《探究植物細(xì)胞的吸水和失水》實(shí)驗(yàn)教學(xué)改進(jìn)的研究

鐘道才

摘要：生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高中生物教學(xué)中的重要內(nèi)容，也是培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手、創(chuàng)新以及探究科學(xué)知識(shí)方法的主要手段。但一味的“照方抓藥”，就會(huì)失去實(shí)驗(yàn)教學(xué)的意義。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，嘗試將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，在獲取知識(shí)的同時(shí)激發(fā)創(chuàng)造欲望。所以，以營造創(chuàng)新思維的氣氛，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。

關(guān)鍵詞：生物實(shí)驗(yàn);教學(xué);改進(jìn)

生物學(xué)是在大量實(shí)驗(yàn)實(shí)證基礎(chǔ)上建立起來的一門學(xué)科，毋庸置疑對實(shí)驗(yàn)有一定的要求。新課程標(biāo)準(zhǔn)十分注重實(shí)驗(yàn)探究能力的培養(yǎng)，新教材中也把實(shí)驗(yàn)探究置于非常重要、不可或缺的地位通過高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的一些經(jīng)驗(yàn)和實(shí)踐，高中教材的某些實(shí)驗(yàn)，可以稍加改進(jìn)或進(jìn)一步探究，效果可更好。本文以《探究植物細(xì)胞的吸水和失水》為例，嘗試實(shí)驗(yàn)教學(xué)的改進(jìn)。

一、問題的發(fā)現(xiàn)

1.紫色洋蔥呈紫色的部分僅僅是鱗片葉的外表皮，并且僅有幾層。外表皮的撕取較困難，想獲得較好的紫色細(xì)胞不容易。

2.內(nèi)表皮易撕取，但液泡中無顏色，能否作為理想的實(shí)驗(yàn)材料？

3.實(shí)驗(yàn)原理學(xué)生已經(jīng)很清楚，所以整個(gè)探究過程實(shí)質(zhì)是以驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的。

4.實(shí)驗(yàn)室只有普通的光學(xué)顯微鏡，不能直觀的將觀察的圖像呈現(xiàn)出來。

二、改進(jìn)方案

實(shí)驗(yàn)原理：

1.外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水;外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度，細(xì)胞吸水。

2.失水后會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離，吸水以后又會(huì)發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。

方法改進(jìn)：

1.教學(xué)設(shè)計(jì)上，課前做“探究熱身”，就將青菜、蘿卜條分別浸泡在鹽水和清水中，目的是讓學(xué)生從宏觀方面去認(rèn)識(shí)植物的吸水和失水。課中還探究洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞等，課后再進(jìn)一步探究。課堂探究按照七個(gè)步驟進(jìn)行：一是創(chuàng)設(shè)情境、導(dǎo)入新課;二是提出問題、作出假設(shè);三是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、預(yù)測結(jié)果;四是進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察結(jié)果;五是分析結(jié)果，得出結(jié)論;六是表達(dá)與交流;七是進(jìn)一步探究。

2.材料和試劑上，先將洋蔥掰開，放在陰暗處晾曬兩天，撕取時(shí)不用鑷子夾取，直接用手撕取。除教材提供的試劑以外，還增加0.5g/ml蔗糖溶液和紅墨水等，供學(xué)生自由選擇。

3.操作上，除了用表格記錄外還用手機(jī)拍照等，提高實(shí)驗(yàn)的觀察效果。

三、改進(jìn)設(shè)計(jì)

1.制作洋蔥葉表皮臨時(shí)裝片：取紫色洋蔥外表皮（洋蔥內(nèi)表皮），制成臨時(shí)裝片。

2.在低倍顯微鏡下觀察。手機(jī)拍照、記錄。

3.質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)：從蓋玻片的一側(cè)滴加0.3g/ml或0.5g/ml蔗糖溶液（紅墨水的0.2g/ml的蔗糖溶液），在蓋玻片的另一側(cè)小心地用吸水紙吸，這樣，蓋玻片下的洋蔥表皮細(xì)胞就浸潤在溶液中，用吸水紙將蓋玻片外側(cè)的溶液吸干凈。約5分鐘后用顯微鏡觀察。手機(jī)拍照、記錄。

4.質(zhì)壁分離復(fù)原：從蓋玻片的一側(cè)滴入清水，在蓋玻片的另一側(cè)用吸水紙吸。這樣重復(fù)幾次，蓋玻片下面的洋蔥表皮細(xì)胞有浸潤在清水中。用顯微鏡觀察洋蔥表皮細(xì)胞是否復(fù)原。手機(jī)拍照、記錄。

四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果和結(jié)論

通過實(shí)驗(yàn)，滴加0.3g/ml蔗糖溶液洋蔥外表皮組拍到了以下圖片（圖1）。從結(jié)果來看，洋蔥外表皮細(xì)胞在滴加0.3g/ml蔗糖溶液后中央液泡會(huì)變小，細(xì)胞失水。再滴加清水后，細(xì)胞會(huì)吸水，恢復(fù)原狀。得出結(jié)論一：當(dāng)外界溶液濃度>細(xì)胞液濃度，細(xì)胞失水，發(fā)生質(zhì)壁分離;當(dāng)外界溶液濃度<細(xì)胞液濃度，細(xì)胞吸水，發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。

滴加0.5g/ml蔗糖溶液的洋蔥外表皮，拍到以下圖片（圖2）和觀察結(jié)果，發(fā)現(xiàn)質(zhì)壁分離后再滴加清水不會(huì)復(fù)原。得出結(jié)論二：當(dāng)外界溶液濃度過高，細(xì)胞因失水過多死亡不能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原。

洋蔥內(nèi)表皮滴加紅墨水的0.2g/ml的蔗糖溶液做實(shí)驗(yàn)（圖3），分析得出結(jié)論三：細(xì)胞壁具有全透性，原生質(zhì)層具有選擇透過性。該結(jié)論使課堂的深度、廣度得到很好地施展。

五、研究的成果和分析

1.結(jié)果記錄：改進(jìn)前用表格記錄不精確，改進(jìn)后用手機(jī)拍照更直觀，更有說服力，彌補(bǔ)了我校實(shí)驗(yàn)條件的欠缺。

2.溶液濃度：改進(jìn)前發(fā)生變化時(shí)間長，改進(jìn)后發(fā)生變化時(shí)間短，現(xiàn)象更明顯。

3.紅墨水的使用：改進(jìn)前不能觀察洋蔥內(nèi)表皮細(xì)胞的質(zhì)壁分離，改進(jìn)后不僅能觀察，還能證明細(xì)胞壁具有全透性。

總之，通過實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新，既保證了實(shí)驗(yàn)的效果，又拓寬了學(xué)生的思維，還收獲了意外的驚喜。問題串的設(shè)置降低了學(xué)生的思考難度，利于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有針對性的思考和探究。大部分學(xué)生克服了對實(shí)驗(yàn)的畏難情緒，激發(fā)了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究興趣。

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