王麗萍　孫豐富

摘 要：在課堂教學(xué)中，利用血紅蛋白的特性，借助氣體發(fā)生裝置，設(shè)置對(duì)照組，分別演示在新鮮雞血中通入氧氣和二氧化碳，觀察兩種情況下雞血顏色的可逆動(dòng)態(tài)變化，學(xué)生直觀感受動(dòng)脈血和靜脈血的相互轉(zhuǎn)化，培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)科素養(yǎng)，提高課堂教學(xué)效率.

關(guān)鍵詞：動(dòng)脈血;靜脈血;對(duì)比演示;可逆動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)化

作者簡(jiǎn)介：王麗萍（1986-），女，山東淄博人，本科，中學(xué)二級(jí)教師，研究方向：初中生物教學(xué)研究;

孫豐富（1984-），男，山東淄博人，本科，中學(xué)二級(jí)教師，研究方向：理化生課程整合教學(xué).

義務(wù)教育階段生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)提出了“初步具有生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的基本技能、一定的科學(xué)探究和實(shí)踐能力，養(yǎng)成良好的思維習(xí)慣”[1]的要求.動(dòng)脈血與靜脈血的轉(zhuǎn)化是魯科版生物學(xué)七年級(jí)上冊(cè)第三單元第四章第三節(jié)所涉及的學(xué)習(xí)內(nèi)容，動(dòng)脈血和靜脈血的區(qū)別是血液循環(huán)的重要知識(shí)，教材中沒有涉及動(dòng)脈血和靜脈血轉(zhuǎn)化的實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，教師在教學(xué)過程中通常借助圖片、多媒體動(dòng)畫來演示該過程.由于初中生的思維特點(diǎn)是以形象思維和定向思維為主，且處于由形象思維向抽象思維的轉(zhuǎn)化階段，加之該知識(shí)點(diǎn)較為抽象，致使學(xué)生容易混亂且易遺忘，學(xué)習(xí)效果不佳.

德國(guó)教育學(xué)家第斯多惠說過：“一個(gè)壞的老師奉送真理，一個(gè)好的老師則教人發(fā)現(xiàn)真理.” 生物科學(xué)是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，鼓勵(lì)學(xué)生和教師充分利用身邊費(fèi)用低廉的器具和材料，設(shè)計(jì)富有創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)[1].實(shí)驗(yàn)教學(xué)不但能夠幫助學(xué)生理解生物學(xué)知識(shí)與訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)技能，還有助于學(xué)生科學(xué)思維習(xí)慣的培養(yǎng).筆者在教學(xué)過程中結(jié)合課堂教學(xué)實(shí)際需要和七年級(jí)學(xué)生的學(xué)習(xí)特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一套可以反復(fù)再現(xiàn)動(dòng)脈血與靜脈血轉(zhuǎn)化的演示實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)演示現(xiàn)象明顯，把原本抽象的知識(shí)點(diǎn)，顯而“異”見地展現(xiàn)在學(xué)生面前，引起強(qiáng)烈的視覺沖擊，改變了以往學(xué)生在被動(dòng)學(xué)習(xí)氣氛中思考不深入，思維不系統(tǒng)，枯燥無樂趣的狀況，同時(shí)課堂教學(xué)變得活起來，教學(xué)效果較為理想，現(xiàn)與廣大一線教師共同探討，以期更大的改進(jìn).

1 裝置的制作

1.1 制作器材

硬紙板（約40cm×20cm附著在牛奶盒外固定），燒杯（100ml）3 個(gè)，錐形瓶2個(gè)，試管（20 mm×200 mm）3支，分液漏斗（長(zhǎng)頸漏斗）2個(gè)，玻璃棒1根，雙孔膠塞2個(gè)，直角玻璃管2根，直玻璃管2根，短橡膠管2段，金屬卡2個(gè);檸檬酸鈉晶體（少許），新鮮雞血50ml， 0.75%生理鹽水，小石子若干，稀鹽酸（10%HCl），二氧化錳，雙氧水（H2O2）.

1.2 制作方法

1.2.1 在硬紙板上粘一張白紙，便于觀察血液顏色的變化（圖1），同時(shí)，將其固定在牛奶盒外，用透明膠帶將三個(gè)試管均勻固定在木工板上，分別標(biāo)記為A、B、C（圖2）.

1.2.2 制取輔助氣體

利用雙氧水和二氧化錳在錐形瓶中反應(yīng)，制取氧氣（圖3），利用稀鹽酸和小石子反應(yīng)制取二氧化碳（圖3），注意利用分液漏斗控制雙氧水與稀鹽酸的流量使化學(xué)反應(yīng)緩慢進(jìn)行，同時(shí)，將兩套氣體發(fā)生裝置固定在牛奶盒內(nèi)（圖4）.

2 裝置使用

2.1 實(shí)驗(yàn)原理

當(dāng)血液中通入氧氣，血紅蛋白與氧結(jié)合形成氧合血紅蛋白，血液里含氧量增多，顏色鮮紅，叫做動(dòng)脈血;當(dāng)血液里通入二氧化碳，血紅蛋白與氧分離，血液里含氧量減少，顏色暗紅，叫做靜脈血[2].

簡(jiǎn)述如下：

動(dòng)脈血（含氧量多鮮紅色） 血紅蛋白與氧結(jié)合血紅蛋白與氧分離 靜脈血（含氧量少暗紅色）

2.2 使用方法

2.2.1 配制抗凝雞血

先在燒杯中配制少許質(zhì)量分?jǐn)?shù)約3%～5%的檸檬酸鈉溶液作為抗凝劑，0.75%生理鹽水作為稀釋溶液.將新鮮的雞血約20mL倒入盛有檸檬酸鈉溶液的燒杯中，滴入配制的生理鹽水進(jìn)行稀釋，同時(shí)，用玻璃棒不斷地?cái)嚢枋蛊涑浞只旌?，完成后向A、B、C三個(gè)試管中分別倒入約5mL配置好的抗凝雞血.（注意：所取雞血必須保證新鮮且及時(shí)做抗凝和稀釋處理）

2.2.2 開啟二氧化碳發(fā)生裝置，將通有二氧化碳的玻璃管通入裝有抗凝雞血的試管C中，觀察其顏色的變化，如圖5所示.（注意：待氣體發(fā)生裝置產(chǎn)生氣體穩(wěn)定后進(jìn)行操作，且通氣時(shí)間至少1分鐘）

2.2.3 開啟氧氣發(fā)生裝置，將通有氧氣的玻璃管通入裝有抗凝雞血的試管A中，觀察其顏色的變化，如圖6所示.

2.2.4 把試管A中再次通入二氧化碳、C再次通入氧氣，觀察血液顏色的變化.

2.2.5 現(xiàn)象分析

在A試管中通入足量的氧氣，血液顏色變?yōu)轷r紅色，為動(dòng)脈血;在C試管中通入足量二氧化碳，則血液顏色變?yōu)榘导t色，稱為靜脈血.

當(dāng)試管A中再次通入二氧化碳后，血液由原來的鮮紅色變?yōu)榘导t色，既由原來的動(dòng)脈血變?yōu)殪o脈血，模擬了組織細(xì)胞處的氣體交換過程;當(dāng)試管C中再次通入氧氣后，血液由原來的暗紅色變?yōu)轷r紅色，既由原來的靜脈血變?yōu)閯?dòng)脈血，模擬了肺泡的氣體交換過程.

通過實(shí)驗(yàn)，學(xué)生直觀、形象的觀察了靜脈血、動(dòng)脈血之間的區(qū)別及可逆轉(zhuǎn)化，不僅清晰地區(qū)別動(dòng)脈血、靜脈血，同時(shí)，體驗(yàn)了肺泡處和組織細(xì)胞處的氣體交換過程.

3 注意事項(xiàng)

（1）氧氣和二氧化碳的通入不易太快、太強(qiáng)，避免產(chǎn)生過多的血液泡沫導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效果不佳.

（2）雞血要即采即用，越新鮮效果越好，且及時(shí)做抗凝處理.

4 創(chuàng)新點(diǎn)

創(chuàng)新點(diǎn)1.演示實(shí)驗(yàn)與分組實(shí)驗(yàn)可同步進(jìn)行，如圖7、圖8.

創(chuàng)新點(diǎn)2.學(xué)生動(dòng)手配置抗凝雞血，能直觀認(rèn)識(shí)凝固血和抗凝血的區(qū)別，如圖9、圖10.

創(chuàng)新點(diǎn)3.通過通入的氣體和顏色變化區(qū)別動(dòng)脈血、靜脈血并能模擬動(dòng)脈血、靜脈血的相互轉(zhuǎn)化過程，如圖11.

創(chuàng)新點(diǎn)4.該裝置還可演示一氧化碳與血紅蛋白結(jié)合能力遠(yuǎn)高于氧和二氧化碳與血紅蛋白結(jié)合的能力，可用于對(duì)煤氣中毒原理的理解.

在演示過程中，氣體發(fā)生裝置隱藏在盒內(nèi)，教師通過展示兩種血液變化的現(xiàn)象，給學(xué)生造成疑惑，進(jìn)而提出問題：“發(fā)生這一變化的原因是什么？”在教師問題的引領(lǐng)下完成知識(shí)點(diǎn)的互動(dòng)理解.通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)，強(qiáng)化了學(xué)生對(duì)靜脈血和動(dòng)脈血的認(rèn)識(shí)以及對(duì)動(dòng)脈血、靜脈血相互轉(zhuǎn)化過程的直觀理解.學(xué)生在此過程中通過對(duì)比新鮮雞血顏色的變化，總結(jié)得出血紅蛋白在氧濃度高時(shí)易與氧結(jié)合，顏色轉(zhuǎn)變?yōu)轷r紅色;反之，在氧濃度低時(shí)易與氧分離，顏色轉(zhuǎn)變?yōu)榘导t色.依據(jù)兩種情況下顏色的變化讓學(xué)生體驗(yàn)動(dòng)脈血和靜脈血變化的原因，從而真正學(xué)會(huì)區(qū)分兩種血液.

學(xué)科教學(xué)應(yīng)基于真實(shí)的情景任務(wù)、問題引領(lǐng)，重視教學(xué)知識(shí)內(nèi)容的構(gòu)建設(shè)計(jì)，在學(xué)生個(gè)人或團(tuán)隊(duì)開展實(shí)踐學(xué)習(xí)[4].通過演示“動(dòng)脈血與靜脈血反復(fù)轉(zhuǎn)化”的裝置，讓學(xué)生在參與體驗(yàn)的過程中更加直觀地感受實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的變化，深入理解并掌握知識(shí)點(diǎn)，學(xué)會(huì)通過分析現(xiàn)象，深入事物的本質(zhì)，在這一思維過程中逐漸掌握科學(xué)思考的方法，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維習(xí)慣.同時(shí)，鍛煉了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作和學(xué)科整合的能力，提高了課堂學(xué)習(xí)效率，這也正是生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基本要求.

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[M].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012.

[2]吳海莉.讓動(dòng)脈血·靜脈血的轉(zhuǎn)化看得見[J].中學(xué)生物教學(xué)，2006（08）：35.

[3]周建湘.用對(duì)比實(shí)驗(yàn)促進(jìn)學(xué)生對(duì)動(dòng)脈血和靜脈血概念的理解[J].生物學(xué)教學(xué)，2002（09）：21.

[4]吳海燕，茆慶東.初中生科學(xué)核心素養(yǎng)培育的“現(xiàn)象教學(xué)”實(shí)踐[J].中學(xué)生物教學(xué)，2018（21）：29-31.

（收稿日期：2019-08-03）