“骨的特性与骨的成分之间的关系”实验教学设计

夏海威

【摘 要】“骨的特性与骨的成分之间的关系”实验是苏教版《生物学》七年级下册第八章《人的生殖与发育》第三节《人体概述》内容。在本节中有一个重要的生物学概念即人体的每个系统都具有一定的结构和功能，人体结构的各种特性与其组成成分有关系。为了让学生更容易理解这一重要概念，通过“骨的特性与骨的成分之间的关系”实验来验证人体结构与其组成成分之间的关系。

【关键词】初中生物；实验教学；教学设计；教学反思

【教学设计】

一、提出问题

教师引导提出问题：这是一根鱼肋骨，用手轻轻地将鱼肋骨折弯，我们会感觉到骨既有一定的硬度又有一定的弹性，那么骨为什么会有这种物理特性呢？

问题：骨的特性与什么有关系？

二、作出假设

在日常生活中，我们经常看到人们将动物的骨磨成骨粉，骨也可以熬成骨胶，骨粉和骨胶的主要成分都是钙盐和蛋白质。假设：骨的硬度与骨中的无机物有关，骨的弹性与骨中的有机物有关。

三、实验

1.骨的煅烧（原理：有机物分解，留下的是不能燃烧的无机物）。

①实验操作：用镊子夹住一小段鱼肋骨放在酒精灯上持续煅烧，直至鱼肋骨变成灰白色。②现象：观察在煅烧过程中鱼肋骨的颜色变化，用镊子轻轻敲打煅烧后的鱼肋骨。③结果：鱼肋骨在煅烧的过程中，首先变黑，然后再变成灰白色。用镊子轻轻敲打煅烧后的鱼肋骨，鱼肋骨粉碎。

2.骨的脱钙（原理：无机物酸解，留下的是有机物）。

①实验操作：将一根较大的鱼肋骨浸入盛有质量分数为10%的盐酸的试管中，大约15分钟后，用镊子取出鱼肋骨，并用清水漂洗。②现象：观察鱼肋骨的周围是否有气泡产生，观察鱼肋骨是否变软，是否软得可以打结。③结果：鱼肋骨的周围有气泡产生，脱钙后的鱼肋骨软得可以打结。

3.脱钙后骨的煅烧。

①实验操作：将在10%盐酸中浸软的鱼肋骨用吸水纸擦干后，置于酒精灯上煅烧。②现象：观察鱼肋骨在燃烧的过程中有什么变化。③结果：鱼肋骨能够燃烧，烧到最后并没有变成灰白色，而是呈现黑色并且所剩无几。

4.煅烧后骨的脱钙。

①实验操作：再取一小段鱼肋骨放在酒精灯上煅烧，将煅烧变成灰白色的鱼肋骨浸入10%的盐酸中。②现象：观察鱼肋骨的周围是否有气泡产生，大约15分钟后，观察鱼肋骨有什么变化。③结果：鱼肋骨的周围是有气泡产生，大约15分钟后，鱼肋骨基本上完全溶解。

四、观察实验现象并分析

学生分组实验，并记录实验现象。在分析实验现象的过程中，先让学生以小组的形式讨论，然后在班内展示交流，最后教师总结。

1.鱼肋骨在煅烧的过程中，颜色有什么变化？鱼肋骨中烧掉的是什么物质？剩下的是什么物质？

教师总结：鱼肋骨在煅烧的过程中，首先变黑，然后再变成灰白色，这是因为骨中的有机物燃烧时，首先炭化，此时有机物还没有充分燃烧，彻底燃烧后会变成灰白色。在煅烧的过程中，鱼肋骨中的有机物全部燃烧了，剩下的是无机物，敲打剩下的无机物，骨很容易就碎了，可以推测出骨中的无机物使骨具有一定的硬度。

2.在骨的脱钙实验中，能观察到什么现象？脱掉的是什么物质？剩下的是什么物质？

教师总结：在骨的脱钙实验中，我们能观察到在骨的周围有气泡产生，这是因为骨中的无机物，主要是钙盐，在盐酸的作用下，能够被分解成二氧化碳和可溶性物质，因此脱掉的是无机物。骨中的有机物，不能与盐酸反应，因此剩下的物质是有机物，有机物使骨柔韧，富有弹性，甚至可以打结，可以推断出骨具有一定的弹性与骨中的有机物有关。

3.将脱钙后的骨放在酒精灯上继续煅烧，能观察到什么现象？

教师总结：将脱钙后的骨放在酒精灯上煅烧，我们会发现骨能够燃烧，烧到最后并没有变成灰白色，而是呈现黑色并且所剩无几。这是因为脱钙实验中，骨中剩下的是有机物，有机物能够燃烧，这一步实验也证明了在骨的脱钙实验中，剩下的物质的确是无机物。

4.将在酒精灯上煅烧后的骨浸在盐酸中，能观察到什么现象？

教师总结：将煅烧后的骨浸在盐酸中，我们会发现在骨的周围有很多的气泡产生，一段时间之后，骨会完全溶解，这是因为在骨的煅烧实验中烧掉的是有机物，剩下的是无机物，无机物主要是钙盐，钙盐能够被盐酸分解成二氧化碳和可溶性物质。这一步证实了在骨的煅烧实验中，剩下的物质确实是无机物。

五、得出结论

在骨的煅烧实验中，由于燃烧，有机物被氧化分解，剩下的物质是无机物，所以，煅烧后的仅含无机物的骨是脆而硬的。在骨的脱钙实验中，脱掉的是能被盐酸溶解的脆硬的无机物，剩下的是不能被盐酸溶解的有韧性的有机物，所以，脱钙后的骨具有柔韧性。实验结果表明，骨的成分包括无机物和有机物，无机物主要是钙盐，使骨脆硬；有机物主要是蛋白质，使骨柔韧。这两种成分使得骨既具有一定的硬度，又有一定的弹性。

六、知识拓展

在人的一生中，骨的成分在不同的发育阶段会出现一定的变化，骨的特性也有所不同。从骨的成分考虑，儿童和青少年为什么要保持正确的站、坐、行的姿势？老年人为什么易骨折？

【教学反思】

本实验是苏教版七年级下册教材中一个验证性实验，教材中对实验目的、实验器材、实驗步骤的描述非常清楚，学生按照教材的指导能够较容易地完成实验并取得预期的实验结果，但是如果仅仅简单地让学生按照教材去做，学生并不能理解本实验的设计思路，也会严重削弱学生探究的积极性，更不能培养学生的独立思考能力和逻辑思维能力。在本实验教学设计中，笔者引导学生按照“提出问题—作出假设—实验—得出结论”的科学探究的一般步骤，这样就把此验证性实验转变成了探究性实验，从而引导学生积极主动地参与探究过程，使学生勤于动手和动脑，逐步培养学生分析问题和解决问题的能力。endprint