化繁为简改实验 贴近生活悟道理

浦彤

“远离烟酒 拒绝毒品”是苏科版生物八年级下册第25章“现代生活与人类健康”的第三节内容，隶属于生物课程标准中“健康的生活”这一主题。“健康”作为人类永恒的话题，随着生活水平的提高，越来越引起人们的关注。本章内容围绕“健康”这一核心概念展开，第一节的主要任务是阐释什么是“健康”，让学生明白“健康”除了身体健康外，还包括心理健康和社会适应性良好。第二节和第三节内容从关注家庭生活安全和常见的生活坏习惯对健康的影响两方面，让学生通过一些切身体会，认同养成良好生活习惯的重要性。

针对第三节内容中涉及到的“探究酒精对水蚤心率的影响”实验所遇到的一些实际问题进行改进，并重新设计该实验。

1 教材实验分析

“酒精对水蚤心率的影响”这一实验除了苏科版外，人教版、苏教版、北师版和上海版初中生物学教材中均有所安排，是初中阶段重要的探究性实验。学生通过观察不同浓度的酒精对水蚤心率的影响，了解科学研究的一般方法，学会做对照实验；通过对实验结果的分析比较，体悟酗酒对人体健康的危害。

但是实施该实验具有一定的难度。

首先，就实验材料而言，水蚤由于游动速度快，在显微镜下不易观察到心脏，即使观察到心脏，水蚤的心跳太快，每分钟心脏跳动次数100～350次不等，非常不易计数。针对这一困难，基于学生的实验基础（初一时曾做过温度对金鱼呼吸次数的影响）、材料获取和保养等诸多因素考虑，本次探究实验尝试用金鱼代替水蚤，测定酒精对金鱼呼吸次数的影响。

其次，多个版本的实验均要求做不同浓度梯度的酒精对水蚤心率的影响。这样的定量实验在实际操作中，有多个细节值得商榷。① 对还没有学过化学，对“浓度梯度”概念毫无了解的初二学生来说，这样的实验要求太高，脱离了学生的“最近发展区”。② 以金鱼为实验材料，用酒精和烟草浸出液进行了大量的预实验后发现，不同的浓度梯度对金鱼呼吸次数的影响有所不同，有的浓度区间里对金鱼呼吸次数有兴奋作用，有的浓度区间则有抑制作用。又由于金鱼的个体差异大，不同的金鱼对溶液的耐受不同，所以要找到一个合适的浓度梯度适合各个实验小组，几乎不可能。即便配置出了梯度溶液，由于金鱼的个体差异，也不一定能确保学生分组实验的成功。而学生要从失败的实验现象中，分析酒精对身体的影响更是难上加难了，根本无法达到课标要求的实验目标。

2 实验改进思路

基于对大量预实验后出现的诸多问题的考虑，并且遵循三个原则：① 在学生能力范围之内；② 验操作要化繁为简，效果要一目了然；③ 尽量贴近学生自身生活，从实验中能感悟养成良好生活习惯的重要性。笔者对教材中的实验做出了较大的调整，重新设计了本实验。

改进一：实验材料由水蚤改为金鱼。

基于水蚤观察有难度，并且心跳速度太快，不适合学生操作，因此实验材料改为金鱼，并且由测量心跳改为呼吸次数。

改进二：定量实验改为定性实验。

把原本教材中的浓度梯度的定量实验改为一个浓度的定性实验。教师只需要在预实验时找到一个合适的浓度即可。在该浓度溶液中，金鱼的呼吸次数有显著影响，但又不至于使金鱼丧失生命，关爱生命是生物课堂的灵魂。并且这样的操作难度会大大下降，更适合学生的实际操作水平。

改进三：选择贴近生活的物质作为研究对象。

教材中的研究对象只有一个——酒精，所以实验只能说明酗酒对人体有害。在借鉴了多个版本的实验后，笔者决定再增加两组实验。一组为烟草浸出液对金鱼呼吸次数的影响。吸烟人数在我国相当高，对人体的伤害愈发严重，希望学生通过该实验认同吸烟对人体的危害。然而，酒精和香烟对学生来说虽然司空见惯，但毕竟绝大多数学生只是间接的接触，较难产生探究欲望。在寻找第三组研究对象时，发现每个班级总有几个学生酷爱喝可乐，所以就选取可乐这一学生熟悉并喜爱的饮料作为第三组研究对象。第三组实验即探究可乐对金鱼呼吸次数的影响。对可乐成分的分析和查阅大量资料后发现，可乐中的咖啡因对身体的影响显著。希望学生能通过这个实验发现过量摄入咖啡因对身体的危害，从而在生活中尽量减少可乐的摄入。

3 实验操作流程

3.1 实验准备

学生准备：

① 分组，每组4～5人，共9组。

② 根据自身情况确定研究方向（酒精、烟草浸出液、可乐三选一）。

② 小组内分工。

③ 上网查找并整理所研究的溶液的成分及对人体的危害方面的资料。

教师准备：

① 配置合适浓度的三种溶液（酒精、烟草浸出液、可乐）和等量的清水。

② 大烧杯、捞鱼网、手表、实验报告等。

3.2 实验前讨论

各小组在确定研究方向后，领取课前配置好的溶液及相关器材，在动手实验前，组内讨论以下问题：

① 实验的变量是什么？如何设置对照实验？

② 如何测定金鱼呼吸次数？什么状态下测定？

③ 如何减少实验误差？如何减少实验干扰？

教师总结要点并提醒学生实验完成后立即将金鱼放回清水中。

3.3 实验进行

学生在实验过程中，教师对小组进行适当的个别指导。

3.4 实验后汇报

① 各小组派代表汇报实验数据，以及由数据得出的结论。

② 教师在黑板上汇总数据，并把相同研究对象的小组数据进行比较讨论。

③ 各小组结合课前查找的资料，总结所研究的溶液对健康的危害。

3.5 实验总结

教师对全班的实验结果做出点评，并总结三种物质对身体的危害，希望学生能选择正确的生活方式，养成良好的生活习惯，提高健康水平。

4 改进优点分析

4.1 化繁为简

由定量实验改为定性实验后，不仅节约了教师课前准备的大量时间，而且提高了实验的成功率；既让学生容易上手操作，也符合了学生的认知水平。

4.2 贴近生活

选取酒精、香烟和可乐作为研究对象，更贴近生活，尤其是可乐的选择，使学生一下有了探究的欲望，从心底里觉得这个实验值得一做。当教师上完课后，尤其是研究可乐对金鱼呼吸次数影响的学生纷纷表示要拒绝可乐，拒绝咖啡因。学生对实验现象的眼见为实，是从情感上认同选择健康生活方式的重要事实依据。

4.3 能力提升

作为初中学习生物学2年来的最后一个探究实验，该实验对学生多方面的能力起到了巩固和提升的作用。首先实验前的设计和讨论使学生进一步巩固了生物学实验设计的基本原则和思路。其次分小组进行实验，有效地检查了每个学生的动手操作能力和相互协作的能力。最后对数据的分析和结论的得出，提升了学生分析数据、整合资料以及透过数据和资料解释现象的能力。

5 实验注意要点

① 可乐需开盖后放置至少一周后，才能进行实验，目的是让二氧化碳充分散失，以免影响实验。

② 酒精选取高浓度的二锅头即可。

③ 烟草浸出液务必过滤干净。

④ 所有浓度需根据实验所用的金鱼来确定，因此，实验前教师的预实验非常必要。

6 教学反思

本节探究实验在教材原有实验的基础上进行了改进，由定量实验改为定性实验，化繁为简，提高了可操作性和实验的成功率。选取酒精、香烟和可乐作为研究对象，贴近学生生活，激发了学生探究欲望。学生在亲眼目睹实验现象后，从情感上接受并认同养成良好生活习惯的重要性。

但本课也有不足之处：在学生分组实验时，如何控制实验时间，以及对有明显偏差的实验现象的解释，需要教师在实际教学中随机应变，进一步加以锤炼。