“测定某种食物中的能量”探究实验的改进

大连海事大学附属学校李薇

l 材料

教材中给出的两种食物：花生和核桃仁。要想比较哪一种食物含有的能量多，在中学实验室的条件下是不容易的：花生的能量值是12.47 kJ／g，核桃的能量值是13.68 kJ／g，稍不小心很可能实验结果相反，使学生产生误解，有悖科学真理。因此应选择能量差值较大的食物相比。晒干的马铃薯片易于燃烧，而且在北方也十分常见，这样能使实验现象更加明显，结论真实可信。

2 装置

1）教材中的装置，燃烧物容易掉落桌面，再则燃烧空间小氧气量不足，多次点燃能量损耗大，可将另一易拉罐从中部剪开，取下部作底，以透明胶带固定在一起，既美观、稳定又加大燃烧空间，使燃烧完全，减少能量损失。

2）温度计不能直接接触锥形瓶底，更不能待燃烧完全后再测水温，用橡胶塞打孔后将温度计固定在水层中，同时锥形瓶口部加橡胶塞也可以减少热量散失。

3）固定锥形瓶的试管夹可以换成胶皮套，这样不但移动方便而且一经做成不必拆卸，可以多次重复使用，甚至可以留到下一年使用。

3 创新

锥形瓶不能用来直接加热，在实验过程中易被烧炸，发生意外。将锥形瓶放在石棉网上用三角架支起，三脚架两侧用锡箔纸包围，食物在三脚架和锡箔纸围起的空间内燃烧，可谓一种既简便又安全的方法。锥形瓶也可以用铝箔纸包起来，底部除外。优点：简便、安全。缺点：能量损耗大。

此方法虽然能量损耗大，但在现有的中学实验室条件下，可谓简单易行的方法，同样可以观察到明显的现象，尤其是针对不要求定量计算的探究问题。

“制作临时装片”的简便教法与学法

青岛市六十中学文举利

2001年人教版新编教材七年级的“观察植物细胞”的实验通过制作临时装片来认识植物细胞。根据课程标准，要求学生学会临时装片的制作方法。我在进行“洋葱内表皮的临时装片的制作”时，为了避免教师的包办代替，教会学生学习的方法，就放手让学生大胆尝试。首先，我让学生看书预习，上课后再给五分钟，然后推选小队代表到讲台上来给大家示范，其他同学观察这个同学做的是否正确。示范过程中肯定会出现或多或少的差错，这正好给大家提供了兴奋点从而都能积极的参与、帮助其纠正。每当代表做完一个正确步骤时，我就启发大家提出问题、相互答疑并将此步骤用一两个动词来概括。这样，师生一起在轻松愉快的气氛中总结出了“擦、滴、撕、展，盖、滴、吸染”的临时装片制作顺口溜和注意事项，然后让大家一起用手势表演出来，随后再分组进行实验操作就会得心应手。这样，学生在有意无意中就学会了制作洋葱表皮临时装片的方法，事半功倍。又如：制作人的口腔上皮细胞临时装片时的前四个步骤可简单记作：一漱、二擦，三滴、四刮等顺口溜。

学生掌握了洋葱表皮临时装片的制作方法，对其它临时装片的制作就会触类旁通。

探究植物细胞吸水和失水

[问题] 细胞在什么情况下吸水？什么情况下失水？这与外界溶液浓度有什么关系？

[假设] 当外界溶液浓度小于细胞液浓度时，细胞吸水；反之，细胞失水。

[实验设计]

目的要求：探讨植物细胞吸水和失水的不同条件。

材料用具：新鲜的两根大小相近的马铃薯条、新鲜的两根豆芽、清水、浓盐水(0.5%、0.8%)、培养皿、试管、特种铅笔、紫皮洋葱、载玻片、盖玻片、显微镜、带刻度尺、天平。

方法步骤

[观察]
1．将马铃薯切成5 mm×5 mm×50 mm的薯条两个（或者用木塞打孔器准备两根50 mm马铃薯条）

2．取两只中等（口径15 mm、长约180 mm）试管，分别放入1炼焦配煤个薯条材料。

3．取两个直径80 mm的培养皿，分别放入1个豆芽材料。

4．在盛有实验材料的试管和培养皿中，分别倒入等量的浓盐水和蒸馏水，溶液量应没及薯条和豆芽。用特种铅笔划一水溶液线标记。

5．约15～20 min左右，观察实验材料的变化，以及器皿中溶液体积变化，并填写出下列表格.

实验鹰眼监控系统项目	溶液量（ml）		长度（mm）		重量（mg）		硬度
实验鹰眼监控系统项目	实验前	实验后	实验前	实验后	实验前	实验后	实验前	实验后
浓盐水试管
蒸馏水试管
浓盐水培养皿翻板百叶
蒸馏水培养皿

[思考]

1.该实验为什么要用浓盐水和蒸馏水两只试管或两个培养皿？其目的是什么？能否取消其中的一只试管或一个培养皿？

2．从植物组织如薯条在浓盐水和蒸馏水中的长度和重量的变化，分析外界溶液浓度与细胞液浓度的大小是否与细胞吸水和失水有关？

[研究浓盐水和清水对植物细胞的影响]

1．在等待细胞吸水和失水的探索性实验的15～20 min里，做洋葱表皮细胞临时装片。
2．在载玻片的中央滴一滴浓盐水。
3．小心撕取紫皮洋葱内表皮，切一小片置于浓盐水溶液中，盖上盖玻片。
4．在显微镜下，先用低倍物镜放大观察细胞，再以高倍物镜放大观察细胞。（由于物镜距载玻片很近，要小心按要求操作，以免压碎装片或损坏镜头）。
5．在盖玻片和载玻片中间，慢慢滴加蒸馏水，逐渐取代浓盐水溶液。
6．观察对比洋葱表皮细胞在浓盐水溶液和蒸馏水中有哪些变化。

[讨论]
1．为什么放浓盐水的薯条变软、变短、变轻了？放清水中的薯条变硬、变长、变重了？这说明了什么？

2．植物细胞吸水和失水，与细胞所处的周围溶液有什么关系？假设是否正确？

3．在浓盐水中，细胞质缩成红小团。当浓盐水逐渐被蒸馏水取代时，细胞质慢慢胀大，最后紧贴细胞壁。你能联想到植物的根毛细胞是如何吸水和失水的吗？

[结论]

细胞吸水与失水，取决于细胞周围溶液浓度与细胞液的浓度差。

[作业与思考]

1.分析根毛细胞吸收水分的过程。用文字表述。

2.分析一次给农作物施肥过多，为什么会将苗“烧”死？

3．人能不能喝海水？为什么？

显微镜的构造和使用

实验目的要求

人的眼睛只能识别大小为0.1 ㎜的物体。显微镜是精密的放大仪器，是生物学研究不可缺少的工具。我们用它可以观察肉眼看不见的微小生物的结构。中学最常用的是光学显微镜，为了正确操作、妥善保管和维护显微镜，使之延长使用年限，我们必须首先了解显微镜的结构和功能。

一台显微镜包括机械装置和光学系统两大部分，注意比较和识别。

（一）机械部分

1．镜筒为显微镜上部圆形中空的长筒，筒口上端安装目镜，下端与物镜转换器相连。作用是保护成像的光路与亮度。

2．转换器　固着在镜筒下端，分两层，上层固着不动，下层可自由转动。转换器上有2～4个圆孔，用来安装不同倍数的低倍或高倍物镜。

3．粗准焦螺旋　位于镜臂的上方，可以转动，以使镜筒能上下移动，从而调节焦距。

4．细准焦螺旋　位于镜臂的下方，它的移动范围较粗准焦螺旋小，可以细调焦距。

5．镜座　是位于镜臂的下方，显微镜的底部，呈马蹄形的金属座。用以稳固和支持镜身。

6．镜柱　从镜座向上直立的短柱。上连镜臂，下连镜座，可以支持镜臂和载物台。

7．倾斜关节　镜柱和镜臂交界处有一个能活动的关节。它可以使显微镜在一定的范围内后倾（一般倾斜不得超过45°）便于观察。但是在使用临时封片观察时，禁止使用倾斜关节，尤其是装片内含酸性试剂时严禁使用，以免污损镜体。

8．载物台　从镜臂向前方伸出的金属平台。呈方形或圆形，是放置玻片标本的地方。其中央具有通光孔，在通光孔的左右有一个弹性的金属压片夹，用来压住载玻片。较高级的显微镜，在载物台上常具有推进器，它包括夹片夹和推进螺旋，除夹住切片外，还可使切片在载物台上移动。

（二）光学部分

1．目镜　它是安装在镜筒上端的镜头。是由一组透镜组成的，它可以使物镜成倍地分辨、放大物像，例如 5×、10×、15×、20×。

2．物镜　是决定显微镜质量的关键部件。安装在转换器的孔上，也是由一组透镜组成的，能够把物体清晰地放大。一般有三个放大倍数不同的物镜，即：低倍物镜（8×或10×）、高倍物镜（40×或导电布双面胶45×）和油浸物镜（90×或100×），根据需要可选择一个使用。显微镜的放大倍数是目镜倍数乘以物镜的倍数。

3．反光镜　在聚光器的下面有一个一面平另一面凹的双面圆镜。可作各种方向的翻转，光线较强时使用平面镜，反之使用凹面镜。

4．聚光器　（学生用显微镜一般没有这个装置）是由凹透镜组成的，它可以集中反光镜投射来的光线。在镜柱前面有一个聚光器调节螺旋，它可以使聚光器升降，用以调节光线的强弱，下降时明亮度降低，上升时明亮度加强。

5．虹彩光圈　又称可变光阑，由多数金属片组成（学生用显微镜一般没有这个装置），在较高级的显微镜上具有此装置。使用时移动其把柄，可控制聚光器透镜的通光范围，用以调节光的强度。虹彩光圈下常附有金属圈，其上装有滤光片，可调节光源的调。

6．遮光器　简单的显微镜无聚光器和虹彩光圈，而装有遮光器。遮光器呈圆盘状，上面有大小不等的圆孔（光圈）。光圈对准通光孔，可以调节光线的强弱。

显微镜的成像原理（放大原理）

光线→反光镜→遮光器→通光孔→标本（一定要透明）→物镜的透镜（第一次放大成倒立实像）→镜筒→目镜（再放大成虚像）→眼。

显微镜的使用

1．取镜安放

取镜右手握住镜臂，左手平托镜座，保持镜体直立。（特别要禁止单手提着显微镜走，防止目镜从镜筒中滑脱）。

安放放置桌边时动作要轻。一般应在身体的前面，略偏左，镜筒向前，镜臂向后，距桌边7～10 ㎝处，以便观察和防止掉落。安放目镜和物镜。

2．对光

转动转换器，使低倍物镜正对通光孔。左眼注视目镜内，右眼同时睁开，用手转动反光镜，面向光源。在目镜里看见一个圆形、明亮的视野（一定要用非直射光）。把一个较大的光圈对准通光孔。新型助听器

3．低倍镜的使用

观察任何标本都必须先用低倍镜。

（1）放置切片　升高镜筒，把玻片标本放在载物台中央，标本材料正对通光孔的中心，用压片夹压住载玻片的两端。

（2）调焦　两眼从侧面注视物镜，转动粗准焦螺旋，让镜筒徐徐下降，至物镜距玻片2～5 ㎜处。然后用左眼注视目镜，右眼同时睁开，（以便绘图），同时用手反方向（逆时针方向）转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓上升，直到看清物像为止。如果不够清楚，可用细准焦螺旋调节。（不可以在调焦时边观察边使镜筒下降，以免压碎装片和镜头。）

（3）低倍镜的观察由所用的目镜放大倍数与物镜放大倍数相乘，即为原物被放大的倍数。如果物像不在视野中央，要慢慢移动到视野中央，适当再进行调节。

4．高倍镜的使用

（1）选好目标先用低倍物镜确定要观察的目标，将其移至视野中央。转动转换器，把低倍物镜轻轻移开，原位置小心换上高倍物镜。（用高倍物镜工作距离较短，操作要十分仔细，以防镜头碰击玻片）。

（2）调焦在正常情况下，当高倍物镜转正之后，在视野中央即可见到模糊的物像，只要向反时针方向略微调动细准焦螺旋，既可获得清晰的物像。

在换上高倍物镜观察时，视野变小变暗，要重新调节视野亮度，可升高聚光器或利用凹面反光镜。

5．油镜的使用（中学生一般不使用，在这里不做详述）

6．使用后的整理

观察结束，应先将镜筒升高，聚光器下降，再取下切片，然后转动转换器，使物镜与通光孔错开，做好清洁工作。清洁完毕，再下降镜筒，使两个物镜位于载物台上通光孔的两侧，呈“八”字形，将反光镜转至与载物台垂直，罩上防尘罩，仍用右手握住镜臂，左手平托镜座，按号放回镜箱中。

讨论

1．降低镜筒时，操作者最关键的姿势应该是什么？其重要性是什么？

2．当视野太明亮，光线刺眼时，这样的光线会使人眼的视网膜永久性损坏。其原因和解决的方法是什么？

提示

1．降低镜筒时，一定要从旁边注视物镜和玻片，防止它们接触和压碎盖玻片、磨损透镜。

2．原因是：（1）反光镜直对强光源或用反光镜捕捉直射的太阳光；（2）光线直射到物镜的透镜上。

解决方法：用平面镜、小光圈、加滤光片、转向暗处；移动显微镜的位置。

探究种子萌发的内部和外部条件

［问题］种子在什么情况下萌发？

［假设］种子的胚是活的,在水、空气和适宜的温度条件下萌发。

［设计实验］
目的要求：研究种子萌发所需的内部和外部条件。

材料用具：

小麦种子、绿豆种子、黄豆种子、菜豆种子、玉米种子、熟的小麦种子和冻过的小麦种子、试管、试管架、培养皿、磨口瓶、纱布或棉花、清水、冰箱。

方法步骤

１．每个学生一组。将小麦种子、绿豆种子、黄豆种子、菜豆种子、玉米种子、熟的小麦种子、冻过的小麦种子各20粒放在不同条件的A、B、C、D、E五组装置中。

２．A组种子在干棉花或干纱布上。常温下。

３．B组种子在湿棉花上或湿纱布上。常温下。

４．C组种子在湿棉花上或湿纱布上，置于冰箱内。

５．D组种子完全浸在水中，常温下。

６．E组种子（熟的、冻过的）置常温下。

７．两至三天后，数一数萌发种子的数目，计算各装置中种子的发芽率。

８．将萌发的小麦种子和干燥的小麦种子分别咀嚼，有什么不同的感觉？为什么？

９．观察种子萌发的过程。识别胚芽、胚轴、子叶、幼根和真叶等。

［讨论］

装置	条件			萌发种子的数目	种子发芽率
装置	四巧板水	氧	温度	萌发种子的数目	种子发芽率
A
B
C
D
E

［结论］

B种子发芽率比A高,种子的萌发需要水分。

B种子发芽率比C高,种子的萌发需要适宜的温度。

D种子发芽率比B低,种子的萌发需要氧。

E种子发芽率是零，因为种子的胚不是活的。

[选做实验与作业]

材料：绿豆种子或黄豆种子等。

要求：假设种子萌发的内部和外部条件都满足，设计一个光照与种子的萌发相关的实验方案。得出观察后的正确结论。

藻类植物、苔藓植物、蕨类植物的探索观察

目的要求

用自己曾经学习过的生物学研究方法，大胆设计和选择运用各种生物实验用具如放大镜、直尺、显微镜……独立探索藻类植物、苔藓植物、蕨类植物的形态特征，在观察中思考比较它们之间的主要区别和三类植物的内在联系，从中进一步学会科学地、灵活地、创造性地开展生物科学的研究，培养和锻炼自己的科学意识和科学品质。

材料用具

1．每个实验桌上有苔藓植物（葫芦藓、墙藓）、蕨类植物（铁线蕨、肾蕨）、藻类植物（水绵、紫菜、海带）。

2．其他实验用具根据自己选用情况填写如下：如放大镜……

方法步骤

根据表格的要求自己边实验边填写

植物名称	生活环境	植物体大小	观察方式 (显微镜、肉眼、放大镜）	根 × √	茎 × √	叶 × √	用显微镜观察细胞（单、多）

植物名称	形态	颜	叶绿体	观察叶绿体的办法	复杂之处

植物名称	经济和生活中的意义（可以发挥）	繁殖方式	绘简图




结论（自己参考教材学会纵向比较归纳）

本节课的学习方法对你有哪些帮助，你有什么想法和具体的建议？

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