1、初中生物幾例實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的改進(jìn)與創(chuàng)新保基中學(xué)：楊勇摘要：生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中生物學(xué)科教學(xué)的組成部分，是培養(yǎng)學(xué)-生、創(chuàng)新能力及提高生物科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)、形成學(xué)生科學(xué)探究能力非常重要。教師在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)改進(jìn)與創(chuàng)新，充分挖掘和利用好現(xiàn)有各種有效資源，使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更加合理，步驟更加嚴(yán)謹(jǐn)，具有更好可操作性，可以彌補(bǔ)一些課本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足，便于學(xué)生更加直觀的理解課本知識(shí)，大大縮短了課堂演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)得到了最大的收獲，也更能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)生科學(xué)探究和實(shí)驗(yàn)水平，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。關(guān)

2、鍵詞：初中生物 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 改進(jìn)與創(chuàng)新生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，科學(xué)探究貫穿了整個(gè)生物教學(xué)的全過程，它不僅僅是眾多的事實(shí)和理論的積累、再現(xiàn)，它也是一個(gè)學(xué)生不斷探究和成長的過程，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中生物學(xué)科教學(xué)的組成部分，是培養(yǎng)學(xué)-生、創(chuàng)新能力及提高生物科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)、形成學(xué)生科學(xué)探究能力非常重要。然而，現(xiàn)行教材中的很多實(shí)驗(yàn)由于實(shí)驗(yàn)材料選擇不當(dāng)、實(shí)驗(yàn)方法不夠合理、使得一些實(shí)驗(yàn)取材不方便，操作復(fù)雜，缺少應(yīng)有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性，同時(shí)效果不明顯，不易觀察，從而使實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以取得預(yù)期的教學(xué)效果。因此，教師在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)改進(jìn)與創(chuàng)新，充分挖掘和利用好現(xiàn)有各種有效資

3、源，開展好每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)工作，可以彌補(bǔ)一些課本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足，能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生形成創(chuàng)新意識(shí)、發(fā)展創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。下面僅介紹新人教版初中生物教科書中幾例實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與創(chuàng)新。1、 實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新：新人教版八年級(jí)生物選擇健康的生活方式，教材中設(shè)計(jì)了一個(gè)探究活動(dòng)“酒精或煙草浸出液對(duì)水蚤心率的影響”，在本次探究活動(dòng)中，雖然能夠說明酒精或煙草浸出液對(duì)心血管方面有一定危害，但還更加直觀的展現(xiàn)吸煙對(duì)人體肺部的具體影響，而教材中關(guān)吸煙危害人體健康的內(nèi)容只是提供了一些文字說明，如“香煙燃燒產(chǎn)生的煙霧中含有多種有害的化學(xué)物質(zhì)”等文字信息，學(xué)生閱讀后對(duì)吸煙的危害并沒有很深刻的印象，為了能讓學(xué)生對(duì)吸煙

4、的危害感受更直觀、更深刻，在實(shí)際教學(xué)中我自創(chuàng)了如下實(shí)驗(yàn)：試驗(yàn)設(shè)計(jì)：1、材料：一個(gè)透明塑料軟管（剛好能插入一支香煙，一個(gè)注射器，棉花，香煙（帶過濾嘴和不帶過濾嘴的各一支）。2、方法與步驟：在本實(shí)驗(yàn)中，用棉花模擬人的肺，用注射器模擬人吸食香煙。在塑料軟管的一端先插上一支不帶過濾嘴的香煙，另一端放入一團(tuán)棉花，用注射器接在有棉花的一端拉動(dòng)活塞模擬吸煙，為了不讓教室內(nèi)充滿煙霧，可將注射器吸來的煙霧吹入裝有水的燒杯中，減少香煙燃燒的煙霧對(duì)學(xué)生健康的危害。反復(fù)抽吸完以后，取出管里的棉花，會(huì)發(fā)現(xiàn)棉花變成黃色，從而證明香煙燃燒后產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)會(huì)使肺發(fā)黃變黑，危害身體健康。接著改用有過濾嘴的香煙進(jìn)進(jìn)同樣的模擬實(shí)驗(yàn)

5、，得到相似的現(xiàn)象及結(jié)果，打破學(xué)生過濾嘴香煙沒有危害的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)。2、 實(shí)驗(yàn)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)一：新人教版生物七年級(jí)下冊(cè)食物中的營養(yǎng)物質(zhì)中探究活動(dòng)“測定某種食物中的能量”，其目的是通過水升高的溫度來計(jì)算出食物燃燒時(shí)放出的熱量。，（一）、教材的設(shè)計(jì)是：1、取一只50ml錐形瓶，注入30ml水，固定在鐵架臺(tái)上。2、在錐形瓶中放入一支溫度計(jì)。3、稱出一粒干花生的質(zhì)量，將這粒花生點(diǎn)燃后盡快放到錐形瓶底部加熱，待花生完全燃燒后測量水溫。（二）、存在的不足：1、在本實(shí)驗(yàn)中，錐形瓶未加瓶塞，易散熱；2、錐形瓶較大，水較多，瓶體吸熱多，水濕變化不大，不易測量，誤差較大。3、花生在敞開的環(huán)境中燃燒，熱損失較多；4、花生種子小

6、，燃燒時(shí)放出的熱量本身就不多，同時(shí)解剖針穿插燃燒時(shí)易掉。本實(shí)驗(yàn)成功的關(guān)鍵是要盡量減少花生種子在燃燒是的熱量損失，而以上這些設(shè)計(jì)上的不足，則易使實(shí)驗(yàn)過程中的熱損失過大，測量結(jié)果嚴(yán)重偏小，與課本參考數(shù)據(jù)相差較大，易給學(xué)生造成誤解。（三）、改進(jìn)：一支小試管，溫度計(jì)，硬紙盒（防風(fēng)、減小空氣散熱），試管夾，廢石棉網(wǎng)（剪成長條形），核桃。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將一個(gè)長方形硬紙盒豎起，前面去掉一半，頂端開一個(gè)與小試管大小相似的圓孔，周圍穿幾個(gè)小洞，在小試管中注入10ml水，插入溫度計(jì)（玻璃泡在水的中部），用塞子固定，記下水的初溫，然后穿過圓孔，用試管夾固定在硬紙盒頂部，用天平稱出二分之一核桃仁，放在石棉網(wǎng)上，點(diǎn)燃后迅速放

7、到小試管正下方，等核桃仁完全燃燒后記下水溫，利用課本上的計(jì)算方法進(jìn)行計(jì)算。通過改進(jìn)之后的實(shí)驗(yàn)操作簡單，材料易得，效果明顯易觀察，且能最大限度的減少實(shí)驗(yàn)過程各種熱量的損失，增加了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性。實(shí)驗(yàn)二：新人教版生物七年級(jí)下冊(cè)消化和吸收中探究“饅頭在口腔中的變化”在本實(shí)驗(yàn)中，主要是通過三組對(duì)照實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察對(duì)比，分析說明饅頭在口腔中變甜是否與牙的咀嚼、舌的攪拌及唾液都有關(guān)系。（一）、課本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：1、等大新鮮饅頭塊A、B、C，A和B用刀細(xì)細(xì)切碎（模擬牙的咀嚼），C不作處理。2、取唾液。3、取三支潔凈的試管，編號(hào)1、2、3，1號(hào)管加入A饅頭碎屑和2ml唾液，充分?jǐn)嚢瑁?號(hào)管加入B饅頭碎屑和2ml清水，

8、充分?jǐn)嚢瑁?號(hào)管加入C饅頭塊和2ml唾液，不攪拌；然后將三支試管一起放入37溫水中，10分鐘以后取出，滴一至二滴碘液，振蕩觀察各管中顏色的變化。（二）、分析存在的不足：1、每組學(xué)生所用的實(shí)驗(yàn)器材老過多，不好操作，易損壞（每組至少用到三支大試管，兩個(gè)小燒杯，一個(gè)大燒杯，兩支滴管，一支溫度計(jì)等）。2、實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備和操作時(shí)間過長，對(duì)于課時(shí)緊張的七年級(jí)生物來說是不利的（每組所用的器材多，且必須完成三組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，短時(shí)間內(nèi)難以完成）；3、新鮮饅頭入水后易碎，1號(hào)管與3號(hào)管無法對(duì)照，效果不明顯，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)最主要的不足就是由于實(shí)驗(yàn)操作時(shí)間過長，對(duì)照不明顯，學(xué)生往往還等不到觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和分析實(shí)驗(yàn)就已

9、經(jīng)下課，實(shí)驗(yàn)也就草草了事。（三）、實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：居于以上情況，本實(shí)驗(yàn)在實(shí)際教學(xué)中可作如下改進(jìn)，大大減少實(shí)驗(yàn)器材及損壞，節(jié)省時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)的可操作性和可比性，提高課堂實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率：1、把學(xué)生分成三個(gè)大組，大組中再分成三個(gè)小組，每個(gè)大組負(fù)責(zé)完成一項(xiàng)操作，完成后三個(gè)大組間的小組再進(jìn)行對(duì)照，這樣節(jié)省了三分之二的器材，有效減少器材的損壞，同時(shí)，學(xué)生操作簡單，取唾液的時(shí)間和操作時(shí)間也大為縮短，基本上在課堂上就能得出完整的結(jié)論。2、1號(hào)管和2號(hào)管用新鮮的饅頭，3號(hào)管則用稍干一些，變硬了饅頭塊，這樣1號(hào)管和2號(hào)管中的饅頭屑會(huì)更細(xì)而3號(hào)管中的則不會(huì)散開，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，有利于整個(gè)實(shí)驗(yàn)的對(duì)照和分析，提高了實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確

10、性。實(shí)驗(yàn)三：新人教版生物七年級(jí)下冊(cè)發(fā)生在肺內(nèi)的氣體交換中的演示實(shí)驗(yàn)“模擬膈肌運(yùn)動(dòng)”教材上是用大的玻璃罩代表胸廓，用氣球代表肺，在玻璃罩下蒙上一層橡皮膜代表膈，玻璃管模擬氣管和支氣管。演示時(shí)用手拉或者推橡皮膜，模擬膈肌的收縮與舒張，說明胸廓大小的變化及吸氣和呼氣動(dòng)作。（一）、存在的不足：用大的玻璃罩代表胸廓使用起來很不方便，較笨重，演示時(shí)橡皮膜易滑脫，且大玻璃罩、“Y”型管學(xué)校不一定有。（二）、實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：用學(xué)生身過易得的生活材料來制作“膈肌模擬器”，變演示實(shí)驗(yàn)為學(xué)生實(shí)驗(yàn)更直觀、效果更好。1、用廢棄的泡泡糖瓶來代表胸廓（瓶口有螺旋口便于捆扎，演示時(shí)氣球不易滑脫），在瓶底中部穿一個(gè)圓孔；2、用稍大

11、的飲料吸管制作“Y”管模擬氣管和支氣管，3、用一個(gè)蘿卜削成一個(gè)塞子，中間開孔，將做好的“Y”管兩枝扎上氣球后穿在蘿卜上，用一個(gè)大氣球剪去一部分模擬膈肌，照課本圖做成膈肌模擬器便可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作了。在本實(shí)驗(yàn)中，由于材料易得，制作、操作簡單，培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力和實(shí)驗(yàn)操作興趣，便于學(xué)生充分理解膈肌運(yùn)動(dòng)與肺的變化及呼吸的關(guān)系，增強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。實(shí)驗(yàn)四：新人教版生物八年級(jí)上冊(cè)陸地生活的動(dòng)物中“飼養(yǎng)和觀察蚯蚓”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)（一）、教材中對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是將蚯蚓放在糙紙上觀察它的運(yùn)動(dòng)及身體的變化，再將蚯蚓放在玻璃板上，觀察神經(jīng)質(zhì)運(yùn)動(dòng)及身體的變化，并與在糙紙上的運(yùn)動(dòng)做比較。目的是通過觀察蚯蚓在不同物體表面的運(yùn)動(dòng)及

12、身體變化情況來認(rèn)識(shí)蚯蚓剛毛在運(yùn)動(dòng)中的作用。（二）、該設(shè)計(jì)中存在的問題（1）實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期結(jié)果相反，蚯蚓在糙紙上的運(yùn)動(dòng)比在玻璃上慢，（糙紙較干，蚯蚓被粘在了紙上）。實(shí)驗(yàn)步驟讓學(xué)生產(chǎn)生是不是蚯蚓在糙紙上運(yùn)動(dòng)累了？所以才比玻璃板上運(yùn)動(dòng)慢。（2）實(shí)驗(yàn)中所用玻璃板干燥時(shí)，蚯蚓也可以在玻璃板上較快運(yùn)動(dòng)？3、實(shí)驗(yàn)過程中的兩次運(yùn)動(dòng)是分開來做，學(xué)生缺少對(duì)照，很難進(jìn)行比較。從以情況來看，教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)簡單、步驟不夠嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)驗(yàn)效果不好，甚至得出相反的結(jié)論，針對(duì)這些問題進(jìn)行分析，對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了改進(jìn)。（三）、對(duì)實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)：用玻璃條做兩個(gè)玻璃槽（可保證蚯蚓基本沿直線運(yùn)動(dòng)），在玻璃槽的一個(gè)外側(cè)面貼上自制標(biāo)尺，一個(gè)玻璃槽的玻

13、璃板上撒一層水，讓玻璃板表面形成一層水膜，才能保證玻璃板的光滑。讓蚯蚓先在撒水的玻璃內(nèi)上運(yùn)動(dòng)，通過標(biāo)尺觀察并記錄一定時(shí)間內(nèi)蚯蚓運(yùn)動(dòng)的路程，再在另一個(gè)玻璃槽內(nèi)捕上一層糙紙，用水把紙充分打濕，讓蚯蚓在紙上運(yùn)動(dòng)，觀察并記錄其在相同的時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的路程，與在玻璃板的運(yùn)動(dòng)情況進(jìn)行比較既可得出結(jié)論。改進(jìn)之后，保證實(shí)驗(yàn)中只有一個(gè)變量。玻璃槽上貼的標(biāo)尺則有助于觀察比較蚯蚓的運(yùn)動(dòng)。同時(shí)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)避免了實(shí)驗(yàn)條件不統(tǒng)一；步驟不夠嚴(yán)謹(jǐn)，缺少對(duì)照等不足，使實(shí)驗(yàn)更具可行性。實(shí)驗(yàn)五新人教版生物七年級(jí)上冊(cè)綠色植物對(duì)有機(jī)物的利用一節(jié)中的演示實(shí)驗(yàn)“種子在萌發(fā)過程中產(chǎn)生二氧化碳。”該實(shí)驗(yàn)是利用“二氧化碳使澄清石灰水變渾濁”的性質(zhì)，

14、驗(yàn)證萌發(fā)的種子在呼吸過程中產(chǎn)生了二氧化碳，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)如右圖所示。（一）、原實(shí)驗(yàn)裝置的不足處：1、器材較多，組裝復(fù)雜。 2、，實(shí)驗(yàn)操作繁瑣。使用該裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)采用灌水排氣法，從漏斗灌入清水，漏斗中用棉花塞住也會(huì)有少量二氧化碳逸出，操作復(fù)雜，容易漏氣，也不夠嚴(yán)謹(jǐn)（用注水法促使二氧化碳從導(dǎo)管里排出，因?yàn)槎趸寄苋苡谒惑w積的水就能溶解一體積的二氧化碳?xì)怏w。）從而降低了瓶內(nèi)二氧化碳的濃度。因此實(shí)驗(yàn)效果不明顯。 4、該裝置不能連續(xù)使用，不能在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)演示該實(shí)驗(yàn)，無法保證平行班的開課。既增加了工作量又浪費(fèi)了實(shí)驗(yàn)材料。3、沒有設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，很難說明二氧化碳是萌發(fā)的種子產(chǎn)生的。也不能排出原有空氣中二氧化碳

15、對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。（二）、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)與操作：1、實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn) ：只用兩個(gè)塑料注射液瓶子、兩根輸液管（帶針頭）、小燒杯，材料易得，制作過程簡單。2、實(shí)驗(yàn)操作課前準(zhǔn)備兩個(gè)250ml的塑料注射液瓶子，分別貼上標(biāo)簽，1號(hào)瓶中裝入萌發(fā)的種子，2號(hào)瓶中裝入煮熟的種子以形成對(duì)照，用線拴好浸氫氧化鈉溶液的小棉球（吸收原有空氣中的二氧化碳，排出干擾）固定在蓋上，然后蓋住密封，將兩根須帶針頭的輸液管，剪去有進(jìn)氣管的一端后分別插在1號(hào)瓶和2號(hào)瓶蓋上關(guān)緊密封開關(guān)、2-4小時(shí)后就可用時(shí)行演示實(shí)驗(yàn)。取兩個(gè)小燒杯，分別貼上標(biāo)簽與瓶子對(duì)應(yīng)，向兩只小燒杯中倒入適量的澄清石灰水。將1號(hào)瓶的輸液管插入對(duì)應(yīng)的小燒杯，打開輸液管閥并擠壓塑

16、料注射液瓶，觀察、記錄1號(hào)杯中澄清石灰水的變化；然后換用2號(hào)裝置進(jìn)行同樣的操作并觀察、記錄，然后引導(dǎo)學(xué)生對(duì)照分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出結(jié)論萌發(fā)的種子進(jìn)行呼吸作用時(shí)產(chǎn)生了二氧化碳。經(jīng)過改進(jìn)之后實(shí)驗(yàn)裝置簡單，氣密性好，實(shí)驗(yàn)器材來源于生活、容易取得，組裝簡潔、易操作，使學(xué)生覺得生活中的許多物品都可用來做探究實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)操作很簡便，排出原有空氣中二氧化碳的干擾后實(shí)驗(yàn)效果更明顯。同時(shí)設(shè)置了對(duì)照組更有利于學(xué)生理解呼吸作用產(chǎn)生了二氧化碳，實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果顯著，還以反復(fù)使用。總之，生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，而實(shí)驗(yàn)教學(xué)是初中生物學(xué)科教學(xué)的組成部分，是培養(yǎng)學(xué)-生、創(chuàng)新能力及提高生物科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。對(duì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，發(fā)展學(xué)生生物科學(xué)素養(yǎng)、形成學(xué)生科學(xué)探究能力非常重要