淺議《綠色植物的呼吸作用》一節(jié)教學(xué)的實驗改進(jìn)

摘 要：綠色植物的呼吸作用安排在綠色植物光合作用之后，是植物的三大生理活動之一，它與光合作用既相互獨立，又相互依存，對植物呼吸作用知識的構(gòu)建主要通過對呼吸作用實驗現(xiàn)象的分析獲得。探究植物呼吸能產(chǎn)生二氧化碳——實驗裝置改進(jìn)，根據(jù)所教班級的學(xué)情，鼓勵學(xué)生敢于質(zhì)疑重視實驗創(chuàng)新教學(xué)，不斷發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維。

關(guān)鍵詞：實驗改進(jìn);課堂教學(xué);科學(xué)思維

眾所周知中學(xué)生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，生物教學(xué)離不開實驗，在學(xué)習(xí)人教版七年級上冊《綠色植物的呼吸作用》第三單元第五章第二節(jié)時，學(xué)生對呼吸作用現(xiàn)象已有不少的感性認(rèn)識，在教學(xué)過程中教師應(yīng)充分利用學(xué)生的生活經(jīng)驗、生活實際，引導(dǎo)學(xué)生理解呼吸作用的概念和意義。本節(jié)教材采用了3個演示實驗且都用種子作為實驗材料。有些愛思考的學(xué)生向我發(fā)出疑問：植物的其他器官能不能進(jìn)行呼吸作用呢？這就已經(jīng)是學(xué)生敢于質(zhì)疑和積極思考的體現(xiàn)。有學(xué)生學(xué)習(xí)時產(chǎn)生以下疑問：采用注水排氣法驗證呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳的實驗為何教材沒有設(shè)置對照實驗？如何使學(xué)生正確了解呼吸作用的目的是完成植物體內(nèi)有機物的分解利用，需借助具體明了的實驗，使他們從形象思維向抽象邏輯思維轉(zhuǎn)化，在教學(xué)中重視學(xué)生實驗創(chuàng)新，不斷發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維。為此，我采用了以下做法。

一、 將演示實驗改成學(xué)生分組探究實驗

明確要求學(xué)生：（1）準(zhǔn)備2個一樣的礦泉水瓶子要求必須要清潔、干燥。

（2）兩個瓶子中種子數(shù)量要等量，一般來說不要超過瓶子的1/3。

（3）最好用今年收獲的新花生種子，瓶口一定要密封。

實驗設(shè)計示例1：探究植物呼吸能產(chǎn)生二氧化碳——實驗裝置改進(jìn)

教材中第二個實驗是演示種子呼吸時吸收氧。

首先是實驗的材料改進(jìn)：將萌發(fā)的種子改成用常見的容易簡單獲得的幾片吊蘭葉，胡蘿卜塊（根），芹菜的莖。具體要求告訴給每位學(xué)生，并引導(dǎo)各小組合作討論，制訂探究實驗方案，創(chuàng)新自制一組對照實驗裝置，學(xué)生以小組形式討論，寫出本組的實驗步驟每個小組只設(shè)計一個探究實驗，在規(guī)定時間內(nèi)完成的，可額外設(shè)計完成其他的實驗，小組討論設(shè)計實驗方案。每組1號瓶放置在室溫陽光下5個小時，2號瓶放置在黑暗處5個小時后，分別取出做對比，通過親身實驗論證植物體不同器官（根、莖、葉、花、果實）都能進(jìn)行呼吸作用。

上課時，小組討論并當(dāng)場演示給大家看，然后讓學(xué)生將自己預(yù)先準(zhǔn)備的2個瓶子拿出來親自動手實驗（沒有銅勺，也可用細(xì)木條點燃伸入瓶中）。實驗結(jié)果，學(xué)生普遍在感性認(rèn)識的基礎(chǔ)上認(rèn)識到了原來萌發(fā)的種子呼吸作用旺盛，所以火焰因缺氧立刻熄滅，未萌發(fā)的種子呼吸作用非常微弱，所以火焰與在空氣中無明顯變化。

如何使學(xué)生認(rèn)識到植物進(jìn)行呼吸作用時，吸入的就是氧氣而呼出來的是CO2呢？為此在教材第二個演示實驗基礎(chǔ)上，我作了點改進(jìn)：

1. 先請一位同學(xué)上講臺來，分別向我預(yù)先準(zhǔn)備好的甲乙2個試管中吹氣（如圖1）結(jié)果甲試管中的清石灰水變渾濁而乙試管中的清水不變，從而使學(xué)生明確我們呼出的是CO2氣體，而CO2氣體只有遇到澄清的石灰水才變渾濁。在此基礎(chǔ)上，我再演示圖2實驗，得出CO2氣體是由萌發(fā)種子釋放出來的結(jié)論。

小組同學(xué)合作，根據(jù)教師提供的材料、用具，依照課本上的操作完成該實驗，體驗動手、動腦的快樂。以小組為單位，對學(xué)生進(jìn)行評價，培養(yǎng)合作能力。同時總結(jié)出：種子呼吸能產(chǎn)生二氧化碳。

二、 實行邊觀察邊講解的教學(xué)方法

本節(jié)教材充分體現(xiàn)了啟發(fā)式教學(xué)的指導(dǎo)思想，教學(xué)中要把握住這一特點關(guān)鍵是體現(xiàn)出教師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體作用，關(guān)于演示種子呼吸時放熱實驗（最好用裝有紅色液體的溫度計），討論溫度計示數(shù)。引導(dǎo)學(xué)生思考產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因，總結(jié)出種子呼吸釋放出熱量。教師同時指出，熱量是能量的一種。除此以外，種子呼吸還能產(chǎn)生水。

為了讓學(xué)生觀察更清楚明白呼吸作用是活的植物體時刻都在進(jìn)行的過程，還可增加以下實驗，具體做法如下：

在上課前一天，用黑色不透氣的塑料袋將一盆植物的部分枝葉罩住并扎緊，袋角上可插入一個接有皮管（用夾子控制）的玻璃導(dǎo)管，打開夾子，使袋內(nèi)充滿空氣，然后夾緊，演示時，將導(dǎo)管插入有澄清石灰水的試管中，打開夾子，用手?jǐn)D壓料袋，澄清石灰水則變混濁。實驗現(xiàn)象非常明顯，實驗結(jié)果讓同學(xué)們一目了然令人信服。

在本節(jié)教學(xué)中，我還采用多提問、多啟發(fā)和利用形象的比喻進(jìn)行講解的手段。在導(dǎo)入新課以后，根據(jù)實驗現(xiàn)象，遵循“教師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的原則，認(rèn)真進(jìn)行提問、啟發(fā)和講解。在講、看、思的基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生回憶并列出光合作用反應(yīng)式。我再及時歸納出種子呼吸時吸入氧，將有機物轉(zhuǎn)化成了CO2和H2O，同時將貯存在體內(nèi)的大部分能量釋放出來用于細(xì)胞分裂、根的吸收作用以及輸送有機物等生命活動中，極小一部分則以熱量形式散發(fā)出去。學(xué)生分析呼吸作用中物質(zhì)、能量變化的關(guān)鍵信息，逐步構(gòu)建“呼吸作用”這一核心概念并能嘗試寫出文字表達(dá)式。

三、 聯(lián)系實際、遷移深化

通過本堂課對呼吸作用實驗的改進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生研究呼吸作用，就是為了利用它、調(diào)控它。通過聯(lián)系實際，使學(xué)生經(jīng)歷一個再認(rèn)識的深化過程，由知識過渡到能力。

1. 回顧上課前的提問：有人在居室中放置過多的花卉，好不好？

2. 身邊的科學(xué)：播放農(nóng)民松土、排澇、晾曬糧食、低溫貯存水果和蔬菜的錄像。請同學(xué)說出這樣做的依據(jù)是什么？

3. 以小組為單位討論，代表上臺分享

請同學(xué)將課前調(diào)查的呼吸作用原理在當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的例子，介紹給大家。培養(yǎng)學(xué)生查閱資料、搜集資料、處理信息的能力和合作交流的能力。

四、 重視實驗創(chuàng)新教學(xué)，不斷發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維

科學(xué)思維是生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要內(nèi)容之一，生物學(xué)的學(xué)習(xí)有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，如能夠基于生物學(xué)事實和證據(jù)運用歸納與概括、演繹與推理、批判性思維、創(chuàng)造性思維等方法，探討、闡釋生命現(xiàn)象及規(guī)律，審視或論證生物學(xué)社會議題。在本節(jié)課中，首先在講述完呼吸作用與光合作用的關(guān)系時，利用PPT多媒體讓每一個學(xué)生在紙上填寫，及時糾正某些同學(xué)誤認(rèn)為呼吸作用僅在晚上進(jìn)行而白天不進(jìn)行的錯誤，還有一部分同學(xué)對光合作用與呼吸作用二者具體進(jìn)行位置不清，即對光合作用與呼吸作用的場所記憶混淆，相當(dāng)一部分學(xué)生總認(rèn)為光合作用進(jìn)行的場所是葉綠體，呼吸作用也一樣。對此教師應(yīng)及時進(jìn)行更正，用出示PPT圖片比較的方法增強學(xué)生的感性認(rèn)識。每個學(xué)生都有自己獨特的精神世界和內(nèi)在感受，有著不同于他人的觀察、思考方式。再通過學(xué)生動手實驗基礎(chǔ)上組織不同層次的學(xué)生回答，互相交流、補充，使每一個學(xué)生都能體驗到成功的喜悅，從而對本節(jié)的知識體系進(jìn)行概括。

科學(xué)教育的核心在于學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，實驗教學(xué)是初中生物學(xué)科教學(xué)的組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生實踐、創(chuàng)新能力及提高生物科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。

參考文獻(xiàn)：

[1]中華人民共和教育部普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018：5.

[2]吳成軍.初中生物學(xué)科學(xué)方法體系的建構(gòu)及其教學(xué)建議[J].中學(xué)生物教學(xué)，2014（10）：4-7.

[3]吳呈香.在初中生物學(xué)教學(xué)中發(fā)展學(xué)生科學(xué)思維的探索[J].中學(xué)生物學(xué)，2019（7）：72-74.

作者簡介：帥文紅，新疆庫爾勒市，庫爾勒市第四中學(xué)。