“探究烟草浸出液对种子萌发和幼苗生长的影响”的创新设计

徐+波++王艳

摘 要 人教版《生物学》八年级下册第八单元第三章第二节“选择健康的生活方式”中的“探究酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响”的实验不足之处是：水蚤作为实验材料难找，并且极易死亡，操作难以进行等。从实际出发，采用易得的“绿豆”“黄豆”“红豆”“市售烟草”创新设计了“烟草浸出液对种子萌发和幼苗生长的影响”同样达到实验效果。

关键词 探究 烟草浸出液 种子萌发 幼苗生长

中图分类号 Q-331 文献标志码 B

1 教材中探究实验分析

本实验的原型是人教版《生物学》八年级下册第八单元第三章第二节“选择健康的生活方式”中的“探究酒精或烟草浸出液对水蚤心率的影响”。实验原型不足之处是：实验材料难找，并且极易死亡。

水蚤心率测数困难，且影响水蚤心率的因素有很多：① 水蚤的大小：年幼的个体比成熟的个体心率要快，衰老的水蚤心率更慢，小型的水蚤比较大的水蚤心率要快；② 温度：在水温偏高的情况下，水蚤的心率比在水温低时要快；③ 水体和营养状况。所以难以说明水蚤心率的变化是受酒精或烟草浸出液的影响。

在显微镜下观察水蚤的心跳现象也不是太明显。由于水蚤身体结构透明，心脏很小，又显白色，不容易被学生找到，并且水蚤心跳太快，在显微镜下数数时眼睛容易疲劳，很容易数不准确，所以往往很难得出比较准确的结果。鉴于以上几个方面的原因，笔者创新探究了“烟草浸出液对种子萌发和幼苗生长的影响”。

2 学情分析

学生已经有了丰富的生物学知识基础，并且已经接触过多个探究实验，掌握了探究实验的一般过程，具有一定的实验操作能力。但学生在进行创新探究时，仍然会存在一些问题。如学生注意力不集中，在进行分组实验时不知道自己要干什么。这时教师要发挥实验组长的作用，根据实验任务，在小组内进行明确分工，让学生人人有事可做。本探究是课堂内外结合的活动，有的小组容易流于形式，达不到目标要求，这就需要教师的跟踪指导，监控学生的学习过程。有的学生在进行实验现象观察时不细致，表达与交流抓不住问题的核心，这就需要教师强调观察的主体任务，明确实验的最终目的，紧抓目的进行交流。

本实验的难点在于：① 对实验结果的数据记录和分析以及结论的形成；② 模仿控制实验变量和设计对照实验。

3 本实验的主要材料

普通绿豆，黄豆，红豆，市售烟草。

4 探究实验的过程

4.1 创设情境，引入探究

烟草产业是当地群众的重要经济来源。绿豆、黄豆、红豆是农村常见的农作物，所以选它们作为实验材料，学生熟悉，兴趣浓厚。

4.2 小组合作、设计实验

学生对以下几个问题进行了讨论：香烟的盒上都标有“吸烟有害健康”的字样，烟草对生物真的有害吗？那么烟草对种子萌发有什么影响？烟草对幼苗生长有什么影响？它对哪一种豆类影响更大？各小组根据自己组员的意愿选择一个问题，做出假设。

4.3 探究步骤

（1） 配制烟草浸出液：用托盘天平称取400 g烟草，加入2 600 mL水，加热30 min，使溶液颜色接近黑色。用纱布挤出液体，为原溶液（视浓度为100%）。

取200 mL原溶液；取140 mL原溶液，60 mL水配制成质量分数为70%的溶液；取80 mL的原溶液，120 mL水配制成质量分数为40%的溶液；取200 mL的清水（视为质量分数为）。

（2） 制作培养皿：取12个培养皿铺上等量的棉花并且分别编号A1、A2、A3、A4；B1、B2、B3、B4；C1、C2、C3、C4。

（3） 放置种子：分别在A组4个培养皿中各放置20颗绿豆，在B组4个培养皿中各放置20颗黄豆，在C组4个培养皿中各放置20颗红豆。

（4） 实验过程：共进行5 d，每天定期（每天下午5：00）给每个培养皿中的种子施以等量的对应的浓度溶液，1号浇以0%的溶液，2号施以40%的溶液，3号施以70%的溶液，4号施以100%的溶液，每个种子每次用胶头滴管滴加5滴溶液。记录每盆发芽种子数并拍照。对第五天的作物幼苗测量芽长并记录。

5 操作实验、记录数据

学生分组进行实验操作，小组内分工：配制不同浓度的烟草浸出液的人员、往培养皿上铺棉絮的人员、写标签的人员等，最后一起放置种子。操作完成后，每天定期浇水并进行拍照、记录。学生自己设计表格并记录数据（表1）。

6 交流收获，得出结论

学生分析自己小组的数据，并与其他小组讨论交流实验现象，讨论分析了以下几个问题：（1） 烟草浸出液对种子萌发和幼苗生长有影响吗？（2） 同一浓度的烟草浸出液对不同种子的影响一样吗？（3） 你认为实验成功或失败的原因是什么？

分析得出结论：（1） 通过记录的数据，可以清楚地看到：烟草浸出液对植物种子的萌发和幼苗生长都具有明显的影响作用，其作用效果与其浓度成正比例关系，即浓度越大，影响作用越显著。

（2） 相同浓度的烟草浸出液对不同植物的种子影响不同，在所选3种种子中红豆最为敏感。

7 发散思维，情感延伸

教师让学生畅言在实验中所遇到的问题，并分析其原因；引导学生把实验对象换成蜗牛、金鱼等动物，计数它们的心跳和呼吸；同时可以把实验材料换成香烟点燃后的烟雾、酒精、咖啡、可乐等，让感兴趣的学生课后继续探究，并把实验结果传达给亲朋好友，让每个学生都选择健康的生活方式。

8 实验反思及评价

教材中的实验很难全员参与，通过教师改变实验材料和灵活的探究方法，能使全体学生都参与其中，可收到理想的效果。本探究实验的优点为：

（1） 设计简单易行：实验材料易于准备，烟草、黄豆种子、绿豆种子、红豆种子等可从市场上直接购买使用；实验设计严谨科学，利于探究烟草浸出液对种子萌发及幼苗生长的影响；情感体验明显，让学生在体验到实验的乐趣的同时，培养科学探究精神，激发学生学习兴趣。

（2） 趣味性强，且实验操作简单，贴近学生的生活，可控性强，实验现象明显。

（3） 通过实验探究，使学生认识到烟草对人类的危害，更加关注健康的生活方式。

本实验的不足之处在于受气温影响较大，易于出现烂芽、烂根现象。

9 实验的深度分析

研究表明，烟草浸出液含有丙烯醛类、氢氯酸类、亚硝胺及其衍生物类。这些化学物质能影响植物细胞的有丝分裂，影响细胞的分裂与分化，进而影响种子的萌发和幼苗的生长。这与探究实验结论相吻合。

10 自我评价

笔者设计的创新探究实验“探究烟草浸出液对种子萌发和幼苗的影响”立足于现实生活，是一种基于学生创新思维的探索，简约而不简单，效果明显，论证有力。基于实验的小组划分合理，利于创新能力的培养。

在整个实验过程中，教师只是倾听者、参与者、引导者、帮助者、促进者，放手让学生进行自主探究、合作探究。学生自主设计操作实验、记录分析数据、交流与共享成果，真正体现了生物学是一门实验科学，让学生成为探究实验的主体，使其能够增强实验探究能力，提高学生的生物学素养，达成学习目标。