“探究酒精对水蚤心率的影响”实验难点解决方法

张宜萍

(江苏省南京市扬子第一中学 210048)

“探究酒精对水蚤心率的影响”是苏教版初中《生物学》教材中的实验。作为活体动物实验，在实施过程中存在一些困难。水蚤采集与长期培养、实验器材的处理、水蚤心率计数(如速度过快)以及数据处理是许多教师面临的难题。本文就如何突破这四个难点展开分析。

1 水蚤的获取与培养

每年的10月到次年的5月在多数地区自然水体很难获得活体水蚤，而该内容的学生实验正值3、4月份，教师可以在花鸟鱼虫市场或通过网络购买少量活体水蚤后自己实验室培养。

水蚤饲养方法：使用2号生物箱(也可以用其他水族箱)，水体越大越好；培养用水可以是井水，也可以是经过暴晒(或曝气)2 d的自来水。水温控制在25℃(5℃～35℃)，良好通风环境。喂食方法有：①用酵母粉泡水来喂食；②用鲜奶喂养。建议用酵母喂养。每天换水1/2(投喂前换水)；15 d时全部换水。

2 实验器材

本实验的器材有：清水、酒精(浓度分别为5%、10%、15%和20%)、滴管、吸水纸、单凹载玻片、显微镜、智能手机、小磁铁(五种不同颜色)、白板或电脑。

自制简易摄像系统：目前大多数学校数码显微镜数量较少，教师可以自制“数码显微镜”，即用支架固定好智能手机，使手机的摄像头对准显微镜的目镜。

3 心率计数

引导学生找到水蚤心脏正确的位置是本实验成功的关键。低倍显微镜下能看清其内部结构，其心脏的位置在背部中央偏上。实验开始时先要求学生清楚观察到心跳。

水蚤的心率范围很广，每分钟100次到350次不等，在以往的实验中对水蚤心脏的计数很容易产生误差。本实验中，采取自制“数码显微镜”，使手机的摄像头对准显微镜的目镜，利用其摄像功能中的慢动作(即高速摄像)录制10 s视频，再慢速播放，可以轻松完成对水蚤心率的计数，较为精确，解决了学生因水蚤心跳过快，计数不准的难题。学生在实验过程中初步感知现代信息技术在学习中的应用。

4 数据的处理

由于水蚤个体差异较大，在实验中，每只水蚤采取自身对照的方法，先测其在清水中的心率，后测其在酒精中的心率，计算差值，每个小组至少测3只水蚤的心率，每种酒精浓度由多个小组同时完成，小组之间形成平行重复，同时提醒学生在实验设计中关注实验细节：3次实验，水蚤大小要尽量一致；每次实验中，水蚤在酒精溶液中浸泡的时间要相同。每次实验结束后，洗净载玻片，减少误差。

经过学生分组和酒精浓度分组会得到大量的实验数据，这些数据的汇总和分析往往效率较低，全班根据酒精浓度的不同分成4个大组，分别探究5%、10%、15%、20%浓度的酒精对水蚤心率的影响，每个大组由4～5个小组同时完成，每个小组测3只水蚤，分别记录在清水和酒精中的心率，以往在汇总数据时，需要每个小组先计算3只水蚤的心率变化平均值，然后再去汇总相同酒精浓度下各小组的心率变化平均值来求得水蚤心率变化的全班平均值并记录在另一张表中，可以看出这种方法要求学生作一定的运算，相对繁琐，实验效率较低，课堂时间有限，难以完成。本实验中，采取散点图的方法，方法一：课前白板上绘好直角坐标系，横坐标代表清水和不同浓度的酒精，纵坐标代表10 s水蚤的心率，每个小组会分到两种不同颜色的小磁铁，黑色代表水蚤在清水中的心率，而另一种颜色代表水蚤在酒精中的心率，根据在不同浓度中的酒精采用不同颜色的磁铁，如果探究5%酒精心率，分到两种不同的小磁铁(黑色和蓝色)，若清水中测到42次/10 s,就把黑色小磁铁贴在坐标图的第1列，如果在5%酒精溶液中浸泡后，水蚤的心率35次/10 s，就把蓝色小磁铁贴在坐标图的第2列，这样学生在实验过程中就会陆续地把数据汇总在坐标图中，形成散点图。方法二：打开Excel表格，由记录员将实验数据酒精浓度和水蚤心率分别输入表格内，无需任何计算，选中表格区域，点击工具栏上的插入按钮，选择散点图，便在表格右侧自动生成图1，最后添加标题和横纵坐标说明。

散点图得到的数据是准确的，趋势走向非常明显，图中随着酒精浓度的升高，水蚤的心率逐渐减慢，当酒精浓度达到20%，大部分水蚤的心跳会停止，实验结果更加直观。

图1 酒精与水蚤心率相关性分析