初中生物植物呼吸作用演示實驗的改進探究

蔡玉玲

摘 要：以實驗為基礎(chǔ)進行教學(xué)活動是生物學(xué)的典型特征，而在演示實驗的開展過程中教師不應(yīng)當拘泥于教材的限定，有必要結(jié)合實際創(chuàng)造性對實驗材料、儀器、設(shè)計過程等進行改進，提升學(xué)生對實驗過程的直觀感受以及對實驗結(jié)果的深入理解。就人教版生物教材七年級上冊第三單元第五章第二節(jié)《綠色植物的呼吸作用》中“植物呼吸作用釋放二氧化碳”和“植物呼吸作用吸收氧氣”的演示實驗改進為例進行探究與分析。

關(guān)鍵詞：初中生物；植物呼吸作用；演示實驗；改進

人教版生物教材七年級上冊第三單元第五章第二節(jié)《綠色植物的呼吸作用》中“植物呼吸作用釋放二氧化碳”和“植物呼吸作用吸收氧氣”的演示實驗對生物體的生命活動進行了探究，在實驗過程中有一些物質(zhì)的性質(zhì)發(fā)生了某種程度的改變，即植物呼吸作用時利用了氧氣，釋放了二氧化碳。

一、實驗原型和不足

1.實驗原型

實驗一利用二氧化碳使澄清的石灰水變渾濁的特性，通過漏斗向廣口瓶中加入清水，使廣口瓶內(nèi)植物呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳導(dǎo)入試管內(nèi)澄清的石灰水中。

實驗二利用燃燒的蠟燭熄滅的現(xiàn)象證明植物呼吸作用利用了氧氣。

2.實驗不足

（1）實驗一中對實驗裝置、器材有較多要求，儀器組裝也較復(fù)雜。

（2）實驗一中所產(chǎn)生的二氧化碳會通過漏斗發(fā)生散逸。

（3）實驗一中在促使二氧化碳排出中所用到的注水法操作復(fù)雜，而且二氧化碳會一定程度地溶解到水中，其基本的溶解比例約為1：1。因此，實驗中會導(dǎo)致二氧化碳濃度比重的降低，致使實驗效果不佳。

（4）實驗一中整個演示實驗所需的設(shè)備和裝置在有限的時間內(nèi)難以實現(xiàn)反復(fù)、連續(xù)的使用。在做完實驗倒出瓶子中的水，再讓種子持續(xù)地萌發(fā)接收到二氧化碳往往需要2小時以上的時間，教師在對幾個班進行連續(xù)授課的過程中，一般需要多準備幾套萌發(fā)的種子及瓶子，不利于教師的攜帶與操作。

（5）沒有對照實驗做比較，無法準確地證明“只有活的植物才可能發(fā)揮呼吸作用”，進而對于呼吸作用這一生命體基本的特征進行闡釋和說明。

因此，如果單純按照教材中的實驗進行演示操作不僅實驗取得成功的概率相對較低，而且實驗也難以取得明顯的效果，學(xué)生不容易觀察和認知。

二、實驗改進的思考與實施

1.實驗改進的指導(dǎo)思路

由于將二氧化碳放置入澄清的石灰水中可以讓石灰水變得渾濁，因此，一是在實驗過程中借助石灰水對于植物呼吸過程中所產(chǎn)生的二氧化碳進行檢驗。二是可以充分利用凡士林的密封作用特別是在縫隙彌合中的作用將凡士林運用到實驗之中以此來提升整個實驗過程的氣密性。三是可以將實驗中的種子替換為已經(jīng)用水進行充分浸泡的種子（最好是大豆種子），由于這樣的種子有著極強的呼吸性，對于氧氣的吸收量相對較大，對于原有的實驗進行充分的對照，以證明植物最基本的特點就是呼吸作用。

2.實驗裝置的改進

可以將原有的實驗裝置簡化改變?yōu)?個小型燒杯、2個大型燒杯、比大型燒杯稍大的兩個玻璃片以及2個紗布袋和少量的凡士林及一定量的黃豆（前面說最好是大豆種子，這里又說黃豆種子）即可。這樣的實驗裝置非常常見，便于尋找和準備，而且也能有效地減少和節(jié)省實驗儀器設(shè)備組裝的時間。在原有的演示實驗的基礎(chǔ)上另外加入一組對照性的實驗，在兩個準備好的紗布袋中分別裝入萌發(fā)的種子和用水浸泡過的大豆種子，在實驗的操作方法中摒棄原有實驗中促進二氧化碳排放的注水法，而是改為將紗布袋（裝有種子）和小燒杯（裝有澄清石灰水）共同地放置于大燒杯之中，并且用準備好的玻璃片扣在上面。這里有圖的對比更好。

3.實驗結(jié)果檢驗的改進

在實驗結(jié)果的檢驗上可以將原有實驗中的蠟燭用火柴替換掉，將火柴放置于瓶子中看其是立即熄滅還是能夠繼續(xù)燃燒，這樣可以對于植物呼吸作用過程中是否對氧氣進行了消耗進行更充分、更直接的驗證。在二氧化碳的產(chǎn)生這一實驗結(jié)果的驗證上，借助澄清石灰水進行檢驗，效果更加明顯，且石灰水取材比較方便，重復(fù)試驗過程中更換起來也相對容易且操作簡單。

三、實驗改進的應(yīng)用價值

1.改后的實驗裝置設(shè)備極為簡單，而且實驗裝置的整個組裝程序也節(jié)省了很多的步驟，同時實驗的操作變得更為容易，在實驗的效果上也更為明顯、突出。在此基礎(chǔ)上可以吸引學(xué)生參與到實驗步驟程序的操作中來，讓學(xué)生以小組合作的形式對實驗進行探究。

2.在原有實驗的基礎(chǔ)上通過對照實驗的設(shè)置讓學(xué)生對于呼吸作用的含義及過程有著更為深入的認知和了解。

3.在實驗可連續(xù)重復(fù)操作的可行性上，在一次實驗演示完畢后只需要對于將燒杯中已經(jīng)渾濁的石灰水換為澄清的石灰水即可，教師的準備量和工作量得到了有效的緩解。

參考文獻：

[1]凌劍萍.植物呼吸作用實驗的改進[J].實驗教學(xué)與儀器，2009（6）.

[2]隋麗.植物呼吸作用演示實驗的改進[J].生物學(xué)教學(xué)，2013（2）.endprint