科學(xué)探究 領(lǐng)悟科學(xué)

蔡惠

一、設(shè)計思路

日常生活中，學(xué)生對人體的呼吸以及呼吸過程中利用氧氣、產(chǎn)生二氧化碳的現(xiàn)象有所了解，但對具體的呼吸作用的認(rèn)識，還沒有提升到學(xué)科知識的高度。本節(jié)課的設(shè)計中有大量的、層層遞進的探究實驗，旨在讓學(xué)生在理性思維與動手實驗的碰撞中，產(chǎn)生科學(xué)的火花，深刻明白科學(xué)探究的意義。同時，本節(jié)課在理論教學(xué)中采用情境教學(xué)、問題導(dǎo)學(xué)，在實驗教學(xué)中采用任務(wù)驅(qū)動、小組合作，充分發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，引導(dǎo)學(xué)生主動探索新知，突破重、難點。

二、教學(xué)目標(biāo)

通過一系列實驗探究，說明呼吸作用的過程，確立正確的科學(xué)觀念，提高科學(xué)探究能力;通過小組合作，使用給定器材，設(shè)計實驗裝置，嘗試與他人共同解決問題;通過小組展示，提高表達能力。

三、教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新知。

教師提問：同學(xué)們知道常州有哪些特產(chǎn)嗎？引出常州蘿卜干。蘿卜干是由新鮮蘿卜暴曬后腌制而成。本節(jié)課以蘿卜為主線探究呼吸作用的過程。先通過學(xué)生喜愛的“蘿卜蹲”游戲，引導(dǎo)學(xué)生思考人在加速呼吸的過程中，身體會有哪些細微變化。學(xué)生通過觀察、總結(jié)，得出結(jié)論：人的呼吸是消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，同時釋放熱量的過程。接著，教師引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑：呼吸作用是否消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳并釋放能量？

2.科學(xué)探究，提出問題并做出假設(shè)。

教師給出3個問題：蘿卜的呼吸會消耗氧氣嗎？蘿卜的呼吸會產(chǎn)生二氧化碳嗎？蘿卜在呼吸過程中，會釋放能量嗎？教師在每個問題下做相應(yīng)提示：氧氣能夠助燃，在氧氣減少或者沒有的情況下，燃燒的蠟燭會熄滅;二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁;冷飲外賣中常用的隔熱保溫棉，有一定的保溫效果。教師將3個探究主題命名為：氧氣組、二氧化碳組、能量組。各學(xué)習(xí)小組自主挑選探究主題。

3.科學(xué)探究，制定計劃。

教師給出實驗材料及器材，引導(dǎo)學(xué)生思考其作用。lOOg新鮮蘿卜與lOOg煮熟蘿卜：做對照實驗;透明的飲料瓶：裝蘿卜塊;標(biāo)簽：編號用，方便觀察與表達;溫度計：測量溫度;小瓶子：裝lOml澄清石灰水，以檢驗二氧化碳;針筒（帶刻度）：抽取一定量氣體;蠟燭：用鐵絲穿好，可伸進瓶子深處，觀察其燃燒現(xiàn)象;隔熱保溫棉：撕開后粘貼在瓶身，可起一定的保溫作用;火柴：點燃蠟燭。

教師將以上所有器材置于講臺，各小組根據(jù)所選的探究主題進行討論，挑選出與本組主題相對應(yīng)的器材。氧氣組實驗器材：透明飲料瓶、標(biāo)簽、蠟燭、火柴;二氧化碳組實驗器材：透明飲料瓶、標(biāo)簽、澄清石灰水、針筒;能量組實驗器材：透明飲料瓶、標(biāo)簽、隔熱保溫棉、溫度計。各組搭建實驗裝置，討論實驗結(jié)果的檢驗方法，并且做出預(yù)估。最后，每組派一位成員上臺展示。在此過程中，學(xué)生的科學(xué)思維能力、小組合作能力、語言表達能力均得到了鍛煉與提高。

4.科學(xué)探究，實施計劃。

因為植物的呼吸是一個相對緩慢的過程，因此教師需在24小時前準(zhǔn)備好所有實驗裝置，各小組派一名代表，挑選相應(yīng)裝置，然后回到小組內(nèi)進行實驗結(jié)果的檢測。同時，教師針對各小組的主題特點，給出相應(yīng)提示：檢測氧氣時，需快速高效;檢測二氧化碳時，需定量處理，抽取40mL的氣體緩慢注入lOmL澄清石灰水中，效果最佳;溫度的改變需仔細觀察，記錄細微變化。學(xué)生通過親自動手檢驗，更加深刻地認(rèn)識了呼吸作用，明白了科學(xué)探究的意義，并且在此過程中，鍛煉了動手操作能力。

5.科學(xué)探究，表達與質(zhì)疑，交流與改進。

各小組派一名成員上臺展示并說明實驗現(xiàn)象。

氧氣組：將點燃的蠟燭插入盛有l(wèi)OOg新鮮蘿卜塊的瓶子里，蠟燭熄滅;將點燃的蠟燭插入盛有l(wèi)OOg煮熟蘿卜塊的瓶子里，蠟燭繼續(xù)燃燒。得出結(jié)論：蘿卜的呼吸會消耗氧氣。

二氧化碳組：在盛有l(wèi)OOg新鮮蘿卜塊的瓶子里，抽取40mL氣體，注入lOmL澄清石灰水中，澄清石灰水變渾濁;在盛有l(wèi)OOg煮熟蘿卜塊的瓶子里，抽取40mL氣體，注入lOmL澄清石灰水中，澄清石灰水無明顯變化。

能量組：對照組與實驗組溫度計讀數(shù)無差別。教師引導(dǎo)學(xué)生提出質(zhì)疑，蘿卜在呼吸的過程中，究竟有沒有產(chǎn)生熱量？或許沒有，或許實驗裝置不夠科學(xué)。如何改進實驗？教師引導(dǎo)學(xué)生改進：用更先進的儀器——溫度傳感器，來感測溫度的細微變化;把塑料瓶換成熱水瓶，加大容器的盛裝量;實驗材料換成lOOOg萌發(fā)的小麥種子和lOOOg煮熟的小麥種子，因為小麥種子在萌發(fā)的過程中，呼吸作用較強。之后，能量組上臺完成改進實驗，得出結(jié)論：呼吸作用過程中，會釋放能量。

6.觀察生活現(xiàn)象，引發(fā)思考。

教師呈現(xiàn)圖片：空心的蘿卜。引導(dǎo)學(xué)生思考：蘿卜為什么會空心？從而得出結(jié)論：在蘿卜呼吸的過程中，蘿卜體內(nèi)的有機物被分解。

7.歸納概念，升華情感。

通過一系列的實驗及思考，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，蘿卜在呼吸的過程中，分解有機物，消耗氧氣，產(chǎn)生二氧化碳，并且釋放能量。這樣的過程就叫作呼吸作用。教師繼續(xù)啟發(fā)學(xué)生：我們這節(jié)課所經(jīng)歷的，就叫作科學(xué)探究。而在這個過程中，所有的體驗、感受、發(fā)現(xiàn)，都是我們認(rèn)識科學(xué)本質(zhì)的基礎(chǔ)。希望今后我們依然能夠在探究的道路上相遇，一起去感知科學(xué)的魅力、生命的美好。

8.回歸生活，開拓思維。

鼓勵學(xué)生挑選喜愛的實驗器材，利用課余時間，做一些與呼吸作用有關(guān)的驗證實驗。

四、教學(xué)反思

本節(jié)課教學(xué)思路清晰，以蘿卜為明線，以科學(xué)探究過程為暗線，引導(dǎo)學(xué)生進行了一系列的探究活動。蘿卜是學(xué)生所熟知的生物，也是學(xué)生平常生活中經(jīng)常接觸的食物，能夠比較容易激發(fā)學(xué)生的探究熱情。小小的蘿卜中蘊藏著怎樣的科學(xué)知識呢？通過一系列的引導(dǎo)，學(xué)生樂在其中。對于科學(xué)探究，初中生物課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出：科學(xué)探究既是科學(xué)家工作的基本方式，也是科學(xué)課程中重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容和有效的教學(xué)方式。課標(biāo)倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，幫助學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)。本節(jié)課在學(xué)生已經(jīng)掌握科學(xué)探究的一般方法的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生主動參與，積極思考，逐步培養(yǎng)學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力、交流與合作的能力。整節(jié)課通過教師指導(dǎo)、學(xué)生合作、師生交流，實現(xiàn)了信息的相互傳遞，提高了學(xué)生的科學(xué)探究能力。