逆向思维在“植物细胞的吸水和失水”实验中的应用

刘维凤 张吉桂

（1.金昌市一中，甘肃 金昌 737100；2.兰州市第二十七中学，甘肃 兰州 730030）

生物实验向来深受学生们的喜爱，即便是到了高中学生们依然对生物实验课满怀向往，充满期待，实验课给学生们开启了探索科学世界的又一扇大门。学生往往在实验课堂中会展开他们丰富的想象力，提出一些教材实验以外的问题，有些问题甚至是教师所意想不到的。学生们会通过逆向思维提出一些有关实验材料、实验步骤及现象等方面的问题，教师一方面给予学生赞赏和鼓励，另一方面尽力启发学生去探索，拓展实验材料，指导实践操作，从而充分展现学生的科学思维，进一步挖掘学生的科学探究能力，真正落实生物学科核心素养。

教材中的实验材料很典型，实验效果明显，学生因限于现阶段的知识水平与实验能力，对拓展实验材料方面常存在一定的局限性，也导致在解决相关实验类习题方面存在能力不足的现象。基于教师对实验教学的实践经验，利用逆向思维引导拓展，在植物细胞的吸水和失水实验中，让学生从同一植物的不同细胞，不同植物的有色细胞两个方面进行实验探究。

1 洋葱鳞片叶表皮细胞的实验

植物细胞吸水和失水实验中常选用的实验材料是紫皮洋葱，学生们从理论上知道选择紫色洋葱鳞片叶外表皮，选择原因是便于观察实验现象。有学生总以为只有紫色洋葱鳞片叶外表皮才可以发生质壁分离与复原，教师可以在实验教学中应用逆向思维引导学生思考：白皮洋葱的外表皮能否用来观察植物细胞的吸水和失水实验？洋葱的鳞片叶的内表皮做实验材料其现象又如何呢，会不会发生质壁分离？学生对以上问题充满了探索兴趣，他们可以在实验课上可以充分利用紫色和白色洋葱鳞片叶开展实验探究。通过在实验中观察对比，学生看到了紫色洋葱鳞片叶内表皮细胞和白色洋葱鳞片叶的表皮细胞都能发生吸水和失水现象。

2 含色素植物细胞的实验

通过教师对洋葱鳞片叶的皮细胞实验材料的逆向思维拓展，学生也打破思维定势，观察到教室中开放的花朵，提出除了紫色洋葱鳞片叶的表皮细胞外，含有花青素的植物细胞能否作为实验材料呢？花瓣中的花青素也分布在液泡中，那么成熟的植物细胞中应该更好观察，利用学校现有资源寻找花瓣较薄、颜色较为鲜艳的花开展实验。

2.1 凤仙花花瓣的质壁分离

选取花瓣颜色为粉红色，故显微镜下观察到的也是粉红色，但细胞明显不是长方形而呈不规则形状。在高倍镜下，也看不到细胞质中的其他结构。先滴加30%的蔗糖溶液，15分钟后观察到原生质层微微失水收缩，粉色团之间有一点间隙。30分钟后，原生质层明显收缩。

2.2 吊兰叶片的质壁分离

选取叶片绿色部分，直接剪取0.3厘米左右见方的叶片，放入滴加清水的载玻片上，加盖盖玻片后观察。显微镜下可看到细胞中绿色的叶绿体分散分布。滴加30%的蔗糖溶液，两分钟后可观察到原生质层失水收缩，叶绿体的分布范围随之收缩，细胞失水。由于叶片细胞层数增多，观察时需要反复调节细准焦螺旋，选取最佳观察区域。

通过逆向思维进行实验探究，增强了学生对生物科学实验探究的兴趣，培养了学生的实验探究能力和科学思维能力，拓展了学生的生物科学知识，有利于提升学生解决实验的综合能力，有助于更好的落实生物学科素养的培养。