“测定反应速度”简易装置的制作与使用

杨 艳

(湖北省枝江市白洋镇雅畈初级中学 枝江 443208)

“测定反应速度”是人教版教材生物学七年级(下册)第4单元第6章第3节“神经调节的基本方式”一节的探究活动。本文引导学生制作与改进“测定反应速度”实验装置，以激发学生的创新意识，同时也能快捷地突破教学难点，助力核心素养的形成。

1 装置的制作背景

1.1 教材上的实验设计 人教版教材初中生物学采用的直尺测速法。测试者手握直尺上刻度值大的一端，受测者将拇指和食指对准这把直尺零刻度的一端，但不接触直尺，眼睛盯住测试者的手或直尺。当测试者手松开，直尺会自由落下，此时受测者的拇指和食指立即合拢将下落的直尺捏住，并记录手指上缘的直尺刻度，这个刻度大致体现了受测者的反应速度。

1.2 实验中遇到的困难 在实验中遇到的困难有：

1.2.1 实验误差大 直尺测速法需要受测者张开拇指和食指，但受测者每次拇指与食指张开宽度不一样；手指边缘不整齐，夹住直尺无法准确地读数。以上两个因素都会导致较大的实验误差。

1.2.2 实验结果失真 直尺测速法需要受测者拇指和食指对准零刻度，但不能接触直尺，在对准的过程中，测试者与受测者的手会无意识地颤动，使受测者的手指偏离零刻度；测试中受测者会无意识地将手上移去抓直尺。

1.2.3 不易测出结果 有研究表明： 一般正常成人的简单反应时间大约0.18～0.28 s[1]。经过自由落体公式H=gt2可换算出直尺下落的距离大约是15.88～38.42 cm，经过多组学生通过直尺测速法测得直尺的下落距离大约是20 cm左右。而学生一般用的直尺的最大刻度值为15～20 cm，不容易夹住直尺。若换用30 cm的直尺，由于直尺的重量和手指的捏合力等因素，直尺容易从手中滑落或直尺在手中下滑一定的距离。

1.2.4 难于激发兴趣 直尺测速法测试方法偏简单粗糙，实验结果以直尺的运动距离显示，难于激发学生的学习兴趣。

2 装置制作与改进

2.1 制作材料 具体如下：

材料： 木板60×45×2 cm(可以用4开实心画板代替)1块，小木块12×8×4 cm 2块，木条45×2×2 cm 1根，长钉2个，小钉若干个，10 g钩码1个，滑轮1个，细铁丝20 cm，细线150 cm，5.7 mm的方孔弹簧扣1个，A4纸若干张。

工具： 直尺，记号笔，胶水，剪刀，锤子，胶带。

2.2 制作方法 参见装置图1。

2.2.1 画刻度线 用直尺和记号笔在木板宽的右三分点处画上刻度线，零刻度在距木板上边缘约8 cm处，并在刻度上贴上透明胶带，作为钩码运动轨道。用光滑胶带可减少钩码运动阻力，同时避免刻度被磨灭。

2.2.2 制作反应时间查询表 钩码下落时作自由落体运动，所以可根据自由落体公式h=gt2计算出距离(h)与时间(t)的对应关系，并制成表格，打印出来贴在木板左边的空白处(表1)。

2.2.3 安装底座 在木板下方左右两处分别钉上两个小木块，作为底座。为了美观可以为底座贴上白纸或其他装饰纸。

2.2.4 安装滑轮 用2个长钉穿过木条的两端，然后将长钉钉在木板的上方。在刻度线对应的木板上方，木条下方，安装滑轮，用细铁丝和小钉将滑轮固定，要保证绕过滑轮的细线分别在木板的前后方。

表1 反应时间查询表

2.2.5 安装开关 用胶水和小钉将弹簧扣固定在零刻度线正上方距木板边缘2 cm处。

2.2.6 安装钩码 在木板后面，刻度线末端对应处钉一个小钉，用于放置细线。细线的一端系住钩码，另一端穿过弹簧扣，绕过滑轮，使钩码位于零刻度处，置于木板后的小钉上。

3 装置的使用方法

3.1 准备 受测者位于木板前方，右手扶在滑轮和开关的右侧(惯用左手者则用左手扶左边)，大拇指置于开关上，虎口置于木板上方，其他4指自然置于木板后，准备按压开关，眼睛注视钩码。测试者位于木板的后方，一手扶住木板下侧或底座，一手控制细线，使钩码位于零刻度，便于自由下落。

3.2 测试 测试者在后方放开细线，钩码自由下落。受测者看到钩码下落，按压开关，使钩码停止下落。重复测试3次(图1)。

3.3 结果 记录钩码自由下落的距离(h)。通过反应时间查询表查询出对应反应时间。

4 简易装置的优点

“测定反应速度”简易装置的制作材料都来源于日常生活，容易获取。有些材料可实现废旧物品再利用。例如，底座用的废弃的边角料、木板可用废弃的文件盒代替。该简易装置容易制作，一个人完全可独立完成。

该简易装置最大程度地控制了实验变量，受测者只能根据钩码的运动与否做出反应，不会受到测试者手的动作的暗示。钩码具有指针性，读数准确方便，并且可通过反应表直接查出准确的反应时间。

该装置的制作和使用都很简单，结果准确，增加了学生的主观参与度，能激发学生的积极性和创新意识，培养学生的生物学核心素养。