黄林平
浙江省宁波市海曙区古林镇中学
摘要： 教材中设计的实验由于各种原因，操作时总是存在一定的缺陷，这就要求教师在面对每个实验时能对实验进行适当改进，以使实验过程更加简单，实验现象更加明显，本文以“系列实验”为例从改进实验原理，改进实验装置，及实验材料的获得和选择三个方面谈谈生物实验创新的途径。
关键词：实验原理 实验装置 实验材料
教材设计了植物光合作用的一系列实验 ，但实际教学中很多老师做光合作用实验的热情却不高 ，之所以出现以上现象的原因有很多，原实验所需要的时间较长。实验装置复杂，实验步骤繁琐，需要暗处理2～3d，光照2-3h，水浴加热脱色10~20min。还有可能因为所选植物不合适或者天气原因斗志光合作用不旺盛，导致实验失败。 针对以上问题，光合作用实验的创新改进一直是生物实验创新的一个热点，本文从改进实验原理，改进实验装置，及实验材料的获得和选择三个方面来谈谈生物实验创新的途径。
一、原理上创新
1.逆向思维：通过氢氧化钠溶液吸收CO2，减少光合作用研究原料CO2
实验步骤：?用一适当大小的玻璃罩罩住一株生长正常的盆栽绿色植物和一杯NaOH溶液，密封不漏气。对照组：把NaOH溶液换成水
将上述植物及装置放在暗室中饥饿，消耗掉叶片内贮藏的有机物。
一定时间后，照光若干小时，使其充分进行光合作用。
取叶片，放入盛有酒精的烧杯中，水浴加热，叶绿素溶于酒精中。将已脱绿的叶片取出，平铺在一个培养皿内，用碘-碘化钾溶液， 通过氢氧化钠溶液中没有检测到淀粉来确定光合作用需要二氧化碳
2.正向思维：
增加光合作用研究原料CO2，光合作用产物淀粉增加二氧化碳释放: 碳酸氢钠溶液 或雪碧溶液
实验步骤：与上面相同，唯一区别是把上面实验中的氢氧化钠溶液换成了能分解产生出
二氧化碳的碳酸氢钠溶液 或雪碧溶液。通过有碳酸氢钠溶液或雪碧溶液的装置中
淀粉含量更多来确定光合作用需要二氧化碳。
以上两种方法的基本原理都是最后验证叶片中有无淀粉产生。但这一类方法所需的时间都很长，学生在课堂内不可能观察到全过程！
3.指示剂思维：
反应前后，光合作用研究原料CO2减少，引起溶液颜色的变化证明绿色物光合作用需要C02的实验，根据水中含有二氧化碳的量变化引起溶液颜色的变化设计实验。
(1)石蕊变色法 酸碱指示剂---石蕊试液变色范围一般在PH=5．O～8．0 ，在酸性溶液中呈红色．在中性溶液(如清水)中呈紫色。
(2)溴麝香草酚蓝（简称BTB）变色法〈变色范围是pH在6，0、7·6之间) ,在酸性溶液中呈黄色，中性或微碱性溶液中呈蓝色或蓝绿色12]。
在加入指示剂的清水(紫色)中通入二氧化碳，使实验开始前的pH降低，溶液 出现第一色。如果清水中的二氧化碳被逐渐消耗，PH升高，溶液出现第二色，由此可以直观反映水中二氧化碳浓度的变化。在实际操作中，指示剂实验步骤简单， 不需要检验叶片中的淀粉，也没有脱色、漂洗等复杂的操作，只要观察指示剂颜色的变化就可以直观地得出探究结果，提高实验效率。
二、实验装置上的创新
1.利用启普发生器做沉水植物放氧的演示实验
在1处放入适量的菹草，黑藻等沉水植物，塞紧塞子并密封。在2处塞一带导气管的橡皮塞，用凡士林密封。通过上面的球形漏斗 ，在容器上口3处装入 1％的NaHC03溶液至满，再向球形漏斗中加少量水， 放置在有阳光的地方，一段时间后有气泡上升，汇集到中间球行容器处，容器内的水受到气体的排挤， 球形漏斗中的水位上升。待收集气体达一定量时（如图2）， 在导管口用带火星的木条检验产生的气体，确定光合作用产生了氧气。
2.医用盐水瓶和带针筒的输液管。 取 500 mL 注射液瓶空瓶 1 个， 向瓶内罐满带有绿藻的池塘水，剪取一次性使用输液器连针带管 12 cm， 针头剌穿橡胶瓶塞， 把橡胶瓶塞塞入瓶口 （针口留在瓶口外，针头带管留在瓶内）。 把装置置于光下或用台灯照射。 瓶内绿藻光合作用产生的氧气聚集于瓶内瓶口处， 气体产生的压力压迫瓶中水通过输液管从针口溢出，待瓶内气体积存达 20 mL 以上时，轻轻打开瓶塞，用带火星的木条插入瓶内，可观察到木条复燃， 证明瓶内气体是氧气。
3.筒型分液漏斗和玻璃管
筒形分液漏斗主体是一只细长的垂直圆筒形的玻璃筒，在筒身的上端具有玻璃磨砂塞的瓶口，下端配二通活塞和漏斗管柄。由于它瓶身为细长的筒形， 光合作用释放氧气的植物一般为水生植物，而水生植物的叶片一般也是细长的，选择筒型分液漏斗可以增加植物接受光照的面积，有利于减少实验所需的时间。把筒型分液漏斗倒置，分液漏斗的活塞可以作为释放氧气的开关，使实验达到能多次演示的目的。左边玻璃管可以用来测量生成氧气的体积，同时也是氧气产生时被排挤水的容纳之处。最后玻璃管里的水能提供氧气排出时的水压，使氧气顺利挤出。
三、实验材料上的创新
1．材料的获取上创新
（1）采购法，最简单也是最麻烦的一种选择是直接到花鸟市场购买所需的植物。此法花费最多人力财力。
（2）自我培植法，大约两周前，在花盆里种下大豆或者白菜，青菜等容易发芽的植物，然后等待植物长出真叶。此法费时费力，还不一定成功，因为一旦气温条件（比如低温）不利，出苗率可能不高。
（3）自然取材法，就是直接在大自然中完成暗处理，完成部分遮光。这种方法要提前预知2—3天内的天气情况，并且要保证第三天一定是个大晴天。不然实验无法进行。
（4）半人工水培法，提早一周左右从大自然中采集具有一些不定根的植物，进行水培，等植物在水培环境中恢复活力之后 ，叶子挺拔有力为标准。就可以进行下面的实验。笔者认为这种方法相对比较省力，成功率也更高。
2、植物材料种类上的选择创新
（1）陆生植物比如天竺葵，菊科植物更适合做光合作用需要光照的实验，因为植物茎秆比较结实，能较好地承受黑纸片的压力。
（2）水生植物比如菹草，黑藻，因为通常收集较纯净氧气用排水法。所以此类植物更适合做光合作用产生氧气的实验，此外小型藻类植物比如绿藻，水藻适用学生做家庭实验。
（3）水陆两生植物比如空心莲子草， 此类植物生命力特别强，在水中和陆地都能很好生长，并且容易插迁移栽或水培到花盆中，光合作用速度也比较快，是一种相对理想的植物材料。
通过各种途径的实验创新活动，寻找简便易行的实验方法，解决实验材料，实验装置，实验现象中的不足问题，无论对于学生还是对于老师，都非常必要，通过实验创新，使学生对实验设计的方法和原则有了深层次的认识，也是有效培养创新能力的一种途径。
参考文献：
《探究CO2是光合作用必需原料的两种改进方法》 生物学教学 叶培毅2017年09期?
《利用启普发生器做沉水植物放氧的演示实验》 生物学通报 张德华1991-08-29
《验证光合作用产生氧气的简易实验装置》 生物学通报期 郭文江2010年04