初中生物学“斑马鱼”系列实验的开发与应用

38生物学通报2020年第55卷第6期
初中生物学“斑马鱼”系列实验的开发与应用
丁家海（安徽省合肥一六八中学安徽合肥 230000）
摘要以生活中常见的观赏热带鱼斑马鱼为实验材料，尝试改编苏教版初中生物学教材 中多个实验原型，使得实验设计更加优化，实验效果更加明显，帮助学生理解相关实验的知识 原理，激发学生的学习兴趣，培养学生的动手能力和实验探究能力。

关键词斑马鱼探究实验优化材料酸雨
中国图书分类号：G633.91 文献标识码：A
斑马鱼属鲤科（Cyprinidae ）短担尼鱼属（Danio ）, 原产于南亚，是一种常见的热带鱼。

斑马鱼体型纤
细，成体长3~4 cm,对水质要求不高:讥胚胎发育
时间短，身体色素单一。

斑马鱼具有生命力强、饲
养条件简单、易成活、繁殖能力强、繁殖速度快等
众多优点，作为初中生物学课堂的模式实验动物
有着明显的优势。

通过以斑马鱼作为材料的系列
实验，学生动手能力、实验设计能力、收集与处理
信息能力及自制实验器材能力均得到了提高，且 更有利于培养学生的科学探究素养。

本文结合苏 教版初中生物学课堂中的部分实验，利用斑马鱼 对系列实验进行改进，使得实验效果更加凸显。

1优化实验材料，实验效果更佳显著在教材7年级下册第10章第2节观察“鱼尾 鳍的血液流动”实验中，教材没有明确提出具体使 用哪种鱼进行观察，大多数教师会选择生活中易得 的金鱼或泥鍬作为实验材料。

但由于金鱼和泥瞅体 型较大，置于培养皿中观察时容易跳动，且二者尾 鳍中色素含量较多，不容易快速而准确地找到血 管。

斑马鱼作为实验材料的突出优点是体型较小， 可直接置于载玻片上，用棉花纤维盖住，且尾鳍色 素较少易于观察血管。

学生能根据尾鳍中血液的流 动速度，判断血管的种类并观察血液流动的方向。

实验步骤：①取干净的载玻片，并在其中央滴 3滴清水；②捞取一条成年的斑马鱼置于清水滴 中；③将少量的棉花纤维润湿后，覆盖在斑马鱼身 体的上侧，漏出尾鳍部分；④用低倍镜观察尾鳍中 的血液流动情况;⑤观察过程中不断地在棉花纤维 上滴加少量清水，以利于斑马鱼的呼吸。

斑马鱼尾鳍色素较少，血管较为分散，易于找 到清晰的血管和血细胞（图1）,利于学生理解血2创新实验思路，源于教材而胜于教材在教材8年级上册第14章第2节观察“鲫鱼” 的实验中，鲫鱼体型较大，不易携带且成本较高，实 验后易造成材料的浪费。

探究鱼鳍与运动的关系实 验中，教材没有给出具体的操作要求，且鲫鱼鱼鳍
较硬，必须用大型的骨剪才能去除，容易伤及学生。

改用斑马鱼作为实验材料更容易完成实验。

实验步骤：①取一条成年斑马鱼置于培养皿
中，观察其外部形态，并根据教材中鱼的结构图说
出斑马鱼的身体结构；②用手触摸斑马鱼，感受鱼
类的体表；③在1 000 mL 的烧杯中装入400 mL 清水，将斑马鱼置于水中，用滴管吸取红墨水滴在 斑马鱼口的前部，观察发生的现象；④取4条生理 状态相似的斑马鱼，第1条用弯头眉剪剪去尾鳍， 第2条剪去胸鳍和腹鳍，第3条剪去背鳍和臀鳍， 第4条不作处理作为对照组；⑤观察和记录斑马
鱼的运动情况。

斑马鱼鱼体小，易于学生观察其外观并探究 鱼类的呼吸。

通过增设鱼鳍与运动的关系的实验 （2中步骤④和⑤），帮助学生理解教材中没有展开的结论。

在实验中可明显观察到：尾鳍在游泳时 产生推力，控制运动方向；胸鳍和腹鳍能维持身体
的平衡、改变运动的方向；背鳍和臀鳍参与调节鱼*基金项目：安徽省合肥市教育科学"十二五"规划课题"基于学科教室建设的生物课堂教学实践研究"（HJG17178
）
2020年第55卷第6期生物学通报39体在水中垂直平衡。

通过实际观察与探究，学生对
结构与功能观有了更加清晰的认识。

此外，斑马鱼
的再生能力强，剪去鱼鳍的斑马鱼在10d左右可
重新长出，可实现对材料的多次循环利用。

3将定性实验改为定量实验，增强环保意识
在教材7年级下册第13章第1节探究“模拟
酸雨影响植物种子的萌发”的实验中，实验目的为
探究酸雨的危害，以增强学生保护环境的意识⑵。

教材推荐选用小麦种子作为实验材料，实验一般需
要1周才可观察到实验效果，且需要定期维护种子
的生长，实验周期长，操作难度大。

选用斑马鱼作为
实验材料，实验效果十分明显，且可在课堂上完成。

实验步骤：①课前教师利用白醋配制pH值为
3、4、5、6的4组溶液，作为实验组以模拟酸雨；同
时设置pH值为7的对照组；②选取生理状态相似
的斑马鱼15条；③在每个pH值的溶液中随机放
入3条斑马鱼;④观察每组斑马鱼的生活状况并记
录；⑤实验前测量1次呼吸频率作为对照，之后每
隔2min测1次呼吸频率。

选用动物作为实验材料，实验周期短，课堂上
即可完成实验；利于学生对实验的理解，直观定性
观察模拟酸雨对斑马鱼体色的影响（图2）。

通过
对呼吸频率测定让学生利用Excel表格对数据进
行处理（表1）,定量分析酸雨对斑马鱼生命活动
的影响；并绘制折线图，从定量的角度直观地观察
到模拟酸雨对斑马鱼呼吸频率的影响（图3）。

注：随着pH值的降低，斑马鱼的体色和餾丝逐渐变白，活
动能力逐渐丧失，直至死亡
(
I
矣
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图2不同pH值下斑马鱼的体色
图3模拟酸雨对斑马鱼呼吸频率的影响+pH=3
-*-pH=4
-*-pH=5
-»-pH=6
-•-pH=7
表1模拟酸雨对斑马鱼呼吸频率的影响记录表（单位：次/min）
时间-
实验组对照组
pH=3pH=4pH=5pH=6pH=7 0min310267286289247
（实验前）241323279267243
253283255241283平均值26&00291.00273.33265.67257.67
0279280261259 2min0255230249265
0300229236243平均值0.0027&00246.33248.67255.67
0205264283257 4min0213200267298
0151174228236平均值0.00189.67212.67259.33263.67
098201229279 6min0101194281284
0431********平均值0.0080.67185.67257.33267.33
0102201216251 8min0971********
0511********平均值0.0083.33175.33249.00271.00
4拓展实验情境，养成良好的生活习惯
在教材8年级下册第26章第1节探究“酒精对水蚤心率的影响”实验中，教材选用酒精、水蚤等
实验材料，通过定量分析说明酗酒对人体健康的危
害。

但水蚤不易取得，体型太小不易观察，且需要较
高的显微镜操作技能；教材并未通过实验体现烟草
对人体健康的危害。

因此，利用斑马鱼胚胎作为实
验替换材料，设计了“探究烟酒对斑马鱼心率的影
响”实验，可较为简单且直观地完成实验。

实验步骤：①在斑马鱼鱼缸中取若干斑马鱼胚胎备用；②取6个培养皿编号为1、2、3、4、5、6
号，并分别装入清水、5%、10%、15%、20%、25%的
酒精溶液；③将斑马鱼胚胎分别放置于培养皿中，
静置2min；④用显微镜分别观察斑马鱼的心率
跳动，并计数；⑤将每组记录的数据汇总至Excel
表格中，制作心率变化的折线图；⑥将以上实验中
的酒精改为烟草浸出液即可完成烟草对斑马鱼心
率的影响实验。

利用斑马鱼胚胎做实验，体型较水蚤更大，学生观察更方便，易于计数。

增加烟草浸出液对斑马
鱼胚胎心率的影响实验，巩固了探究目的；
资料显
40生物学通报2020年第55卷第6期
皂化反应实验应用于高职生物学教学的探讨*
刘 京I 张晓擎I 自应芹1赵保堂2张 继1** 陆树林彳
(1西北师范大学生命科学学院甘肃兰州 730070 2甘肃农业大学食品科学与工程学院甘肃兰州730070
3甘肃龙麒生物科技股份有限公司甘肃瓜州 736100)
摘要高职院校承担着为社会培养创新型技术人才的责任，急需增加动手操作类实验课程 的设计。

皂化反应是生物化学、有机化学课程中，与油脂皂化、制皂工艺相关的内容，实验条件要 求适中，适宜作为高职院校生物学教学的实验内容。

这不仅能加深学生对于皂化反应的原理认 知，还能提高学生的动手操作能力。

关键词皂化反应高职教育生物学教学实验设计
中国图书分类号:G633.91 文献标识码：A
随着职业教育人才培养模式的创新及实践教 学改革的进一步深化，以培养学生实践能力和创 新能力为目标已成为学校共识⑴。

而众多高职院 校的教学仍复制普通教育的教学模式，尤其是生 物学类专业课，重理论轻实践的培养模式在很大 程度上制约了技术型人才的培养⑵。

而实验课程 是培养专业技术型人才的关键环节⑶，是生物学 教学理论知识实现的重要过程，并且近年来手工 皂以其原料天然、绿色环保的特点受到越来越多 的推崇⑷，因此开展皂化反应实验可提高学生的 实践创造能力。

皂化反应是复合油脂在碱性条件下水解生成 甘油和高级脂肪酸盐的反应，是一项危险性小、操 作较简单的生物学基础类实验，适宜高职学生学 习接受。

本次教学采用启发式教学模式，学生作为 课堂主体，教师作为引导者，将3种手工皂的制作 作为生物学实验内容进行尝试，结果显示学生以 小组合作的方式基本都能顺利完成并取得较好的示斑马鱼与人类基因有87%的相似度⑶，加强学 生对烟酒危害人体健康的认识。

5 实验材料长期循环利用在教材8年级上册第20章第1节探究“小型 生态系统的稳定性”实验中，教材要求学生学习观 察和研究生态系统，指导学生制作小型生态系统 用于观察。

可选用斑马鱼作为小型生态系统的主 要动物材料。

图4 利用斑马鱼制作生态瓶实验步骤：①选择清洁能封口的鱼缸；②在鱼 缸中放入干净的沙石、土质较好的土壤、蕨类植物 2株、藻类植物若干、斑马鱼若干、蜗牛2只、蚯蚓4
条、小乌龟2只；③将以上材料放入鱼缸后，加入 2/3干净的池塘水;④盖上盖子，观察现象(图4)。

该实验利于学生对生态系统及斑马鱼生活习 性进行长期观察。

主要参考文献
[1] 周英玉，陈洪岩.常见鱼类实验动物品种.畜牧兽医科技信
息,2004(5):47.
[2] 中华人民共和国教育部•义务教育生物学课程标准(2011年
版).北京：北京师范大学岀版社，2012.
[3] 疯狂白梨,陆书亮.玲珑多姿的骏马：斑马鱼.水族世界,2008
(3)
:45.(E-mail: ****************)
*基金项目：甘肃省高校科研项目创新团队项目(2018C-04)；甘肃引导科技创新发展专项资金项目(2019ZX-05)；
校企合作课题-良种驴产业链体质增效项目(5009399)
* *
通信作者。