對初中生物《呼吸作用產生二氧化碳》實驗的改進和創新

蔡宇熙（汽車經濟技術開發區第一中學 吉林長春 130011）

對初中生物《呼吸作用產生二氧化碳》實驗的改進和創新

蔡宇熙
（汽車經濟技術開發區第一中學 吉林長春 130011）

生物學實驗是中學生物教學的重要組成部分，而生物實驗教學是為了提高學生的生物科學素養為目的。隨著教材的改進，實驗所占的比例越來越重，然而，現行教材中的很多實驗由于實驗材料選擇不當、實驗方法不夠合理、使得一些實驗取材不方便，操作復雜，缺少應有科學嚴謹性，同時效果不明顯，不易觀察，從而使實驗教學難以取得預期的教學效果。因此，教師在生物實驗教學中加強改進與創新，充分挖掘和利用好現有各種有效資源，開展好每一個實驗的教學工作，可以彌補一些課本實驗設計的不足，能有效地激發學生的學習興趣，促進學生形成創新意識、發展創新能力和實踐能力。

中學生物實驗 實驗改進 生物教師

通過生物學實驗教學培養學生的創新能力，既是生物教學改革的要求，也是推進素質教育的需要，需要教師在實踐中努力探索生物實驗教學設計創新。隨著素質教育的推進，創新能力的培養已成為素質教育的重中之重，而通過生物實驗培養創新能力是生物教學適應素質教育開展的需要。

2011版新課標在“課程資源的開發和利用”中指出：“應鼓勵學生和教師充分利用身邊費用低廉的器具和材料，設計富有創造性的實驗和實踐活動。”如何在實踐中挖掘身邊的資源，使生物學實驗低成本、低損耗和簡單易行呢？ 生物教材七年級上冊安排了“呼吸作用產生二氧化碳”的演示實驗。二氧化碳是一種無色無味的氣體，看不見也摸不著，通過該演示實驗和學生探究實驗可以讓學生直觀地感覺到呼吸作用產生了二氧化碳，有利于幫助學生理解呼吸作用，所以該實驗是一個重要的必做演示實驗，（有條件可以增加學生的探究性實驗）。本文以此實驗為例，闡述初中生物實驗改進的方法與過程。［1］

一、實驗原理

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

二、原實驗裝置的不足處

1.使用的器材多，組裝費時。

2.操作繁瑣。采用灌水排氣法，從漏斗灌入清水，操作復雜，不夠嚴謹。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氣體。［2］

（2）漏斗中用棉花塞住也會有少量二氧化碳逸出。

（3）沒有設置對照實驗，很難說明二氧化碳是萌發的種子產生的。

3.不能在短時間內重復演示該實驗（種子呼吸產生足量的二氧化碳至少需要1—2小時。如接連在多個班上演示該實驗，就需要多準備幾瓶萌發的種子，增加了教師的準備量。）［3］

三、實驗裝置的改進：

注射液瓶子、注射器、兩只小燒杯、澄清石灰水。

四、實驗操作方法的改進

1.方法的改進：

將灌水排氣法改用注射器抽氣法。

設置一組對照實驗。即萌發的種子，炒熟的種子進行對照。

2.實驗操作

演示實驗：

（1）取兩個小燒杯，分別貼上標簽。

（2）向兩只小燒杯中倒入適量的澄清石灰水。

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

3.此實驗方法的優勢之處

（1）實驗裝置簡單，實驗器材來源于生活、容易取得。既可作為教師演示實驗，也可作為學生探究實驗。

（2）實驗操作很簡便。

（3）實驗效果更明顯。

（4）設置了對照組是實驗更為嚴謹。

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

五、實驗操作方法的創新：

拓展為學生的探究實驗

提出一個問題比解決一個問題更重要。心理學家認為：思維總是由問題引起的，是同解決問題形影相隨的。嚴密的思維能發現新的問題，而新的問題又促進人的積極思維，直到問題解決。因此，在課堂上可引導學生質疑：在證明植物的種子能夠進行呼吸作用后，你還對植物的呼吸作用有什么疑問？有可能學生會提問：植物的其它器官也能進行呼吸作用嗎？這時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？然后緊接著引導學生設計實驗，以下是學生探究植物其它器官呼吸作用的實驗方案（僅供參考的）

1.分組：4-5人為一組。

2.實驗材料：

一組：新鮮蘋果和煮熟的蘋果。（植物的果實）

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）

實驗器材：

每組兩個大號塑料密封袋、注射器（帶針頭）、兩個小燒杯，澄清石灰水。

3.實驗步驟：

（1）每組取兩個小燒杯，分別貼上標簽（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的標簽袋，并抽取氣體注入綠色標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的標簽袋，并抽取氣體注入紅色標簽小燒杯的石灰水中，觀察石灰水的變化。

（5）各組交流實驗現象并總結實驗結論。

4.創新優點之處：

通過以上的以上實驗設計改進與創新，使實驗設計更加合理，步驟更加嚴謹，更具可操作性，便于學生更加直觀的理解課本知識，大大縮短了課堂演示和學生實驗的時間，使學生在有限的時間內得到了最大的收獲，它對促進學生全面發展、提高學生科學探究和實驗水平、培養學生能力等方面有著十分巨大的教學價值和潛在作用。

增加探究性的實驗，實驗器材和材料在生活中唾手可得，方便準備和操作。可以充分發揚學生自主學習的精神，創造機會讓學生動手，促使學生討論和思考，因為改變學生的學習方式，便被動為主動，這才是課程改革的根本目的之一。

［1］劉恩山，汪忠等.義務教育生物學課程標準（2011年版）解讀.北京：北京師范大學出版社，2012：121.

［2］崔庚寅，赫子瑞，尹惠芳等.生物學實驗教學疑難解答（初中）.北京：化學工業出版社，2008：35—39.

［3］閆秀芹.初中生物學實驗的幾點改進.生物學教學，2010，35（1）：46.

蔡宇熙 吉林省長春市汽車經濟技術開發區第一中學生物教師，東北師大研究生，2013年省新秀；2016年長春市生物組十佳教師；2015年長春市高技能職工。