“光对叶绿素形成的影响”实验装置的创新设计

徐永强 （贵州省遵义市务川自治县城关中学 贵州务川 564300）

生物学是一门实验性很强的学科，实验教学在生物学教学中占有十分重要的地位。生物学实验教学，尤其是探究性实验教学，不仅能培养学生严谨认真的科学态度，而且对学生的理性思维能力、科学探究能力、科技创新能力等生物学核心素养的培养也有极其重要的教育价值。

“光对叶绿素形成的影响”是北师大版《生物学》7年级上册第3单元第5章第1节“光合作用”中的重要实验。该实验由于没有配套的实验装置、实验时间长（10～15d）、耗费精力多、受自然因素（如温度）等多种客观原因的影响，一些学校在教学中未能正常开展。为了激发学生对生物学科的学习热情，培养学生的科学探究能力，笔者针对该实验设计了一个结构简单、性能稳定、操作方便的简易装置，实验效果良好。

1 设计思路

根据对照实验原理，装置设计为长55cm×宽30cm×高30cm 的木质长方体，内部由一块活动隔板将装置平分为左、右2个部分。左部为光室，右部为暗室。光室前、后、左三壁镶嵌无色透明玻璃，顶端设计推拉式活动盖板，镶嵌无色透明玻璃；暗室主要为木质材料，不透光，前壁设计一个观察窗口，镶嵌无色透明玻璃。观察窗口设计了活动窗板；暗室顶端设计了推拉式活动盖板。

装置通气设计： 装置光室与暗室之间的活动隔板，下端距底部保持4cm 的空间，上端距顶部保持0.3cm 的空间，以保障装置内光室与暗室之间的空气流通；装置左、右侧板与顶部活动盖板之间保持0.3cm 的空间，保障装置内部与外界空气流通。

2 设计原理对照原理、通气原理。

3 制作过程

3.1 制作材料、用具 实木板，厚1cm；无色透明玻璃，厚0.3cm；小铁钉、清光漆；木工用具、玻璃工用具、漆工用具。

3.2 制作步骤

3.2.1 零部件制作

1）底板1块：长53cm×宽28cm。

2）前、后板各1块：前板长55cm×高30cm，内侧中央制作宽1cm×深0.3cm×高25cm 滑槽，左端镶嵌长24cm×高24cm 无色透明玻璃；右端镶嵌长24cm×高24cm 无色透明玻璃，玻璃外制作活动木质窗板1块： 长24cm×高24cm，窗板外上方制作一个拉手。后板内侧中央制作一个宽1cm×深0.3cm×高25cm 滑槽，左端镶嵌长24cm×高24cm 无色透明玻璃。

3）左侧板1块：宽30cm×高28.7cm,镶嵌长24cm×高24cm 无色玻璃。

4）右侧板1块：宽30cm×高28.7cm。

5）中央活动隔板1块：宽28.6cm×高23.7cm。

6）顶端活动推拉式盖板2块：光室盖板（左侧）1块，长27.5cm×宽30cm，中央镶嵌长一块24cm×宽24cm 的无色透明玻璃；暗室盖板（右侧）1块，长27.5cm×宽30cm。

7）玻璃制作：光室前、后、左壁玻璃各1块，长24cm×高24cm；光室盖板玻璃1块，长24cm×宽24cm； 暗室前壁观察窗口玻璃1块，长24cm×高24cm；装置底部玻璃1块，长52.6cm×宽27.6cm。

3.2.2 打磨、上漆 将制作的木质零部件打磨光滑后上漆。

3.2.3 组装 将制作的零部件组装，组装模型见图1、图2所示（本文附图见封二）。

4 装置使用方法步骤

1）取下装置光室盖板、暗室盖板，取出活动隔板，在装置底部垫一层湿纸巾；

2）将萌发的种子均匀分布在纸巾上；

3）插入隔板，盖上暗室及光室盖板，将装置放置在通风、通光环境；

4）定时浇水，观察、记录种子萌发、幼苗生长情况。

5 装置使用效果

1）文字记录（表1）。

表1 “光对叶绿素形成的影响”实验观察记录

2）图片记录（图3～图6）。

6 装置优点

1）装置主体由木质结构组成，性能稳定，可多次重复使用；2）装置为长方体，稳定性强，无安全隐患；3）装置结构简单，操作方便；4）装置直观，便于对照观察，实验效果好，适于初中生物学实验教学推广应用。

“‘光对叶绿素形成的影响’实验装置的创新设计”一文附图