摘要：當(dāng)今社會許多高科技數(shù)字化產(chǎn)品進(jìn)入了普通家庭，如智能家用電器，智能手機(jī)等。而我們的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)還停留在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)方法和器材上，這樣會使學(xué)生產(chǎn)生生物學(xué)對當(dāng)今社會沒有實(shí)用價(jià)值的錯(cuò)覺。傳感器和計(jì)算機(jī)組成數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新方法、新手段。利用這一新方法改進(jìn)傳統(tǒng)的生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)有利教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成，有利于提高教學(xué)效率。

關(guān)鍵詞：傳感器、生物實(shí)驗(yàn)

中圖分類號：G633.7

隨著科技的進(jìn)步，傳感器和計(jì)算機(jī)組成數(shù)字化實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)成為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的新方法、新手段。目前教材中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)仍是傳統(tǒng)的方法，但作為教師要不斷斷探索和運(yùn)用新的方法。

二氧化碳傳感器是利用二氧化碳在紅外線具有的特殊特征，檢測二氧化碳對紅外線吸收情況，就可以確定二氧化碳?xì)怏w的濃度。 它在塑料大棚栽培作物生產(chǎn)中有廣泛的應(yīng)用。

案例一：植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳

生物教材中“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是采用比較法，比較燙過的蔬菜與新鮮蔬菜的呼吸情況，燙過的蔬菜不能呼吸，新鮮蔬菜能呼吸，蔬菜呼吸產(chǎn)生二氧化碳，檢驗(yàn)的方法是用澄清的石灰水變渾濁這個(gè)方法，這是一個(gè)定性的方法。如果采用傳感器就能將定性推向定量，當(dāng)然初中課程標(biāo)準(zhǔn)并沒有定量的教學(xué)要求。

在傳統(tǒng)的“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”實(shí)驗(yàn)中，常用的操作的方法是：先對學(xué)生分組，提前一天，將新鮮的和用沸水燙2—3分鐘的同一種蔬菜各100克，分別放入兩個(gè)不漏氣的黑色塑料袋中，插入軟管后適當(dāng)扎緊袋口，軟管用止水夾夾緊，實(shí)驗(yàn)時(shí)，每組隨機(jī)取一袋蔬菜，將軟管插入澄清石灰水中，松開止水夾，輕輕擠壓塑料袋，觀察石灰水的清濁有無變化，由此來推測袋中裝的蔬菜是新鮮的還是燙過的，再打開塑料袋驗(yàn)證自己的推測是否正確。

存在問題：操作時(shí)間長，操作過程比較繁瑣。

利用傳感器改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)原理是利用二氧化碳在紅外線具有的特殊特征，檢測二氧化碳對紅外線吸收情況，就可以確定二氧化碳?xì)怏w的濃度。操作步驟：通過傳感器實(shí)時(shí)采集氣液相密封實(shí)驗(yàn)器內(nèi)二氧化碳的濃度，學(xué)生能直觀地看到植物的呼吸作用消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，有利于學(xué)生對植物呼吸作用實(shí)質(zhì)的理解。利用數(shù)字化信息技術(shù)—“傳感器”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究，把平時(shí)受干擾因素較多的實(shí)驗(yàn)通過快速、高效的采集數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，通過計(jì)算機(jī)顯示各組數(shù)據(jù)，有利于激發(fā)學(xué)生的好奇心和學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用知識的能力。

實(shí)驗(yàn)步驟：

1、按照實(shí)驗(yàn)裝置圖搭建好實(shí)驗(yàn)裝置。

2、向密封實(shí)驗(yàn)器內(nèi)放入適當(dāng)?shù)呐柙灾参铮瑢⒍趸紓鞲衅?、氧氣傳感器與采集器相連，采集器與電腦相連。

3、將二氧化碳傳感器和氧氣傳感器的探頭通過橡膠塞與密封蓋連接完畢，蓋上密封蓋，調(diào)節(jié)探頭高度。

4、打開實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)軟件，選擇“教材通用軟件”，點(diǎn)擊傳感謝器材圖標(biāo)，進(jìn)入實(shí)驗(yàn)平臺，在單坐標(biāo)系上建立“二氧化碳--時(shí)間”坐標(biāo)關(guān)系，設(shè)置采集時(shí)間“10min”，采集間隔“100ms”。

5、觀察、分析二氧化碳傳感器采集的數(shù)據(jù)。

改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)：

1、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象直觀明了，實(shí)驗(yàn)結(jié)論學(xué)生思考后能直接得出。

2、實(shí)驗(yàn)材料如盆栽植物等能重復(fù)使用。

3、實(shí)驗(yàn)的成功率高，有利于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

案例二：呼吸過程中二氧化碳含量的變化

生物教材中“呼吸過程中二氧化碳含量的變化”實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作的方法利用吸管向澄清的石灰水中吹氣，石灰水變渾濁。

存在問題：如何比較人呼吸時(shí)吸入的氣體和呼出的氣體相比，二氧化碳的含量的變化，只能作出定性判斷。

利用傳感器改進(jìn)：通過傳感器實(shí)時(shí)采集密封實(shí)驗(yàn)器內(nèi)二氧化碳的濃度，學(xué)生能直觀地看到呼吸作用消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，有利于學(xué)生對呼吸作用實(shí)質(zhì)的理解。具體的操作與前一個(gè)實(shí)驗(yàn)植物呼吸實(shí)驗(yàn)類似。

改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)：有利于學(xué)生直觀、快速地了解實(shí)驗(yàn)結(jié)果。用數(shù)據(jù)和圖象來說明實(shí)驗(yàn)結(jié)果，比定性的澄清的石灰水變混濁了要更有說服力。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪忠.生物學(xué).江蘇鳳凰教育出版社.2014. （七上）

[2] ]汪忠.生物學(xué).江蘇鳳凰教育出版社.2014. （七下）

作者簡介：袁邦順，男，二級教師，1968年生，初中生物教師。