“观察小鱼尾鳍内血液的流动”实验创新改进

摘要

针对教材中“观察小鱼尾鳍内血液的流动”实验存在的问题，尝试以鳑鲏替代原有材料，并使用0.1%丁香酚溶液麻醉。鳑鲏尾鳍血管分布典型且组织较薄，结合丁香酚的稳定麻醉效果，显微镜下血液流动现象清晰可见，血流速度保持稳定。改进后的材料与方法显著提升了观察效果，降低了操作难度，提高了实验教学效率。

Graphical abstract

关键词

血液的流动 / 尾鳍 / 鳑鲏 / 实验教学 / 创新改进

“观察小鱼尾鳍内血液的流动”，是人教版生物学七年级下册第四章第二节“血流的管道——血管”中重要的实验内容。在《义务教育生物学课程标准（2022年版）》中，该节课属于第5个学习主题“人体生理与健康”，学业要求是“从结构与功能的角度，说明动脉、静脉和毛细血管在形态、结构和功能方面的差别”。通过本实验，学生既能复习七年级上册学过的显微镜使用方法，又能直接观察血液在不同血管中的流动方向、速度等动态特征，从而直观区分动脉、静脉和毛细血管的结构与功能特点。同时，这一观察活动也为下节课学习“输送血液的泵——心脏”提供了重要的感性认识和知识铺垫。但在实验操作过程中笔者发现，教材提供的实验材料、用具和步骤存在不足，难以达成实验教学目标。对此，笔者通过观察比较不同实验对象，最终以鳑鲏（小型淡水鱼类）为实验材料，先用麻醉剂进行麻醉，再用显微镜观察鳑鲏尾鳍，取得了较好的实验观察效果，提高了实验教学效率。

1 教材实验的不足

人教版教材中关于该教学实验的材料用具和方法步骤的编写，存在一些可以改进的地方。

（1） 材料难保存。小鱼在实验前的养护是一个挑战，尤其是在没有专业养鱼设备的实验室环境中，容易因水质、温度、食物等因素而死亡。此外，普通观赏性小鱼的生命周期较短，实验探究期间会有损耗，影响实验的连续性。

（2） 实验难观察。一方面，小鱼体型小、活动性强；另一方面，离开水后，它们会受到环境刺激（如实验时的嘈杂声）而产生应激反应，常处于不安定状态。在观察尾鳍血液流动的实验中，需要将尾鳍精准固定于显微镜通光孔处，这对初一学生而言操作难度较大。

（3） 安全难保障。将小鱼固定在培养皿上并用玻璃载玻片盖住尾鳍，小鱼会跳动或撞击培养皿和载玻片，容易受到伤害。同时，载玻片边缘锋利，如果操作不当，容易划伤学生的皮肤。

2 针对实验的改进

2.1 实验材料的选择

笔者购买了多种教学实验常用到的观察材料，比较了不同实验观察材料的特点（表1）。显微镜成像结果如图1所示。

分析比较发现：鳑鲏的生命力较强，并且尾鳍色素少，尾鳍面积较大，在显微镜下很容易找到观察对象。同时，鳑鲏既容易获取，又易于养护，在实验过程中损耗少，可在多个班级中循环使用，是较为理想的实验观察材料。

2.2 实验用具的改进

为了优化“观察毛细血管中的红细胞”这一实验步骤，该实验采用透明的塑胶板（用废弃塑料瓶剪成方形）替代传统培养皿（图2），以解决培养皿的边缘阻碍物镜切换的难题，从而提升观察效率。

2.3 实验方法的改进

尽管鳑鲏作为实验观察材料具有较好的观察效果，但是鳑鲏在离开水之后会不断摆动，从而影响观察效率。此前有不少教师采用酒精和MS-222麻醉实验观察对象，从而改进实验，提高观察效率^［1-2］。笔者在查阅资料过程中发现，丁香酚既是一种常用、价格低廉的鱼类麻醉剂，又是一种天然植物香料。相较于酒精和MS-222，丁香酚用于小鱼的麻醉既实惠又环保^［3］。

取1 mL丁香酚母液加自来水定容到100 mL，配成1%的溶液，再按10倍稀释法稀释成0.10%、0.01%的丁香酚溶液，每个梯度重复实验5次，观察并记录不同梯度的丁香酚溶液对鳑鲏（体长1.5~2.0 cm）的麻醉效果，实验结果如表2所示。

根据实验观察结果分析，0.10%的丁香酚溶液的麻醉效果最优，麻醉时间短，显微观察效果佳，且麻醉后全部都能苏醒（苏醒时间不包括显微观察时间），实验材料可重复使用。此外，笔者对酒精的麻醉效果也进行了探究，配制2.5%、5.0%、10.0%的酒精溶液，每个体积分数重复实验4次，观察并记录不同梯度的酒精对鳑鲏（体长1.5~2.0 cm）的麻醉效果，实验结果如表3所示。

分析实验观察结果得出：5.0%的酒精麻醉效果最优，麻醉时间短，显微观察效果好，易于区分不同血管，观察结束后小鳑鲏苏醒快。

小金蛙趾蹼透明，分布着丰富的血管。此前，也有教师用小金蛙代替小鱼作为实验材料，并用酒精进行麻醉观察^［4］。为了探究丁香酚对小金蛙是否也有麻醉效果，用0.01%、0.10%、1.00%的丁香酚溶液进行实验，每个梯度重复实验4次，观察并记录不同梯度的丁香酚溶液对小金蛙的麻醉效果，实验结果如表4所示。分析实验观察结果得出：丁香酚对小金蛙也有麻醉作用，且0.10%丁香酚溶液的麻醉效果最优。

2.4 鳑鲏与小金蛙的实验效果对比

鳑鲏与小金蛙各项实验效果对比如表5所示，显微镜成像结果如图3所示。相较于小金蛙，鳑鲏的市场价格更低，麻醉后进行观察时学生操作更方便，观察效果更佳。因此，鳑鲏更适合作为该实验的观察材料。

3 改进实验的优点

3.1 实验成本低

原实验用尾鳍色素少的观赏性小鱼进行实验，每条鱼需花费2.0~3.0元，生命力脆弱，难以反复使用；而鳑鲏的价格较为便宜，约0.3元/条，生命力强，易养殖，麻醉后的鳑鲏能快速苏醒并恢复正常，可反复使用，大大降低了实验成本。

3.2 简化实验操作

用小渔网捞起鳑鲏放入0.01%的丁香酚溶液或5.00%的酒精溶液中快速麻醉，麻醉后鳑鲏尾鳍不再摆动，可以精准地固定鳑鲏尾鳍到显微镜通光孔处，即可快速观察到尾鳍内血液流动情况，从而省去了等待鳑鲏安定的时间。

3.3 观察效果好

麻醉后的鳑鲏血流速度明显减缓，学生易于找到并区分主动脉、静脉和毛细血管；用自制塑胶板替换培养皿，学生可以顺畅地转换10倍物镜，从而提高实验观察的效率。

3.4 确保实验安全

将鳑鲏麻醉后再进行观察，观察时无需盖载玻片，减少了小鱼跳动或撞击培养皿和载玻片受到的伤害，同时也不用担心载玻片边缘会划伤学生的皮肤。

参考文献

[1] 罗益群，沈勇兵.对“观察小鱼尾鳍内血液的流动”实验的进一步探究［J］.中学生物学，2013，29（04）：46-48.

[2] 陈新婷.“观察小鱼尾鳍内血液的流动”实验改进［J］.中学生物教学，2022（22）：48-50.

[3] 陈德芳，汪开毓，廖国平，等.丁香酚对斑马鱼麻醉效果的研究［J］.水产科技情报，2013，40（04）：193-198.

[4] 李娇.“观察小鱼尾鳍内血液流动”实验的进一步探究［J］.中学生物教学，2014（Z1）：140-141.