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        多點(diǎn)改變,多點(diǎn)精準(zhǔn)

        2020-07-09 03:26:49程友維陳水章
        關(guān)鍵詞:實(shí)驗(yàn)

        程友維 陳水章

        “驗(yàn)證呼出的氣體含有較多的二氧化碳”是舊版人教版生物教材七年級(jí)下冊(cè)中安排的一個(gè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn),在新版人教版教材七年級(jí)下冊(cè)第三章第二節(jié)的“想一想,議一議”中也出現(xiàn)了。

        實(shí)際教學(xué)中,恢復(fù)原來(lái)的演示實(shí)驗(yàn)?zāi)茏寣W(xué)生直觀地感受到呼出的氣體含有較多的二氧化碳,從而引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑:為什么呼出的氣體含有較多的二氧化碳?增加的二氧化碳來(lái)自哪里?繼而引出吸入的氣體在肺部、組織細(xì)胞處發(fā)生的變化。通過(guò)實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、導(dǎo)入新課,為本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)作鋪墊,具有非常重要的意義。

        一、原實(shí)驗(yàn)裝置的不足

        舊版人教版教材中設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示,該裝置存在以下不足。

        1.實(shí)驗(yàn)時(shí),需反復(fù)交替用手捏不同的橡皮管,容易捏錯(cuò),導(dǎo)致將石灰水吸入口中,甚至嗆入氣管,對(duì)身體造成危害,降低學(xué)生做實(shí)驗(yàn)的興趣。

        2.通入兩瓶澄清石灰水中的氣體的量不易保持一致。

        3.澄清石灰水變混濁是一種由淺到深的動(dòng)態(tài)過(guò)程,判斷的標(biāo)準(zhǔn)無(wú)法統(tǒng)一。

        二、改進(jìn)方案

        (一)控制氣流的大小

        1.所需材料

        帶膠塞的錐形瓶2個(gè),橡皮管3根,Y形管1根,細(xì)嘴長(zhǎng)滴管1支,玻璃管4根。

        2.裝置結(jié)構(gòu)

        如圖2所示,將兩個(gè)錐形瓶分別標(biāo)號(hào)為甲、乙,在標(biāo)簽紙內(nèi)側(cè)各寫一個(gè)“上”字,要求能從錐形瓶的對(duì)側(cè)看清字。去掉一支干凈細(xì)嘴長(zhǎng)滴管上的膠頭,將細(xì)嘴口插入Y形管,通向?qū)嶒?yàn)者嘴的一端的橡皮管。其他部分與原裝置相同。

        3.改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置原理

        長(zhǎng)滴管的細(xì)嘴口能有效控制吸入、呼出氣流的大小。

        4.操作方法

        抑制住鼻子的呼吸,用口對(duì)準(zhǔn)Y形管吸氣、呼氣,直至其中一瓶澄清石灰水變渾濁,看不到“上”字為止。

        5.改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)

        (1)可以控制氣流的大小,避免因誤操作而將澄清石灰水吸入口腔。

        (2)對(duì)澄清石灰水變渾濁程度的判斷有較明確的參照點(diǎn)(以透過(guò)石灰水看不到“上”字為準(zhǔn)),使實(shí)驗(yàn)更精準(zhǔn)。

        6.改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)裝置的不足

        通入兩瓶澄清石灰水中的氣體的量不易保持一致。

        (二)遵循單一變量原則

        1.所需材料

        水杯2個(gè),橡皮管3根,502膠1支,鐵絲若干,Y形管1根,單向閥3個(gè),硬塑料管1根,廢筆芯、筆桿若干,塑料彈珠1個(gè),老梅丹瓶2個(gè)。

        2.裝置構(gòu)造

        如圖3、圖4,在上、下兩個(gè)水杯瓶蓋的相應(yīng)位置各鉆一個(gè)孔,通過(guò)廢筆管連通,下端接一根長(zhǎng)塑料管,接口處用膠密封。在下水杯一側(cè)的上端鉆一個(gè)孔,與Y形管連通,用膠密封。

        將兩個(gè)老梅丹瓶分別標(biāo)號(hào)為A和B,在標(biāo)簽內(nèi)側(cè)各寫一個(gè)“上”字,要求從瓶的對(duì)側(cè)可以看清字。在A、B兩個(gè)瓶的瓶蓋上分別鉆兩個(gè)孔。

        B瓶其中一個(gè)孔直接與空氣相通,另一個(gè)孔的上端通過(guò)橡皮管連接Y形管的一端,下端通過(guò)長(zhǎng)塑料管插入B瓶。Y形管的另一端也通過(guò)橡皮管連接一根吹氣管,在此橡皮管中間安裝一個(gè)單向閥1,閥1的氣流方向由吹氣管流向下水杯。在B瓶與Y形管相連的橡皮管中塞入一個(gè)彈珠,構(gòu)成彈珠閥2,閥2在通常情況下處于關(guān)閉狀態(tài)。

        A瓶其中一個(gè)孔通過(guò)橡皮管與上水杯相連,在此橡皮管中間安裝一個(gè)單向閥3,通過(guò)閥3的氣流由A瓶流向上水杯。另一個(gè)孔的上端與空氣相通,下端連接長(zhǎng)塑料管。在上水杯的上方安裝一個(gè)單向閥4,可排出上水杯中的氣體。

        3.改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置原理

        (1)向下水杯吹氣,下水杯的水會(huì)通過(guò)長(zhǎng)塑料管被壓入上水杯,使下水杯液面下降,上水杯液面上升。

        (2)打開閥2,上水杯中的水流回下水杯,下水杯液面上升,將呼出氣體排入B瓶澄清石灰水中,上水杯液面下降,導(dǎo)致等量新鮮空氣經(jīng)過(guò)A瓶澄清石灰水進(jìn)入上水杯(上水杯中的水下降的體積等于下水杯中的水上升的體積,即上水杯吸入的氣體量等于下水杯排出的氣體量,保證通入兩瓶澄清石灰水的氣體量相等)。

        4.操作方法

        (1)向下水杯中加滿水。

        (2)向下水杯中吹氣,下水杯中的水會(huì)通過(guò)長(zhǎng)塑料管被壓入上水杯,待下水杯中的液面下降到一定位置后停止吹氣。這時(shí),下水杯液面上方的空間可收集呼出的氣體。

        (3)向A、B瓶中分別倒入等量的澄清石灰水,連接在裝置上。

        (4)打開閥2,讓上水杯中的水流回下水杯。下水杯水位上升,將下水杯中呼出的氣體排入B瓶澄清石灰水中,上水杯水位下降,等量的新鮮空氣經(jīng)過(guò)A瓶澄清石灰水進(jìn)入上水杯。待A、B兩瓶其中一瓶透過(guò)石灰水看不到“上”字時(shí),立刻松手關(guān)閉閥2。

        5.改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)裝置的優(yōu)點(diǎn)

        (1)吸入與呼出的氣體量體積相同,遵循了對(duì)照實(shí)驗(yàn)的單一變量原則。

        (2)對(duì)澄清石灰水變渾濁的程度的判斷有了較明確的參照點(diǎn)(以透過(guò)石灰水看不到“上”字為準(zhǔn)),使實(shí)驗(yàn)更精準(zhǔn)。

        (3)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中只需要吹氣,無(wú)需反復(fù)交替吸氣與吹氣,能避免操作者誤吸入澄清石灰水。

        (4)同時(shí)向兩瓶澄清的石灰水中通入“呼出的氣體”和“吸入的氣體”,便于對(duì)比觀察。

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