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初中生物几例实验设计的创新与改进
生物学是以实验为基础的自然科学，实验是生物的灵魂，离开了实验，生物就成了无源之水，无本之木。同时实验也是学生获取知识、进行知识创新的重要手段，“创新教育”是以培养人的创新精神和创新能力为基本价值取向的教育，其核心是创新能力的培养。而实验教学是初中生物学科教学的组成部分，是培养学生实践、创新能力及提高生物科学素养的重要途径。对激发学生学习兴趣，发展学生生物科学素养、形成学生科学探究能力非常重要。
然而，现行教材中的很多实验由于实验材料选择不当、实验方法不够合理、使得一些实验取材不方便，操作复杂，缺少应有科学严谨性，同时效果不明显，不易观察，从而使实验教学难以取得预期的教学效果。因此，教师在生物实验教学中加强改进与创新，充分挖掘和利用好现有各种有效资源，开展好每一个实验的教学工作，可以弥补一些课本实验设计的不足，能有效地激发学生的学习兴趣，促进学生形成创新意识、发展创新能力和实践能力。下面仅介绍新人教版初中生物教科书中几例实验的改进与创新。
一、实验创新：
创新一：
“观察动物细胞”是人教版《生物学》七年级上册第48页的“动物细胞”一节的模拟实验。教材要求学生制作动物细胞模型并说出模型制作中各种材料代表细胞中的什么结构，要求试做植物细胞模型，并没有制作植物细胞模型的实际操作。本节实验通过对植物细胞膜的制作和展示，让同学们更直观地了解植物细胞的具体结构，体验知识与技能在生产与生活中的应用，培养学生的动手能力以及观察、对比分析能力。
（一）、存在的不足：本实验以初一生物课本中“制作动物细胞模型”的实验为原型进行改进。原实验方法简单，形象美观，但作为实验材料的琼脂并不容易取得。
（二）、改进：在本实验中用较为常见的果冻代替了琼脂，使材料更易得、更廉价、更易操作，且可食用，利用橘子的圆形外皮作为细胞壁，以保鲜膜作为细胞膜，以桂圆核作为细胞核，山竹果肉作为液泡，绿豆作为叶绿体，形象直观，与真实细胞有很高的相似性。本实验改进了初一生物课本中“制作动物细胞模型”的实验，并改进为更为复杂的植物细胞模型制作，用较为常见的生活材料作为替
代，形象直观，具有很高的相似性。实验用具很常见，使实验可行性提高，并且可以在家中进行，可以让父母与孩子共同操作，享受亲子学习的乐趣。创新二：
人教版生物学七年级下册《食物中的营养物质》中探究活动“测定某种食物中的能量”，其目的是通过水升高的温度来计算出食物燃烧时放出的热量。，（一）、教材的设计是：
1、取一只50ml锥形瓶，注入30ml水，固定在铁架台上。
2、在锥形瓶中放入一支温度计。
3、称出一粒干花生的质量，将这粒花生点燃后尽快放到锥形瓶底部加热，待花生完全燃烧后测量水温。
（二）、存在的不足：
1、在本实验中，锥形瓶未加瓶塞，易散热；
2、锥形瓶较大，水较多，瓶体吸热多，水湿变化不大，不易测量，误差较大。
3、花生在敞开的环境中燃烧，热损失较多；
4、花生种子小，燃烧时放出的热量本身就不多，同时解剖针穿插燃烧时易掉。
本实验成功的关键是要尽量减少花生种子在燃烧时的热量损失，而以上这些设计上的不足，则易使实验过程中的热损失过大，测量结果严重偏小，与课本参考数据相差较大，易给学生造成误解。
（三）、改进：一支小试管，温度计，塑料瓶（防风、减小空气散热），试管夹，核桃。实验时，将塑料瓶前面去掉一半，顶端开一个与小试管大小相似的圆孔，周围穿几个小洞，在小试管中注入10ml水，插入温度计（玻璃泡在水的中部），用塞子固定，记下水的初温，然后穿过圆孔，用试管夹固定在塑料瓶顶部，用天平称出二分之一核桃仁，放在石棉网上，点燃后迅速放到小试管正下方，等核桃仁完全燃烧后记下水温，利用课本上的计算方法进行计算。通过改进之后的实验操作简单，材料易得，效果明显易观察，且能最大限度的减少实验过程各种热量的损失，增加了实验的准确性。
二、实验改进
实验一：
新人教版生物七年级下册《消化和吸收》中探究“馒头在口腔中的变化” 改为“探究米饭在口腔中的变化”，通过该实验，将知道口腔对食物中的淀粉还有初步消化的作用，有利于减小胃、小肠的负担，因此我们在吃饭时应懂得细嚼慢咽。
（一）、课本实验设计：
1、等大新鲜馒头块A、B、C，A和B用刀细细切碎（模拟牙的咀嚼），C不作处理。
2、取唾液。
3、取三支洁净的试管，编号1、2、3，1号管加入A馒头碎屑和2ml唾液，充分搅拌；2号管加入B馒头碎屑和2ml清水，充分搅拌；3号管加入C馒头块和2ml唾液，不搅拌；然后将三支试管一起放入37℃温水中，10分钟以后取出，滴一至二滴碘液，振荡观察各管中颜色的变化。
（二）、实验原型的不足：
1、实验过程要求学生们按课本所述的操作取唾液，可是有的学生口干舌燥，在限定的时间内取不出，要是延长时间又担心实验任务完成不了：更有甚的同学竟然直接吐痰，可想而知就不用细说了。
2、实验过程要求学生将3支试管一起放在37℃左右的温水中加热，一是对于初一学生来说水温不好控制有一定难度，要是温度过低或过高都将影响实验现象的产生 ；二是初一学生好动，尤其是男同学，如果不细心操作会有一定的不安全感。
3、要求的用具器材种类和数量较多，如消毒棉絮、大烧杯、铁架台、石棉网、酒精灯、火柴、温度计等等，这对于一些农村学校来说不能满足学生分组实验的需要，从而影响实验的开展。
（三）、实验的改进：
1、实验过程不需取唾液。课本1号与3号试管的物质变化改在口腔中进行，口腔中有唾液腺分泌唾液，但前者需要咀嚼搅拌，后者不需咀嚼搅拌，即将米饭含在口里。
2、实验过程不需水浴加热。课本1号与3号试管的物质变化所需的适宜的温度由口腔提供；课本2号试管的实验先将米饭放入试管捣碎，而后注入2ml清水并进行充分搅拌，最后将试管握在手心中，即该试管里的物质变化所需的适宜温度由手心提供。正常人体的口腔温度与手心温度都接近我们的正常体温。
3、由于不需取唾液、不需水浴加热，所以改进后的实验不需要消毒棉絮、大烧杯、铁架台、石棉网、酒精灯、火柴、温度计等等用具，为一些农村学校解决了由于器材不足影响实验开展的问题。在本实验中取材方便，操作简单易行，要求不苛刻，所需用具少，真实感强，特别符合初一学生的年龄特征，因此学生信心十足，实验效果明显，不需模拟，实验成功率高。实验二：
新人教版生物学七年级下册《消化与吸收》中的 “胆汁对脂肪的乳化作用” 演示实验，通过本实验的演示和学生的探究活动，便于学生理解胆汁中不含消化酶，对脂肪只起乳化作用，还能提高学生学习生物的兴趣，培养学生主动探究能力。
（一）、不足之处：教材本实验上用到的仪器主要是试管、滴管，在学生日常生活中难以找到，限制了学生课外动手探究，不利于学生自主创新和动手能力的培
养。操作不易控制，用量筒量取花生油操作麻烦，难度较大，因为油脂容易挂壁，用滴管滴胆汁和清水的量不容易控制，误差大，实验现象不明显，花生油色浅与清水、胆汁对比不清，演示实验所起的效果不佳。
（二）、实验的改进：
1、将花生油改为常见的菜籽油，原实验用到的与、鸡的胆汁颜色较深，改为色浅的猪胆汁代替。
2、实验器材生活化：将量筒、滴管改为5ml、10ml的注射器代替，试管用小玻璃杯或用过的一次性塑料杯代替。
3、设计用苏丹Ⅲ染液染色，油脂被染成橙红色，实验现象清楚易见。
4、改变滴加油脂和胆汁的量：把“向试管内注入1ml花生油后滴入5滴新鲜胆汁或5滴清水”，改为“向烧杯中注入2ml菜籽油和染色后加入10ml的新鲜胆汁或10ml的清水”，实验现象明显，便于学生观察。改进后的实验器材简便易得，提高了学生课后亲自动手实验的可能性，实验效果显著，易于观察，起到了很好的演示效果。实现了演示探究活动的理念创新。
实验三：
新人教版生物七年级上册《绿色植物对有机物的利用》一节中的演示实验“种子在萌发过程中产生二氧化碳。”该实验是利用“二氧化碳使澄清石灰水变浑浊”的性质，验证萌发的种子在呼吸过程中产生了二氧化碳。
（一）、原实验装置的不足处：
1、器材较多，组装复杂。
2、，实验操作繁琐。使用该装置实验时采用灌水排气法，从漏斗灌入清水，漏斗中用棉花塞住也会有少量二氧化碳逸出，操作复杂，容易漏气，也不够严谨（用注水法促使二氧化碳从导管里排出，因为二氧化碳能溶于水，一体积的水就能溶解一体积的二氧化碳气体。）从而降低了瓶内二氧化碳的浓度。因此实验效果不明显。
4、该装置不能连续使用，不能在短时间内重复演示该实验，无法保证平行班的开课。既增加了工作量又浪费了实验材料。
3、没有设置对照实验，很难说明二氧化碳是萌发的种子产生的。也不能排出原有空气中二氧化碳对实验的影响。
（二）、实验改进与操作：
1、实验装置的改进 ：只用两个塑料注射液瓶子、两根输液管（带针头）、小烧杯，材料易得，制作过程简单。
2、实验操作
课前准备两个250ml的塑料注射液瓶子，分别贴上标签，1号瓶中装入萌发的种
子，2号瓶中装入煮熟的种子以形成对照，用线拴好浸氢氧化钠溶液的小棉球（吸收原有空气中的二氧化碳，排出干扰）固定在盖上，然后盖住密封，将两根须带针头的输液管，剪去有进气管的一端后分别插在1号瓶和2号瓶盖上关紧密封开关、2-4小时后就可用时行演示实验。
取两个小烧杯，分别贴上标签与瓶子对应，向两只小烧杯中倒入适量的澄清石灰水。将1号瓶的输液管插入对应的小烧杯，打开输液管阀并挤压塑料注射液瓶，观察、记录1号杯中澄清石灰水的变化；然后换用2号装置进行同样的操作并观察、记录，然后引导学生对照分析实验现象，得出结论——萌发的种子进行呼吸作用时产生了二氧化碳。
经过改进之后实验装置简单，气密性好，实验器材来源于生活、容易取得，组装简洁、易操作，使学生觉得生活中的许多物品都可用来做探究实验。实验操作很简便，排出原有空气中二氧化碳的干扰后实验效果更明显。同时设置了对照组更有利于学生理解呼吸作用产生了二氧化碳，实验教学效果显著，还可以反复使用，利于平行班上课，不用重复制作。
总之，生物学是一门以实验为基础的科学，而实验教学是初中生物学科教学的组成部分，是培养学生实践、创新能力及提高生物科学素养的重要途径。对激发学生学习兴趣，发展学生生物科学素养、形成学生科学探究能力非常重要。教师在生物实验教学中加强改进与创新，充分挖掘和利用好现有各种有效资源，开展好每一个实验的教学工作，可以弥补一些课本实验设计的不足，能有效地激发学生的学习兴趣，促进学生形成创新意识、发展创新能力和实践能力。
通过以上的以上几例实验设计经过改进创新尝试,使实验设计更加合理，步骤更加严谨，更具可操作性，便于学生更加直观的理解课本知识，大大缩短了课堂演示和学生实验的时间，使学生在有限的时间内得到了最大的收获，它对促进学生全面发展、提高学生科学探究和实验水平、培养学生能力等方面有着十分巨大的教学价值和潜在作用。
乌鸦九年制学校向宏梅
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