對(duì)初中生物《呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳》實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)和創(chuàng)新

蔡宇熙

摘 要：生物學(xué)實(shí)驗(yàn)是中學(xué)生物教學(xué)的重要組成部分，而生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)是為了提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)為目的。隨著教材的改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)所占的比例越來越重，然而，現(xiàn)行教材中的很多實(shí)驗(yàn)由于實(shí)驗(yàn)材料選擇不當(dāng)、實(shí)驗(yàn)方法不夠合理、使得一些實(shí)驗(yàn)取材不方便，操作復(fù)雜，缺少應(yīng)有科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性，同時(shí)效果不明顯，不易觀察，從而使實(shí)驗(yàn)教學(xué)難以取得預(yù)期的教學(xué)效果。因此，教師在生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)中加強(qiáng)改進(jìn)與創(chuàng)新，充分挖掘和利用好現(xiàn)有各種有效資源，開展好每一個(gè)實(shí)驗(yàn)的教學(xué)工作，可以彌補(bǔ)一些課本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足，能有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)學(xué)生形成創(chuàng)新意識(shí)、發(fā)展創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力。

關(guān)鍵詞：中學(xué)生物實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)改進(jìn) 生物教師

通過生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力，既是生物教學(xué)改革的要求，也是推進(jìn)素質(zhì)教育的需要，需要教師在實(shí)踐中努力探索生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)創(chuàng)新。隨著素質(zhì)教育的推進(jìn)，創(chuàng)新能力的培養(yǎng)已成為素質(zhì)教育的重中之重，而通過生物實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)創(chuàng)新能力是生物教學(xué)適應(yīng)素質(zhì)教育開展的需要。

2011版新課標(biāo)在“課程資源的開發(fā)和利用”中指出：“應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生和教師充分利用身邊費(fèi)用低廉的器具和材料，設(shè)計(jì)富有創(chuàng)造性的實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐活動(dòng)?！比绾卧趯?shí)踐中挖掘身邊的資源，使生物學(xué)實(shí)驗(yàn)低成本、低損耗和簡(jiǎn)單易行呢？ 生物教材七年級(jí)上冊(cè)安排了“呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”的演示實(shí)驗(yàn)。二氧化碳是一種無色無味的氣體，看不見也摸不著，通過該演示實(shí)驗(yàn)和學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生直觀地感覺到呼吸作用產(chǎn)生了二氧化碳，有利于幫助學(xué)生理解呼吸作用，所以該實(shí)驗(yàn)是一個(gè)重要的必做演示實(shí)驗(yàn)，（有條件可以增加學(xué)生的探究性實(shí)驗(yàn)）。本文以此實(shí)驗(yàn)為例，闡述初中生物實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的方法與過程。[1]

一、實(shí)驗(yàn)原理

利用“二氧化碳使澄清石灰水變渾濁”的性質(zhì)，驗(yàn)證植物的種子呼吸作用產(chǎn)生了二氧化碳。（學(xué)生可以探究植物的根、莖、葉、花、果實(shí)）

二、原實(shí)驗(yàn)裝置的不足處

1.使用的器材多，組裝費(fèi)時(shí)。

2.操作繁瑣。采用灌水排氣法，從漏斗灌入清水，操作復(fù)雜，不夠嚴(yán)謹(jǐn)。其理由是：

（1）二氧化碳能溶于水，一體積的水就能溶解一體積的二氧化碳?xì)怏w。[2]

（2）漏斗中用棉花塞住也會(huì)有少量二氧化碳逸出。

（3）沒有設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，很難說明二氧化碳是萌發(fā)的種子產(chǎn)生的。

3.不能在短時(shí)間內(nèi)重復(fù)演示該實(shí)驗(yàn)（種子呼吸產(chǎn)生足量的二氧化碳至少需要1—2小時(shí)。如接連在多個(gè)班上演示該實(shí)驗(yàn)，就需要多準(zhǔn)備幾瓶萌發(fā)的種子，增加了教師的準(zhǔn)備量。）[3]

三、實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)：

注射液瓶子、注射器、兩只小燒杯、澄清石灰水。

四、實(shí)驗(yàn)操作方法的改進(jìn)

1.方法的改進(jìn)：

將灌水排氣法改用注射器抽氣法。

設(shè)置一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。即萌發(fā)的種子，炒熟的種子進(jìn)行對(duì)照。

2.實(shí)驗(yàn)操作

演示實(shí)驗(yàn)：

（1）取兩個(gè)小燒杯，分別貼上標(biāo)簽。

（2）向兩只小燒杯中倒入適量的澄清石灰水。

（3）用注射器貼萌發(fā)的種子的標(biāo)簽瓶中抽取氣體注入綠色標(biāo)簽小燒杯的石灰水中，讓學(xué)生觀察石灰水的變化。

（4）用注射器從貼炒熟的種子的瓶中抽取氣體注入紅色標(biāo)簽小燒杯的石灰水中，讓學(xué)生觀察石灰水的變化

3.此實(shí)驗(yàn)方法的優(yōu)勢(shì)之處

（1）實(shí)驗(yàn)裝置簡(jiǎn)單，實(shí)驗(yàn)器材來源于生活、容易取得。既可作為教師演示實(shí)驗(yàn)，也可作為學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)。

（2）實(shí)驗(yàn)操作很簡(jiǎn)便。

（3）實(shí)驗(yàn)效果更明顯。

（4）設(shè)置了對(duì)照組是實(shí)驗(yàn)更為嚴(yán)謹(jǐn)。

（5）演示后只要用注射器向瓶中注入新鮮空氣，大約半小時(shí)后可重復(fù)演示該實(shí)驗(yàn)，教師在多個(gè)班上課演示時(shí)，就不需準(zhǔn)備幾套裝置了。減輕了教師課前準(zhǔn)備的工作量。

五、實(shí)驗(yàn)操作方法的創(chuàng)新：

拓展為學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)

提出一個(gè)問題比解決一個(gè)問題更重要。心理學(xué)家認(rèn)為：思維總是由問題引起的，是同解決問題形影相隨的。嚴(yán)密的思維能發(fā)現(xiàn)新的問題，而新的問題又促進(jìn)人的積極思維，直到問題解決。因此，在課堂上可引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑：在證明植物的種子能夠進(jìn)行呼吸作用后，你還對(duì)植物的呼吸作用有什么疑問？有可能學(xué)生會(huì)提問：植物的其它器官也能進(jìn)行呼吸作用嗎？這時(shí)可讓大家思考如果要想證明植物的其它器官你打算怎么做？然后緊接著引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，以下是學(xué)生探究植物其它器官呼吸作用的實(shí)驗(yàn)方案（僅供參考的）

1.分組：4-5人為一組。

2.實(shí)驗(yàn)材料：

一組：新鮮蘋果和煮熟的蘋果。（植物的果實(shí)）

二組：新鮮菠菜葉和煮熟菠菜葉。（植物的葉片）

三組：新鮮黃花菜和干黃花菜。（植物的花）

四組：新鮮胡蘿卜和煮熟胡蘿卜。（植物的根）

實(shí)驗(yàn)器材：

每組兩個(gè)大號(hào)塑料密封袋、注射器（帶針頭）、兩個(gè)小燒杯，澄清石灰水。

3.實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）每組取兩個(gè)小燒杯，分別貼上標(biāo)簽（新鮮的XX和煮熟的XX）。

（2）向兩只小燒杯中倒入適量的澄清石灰水。

（3）用注射器扎破貼新鮮的XX的標(biāo)簽袋，并抽取氣體注入綠色標(biāo)簽小燒杯的石灰水中，觀察石灰水的變化。

（4）用注射器扎破貼煮熟的XX的標(biāo)簽袋，并抽取氣體注入紅色標(biāo)簽小燒杯的石灰水中，觀察石灰水的變化。

（5）各組交流實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

4.創(chuàng)新優(yōu)點(diǎn)之處：

通過以上的以上實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)改進(jìn)與創(chuàng)新，使實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)更加合理，步驟更加嚴(yán)謹(jǐn)，更具可操作性，便于學(xué)生更加直觀的理解課本知識(shí)，大大縮短了課堂演示和學(xué)生實(shí)驗(yàn)的時(shí)間，使學(xué)生在有限的時(shí)間內(nèi)得到了最大的收獲，它對(duì)促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展、提高學(xué)生科學(xué)探究和實(shí)驗(yàn)水平、培養(yǎng)學(xué)生能力等方面有著十分巨大的教學(xué)價(jià)值和潛在作用。

增加探究性的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材和材料在生活中唾手可得，方便準(zhǔn)備和操作。可以充分發(fā)揚(yáng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的精神，創(chuàng)造機(jī)會(huì)讓學(xué)生動(dòng)手，促使學(xué)生討論和思考，因?yàn)楦淖儗W(xué)生的學(xué)習(xí)方式，便被動(dòng)為主動(dòng)，這才是課程改革的根本目的之一。

參考文獻(xiàn)

[1]劉恩山，汪忠等.義務(wù)教育生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）解讀.北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：121.

[2]崔庚寅，赫子瑞，尹惠芳等.生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)疑難解答（初中）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008：35—39.

[3]閆秀芹.初中生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的幾點(diǎn)改進(jìn).生物學(xué)教學(xué)，2010，35（1）：46.