下層之間的隔板；②在左側(cè)(或右側(cè))箱內(nèi)放置一層潮濕泥土；③插入插板(開口向上)；④將采集的蚯蚓放入左側(cè)箱內(nèi)，蓋上左側(cè)隔板、右側(cè)隔板，蓋上左、右蓋板(采集箱功能)；⑤飼養(yǎng)蚯蚓時，在采集箱內(nèi)放入適量食物(飼養(yǎng)箱功能)。

3.2 探究蚯蚓的運動操作步驟 ①取下左、右蓋板，取出左側(cè)采集箱隔板，取出右側(cè)隔板；②從左側(cè)采集箱內(nèi)取出蚯蚓；③放入左側(cè)采集箱隔板(光滑面向上)，放入右側(cè)隔板(粗糙面向上)；④選擇2條大小、健壯相近的蚯蚓，1條置于左側(cè)光滑隔板上，1條置于右側(cè)粗糙隔板上；⑤觀察記錄蚯蚓在光滑平面與粗糙平面上的運動狀況。

3.3 探究“光對鼠婦生活的影響”操作步驟 ①取下左、右蓋板，取出插板，取出裝置上下層之間的隔板；②在裝置內(nèi)均勻墊一層潮濕土壤；③插入插板(開口向下)；④左側(cè)蓋上暗室蓋板；⑤在通道處放入10只大小、健壯相近的鼠婦；⑥蓋上右側(cè)光室蓋板；⑦觀察記錄光室、暗室內(nèi)鼠婦活動數(shù)量的變化。

3.4 探究“光對葉綠素形成的影響”操作步驟 ①取下裝置左側(cè)暗室蓋板、右側(cè)光室蓋板，取出中央插板，取出裝置上、下層之間隔板；②在裝置底部放置一層濕紙巾(或潮濕土壤)；③在濕紙巾上均勻放置一層萌發(fā)出胚根的種子(如花生種子)；④插入中央插板(開口向上)；⑤蓋上左側(cè)暗室蓋板，蓋上右側(cè)光室蓋板；⑥關(guān)閉裝置前板右側(cè)活動窗板；⑦將裝置放置在通風(fēng)、通光環(huán)境；⑧每天定時澆水，觀察記錄。

4 裝置優(yōu)點

本裝置除了可完成以上探究性實驗以外，還可以完成螞蟻的行為等探究性實驗。