淺議《綠色植物的呼吸作用》一節教學的實驗改進

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建主要通過對呼吸作用實驗現象的分析獲得。探究植物呼吸能產生二氧化碳——實驗裝置改進，根據所教班級的學情，鼓勵學生敢于質疑重視實驗創新教學，不斷發展學生科學思維。

關鍵詞：實驗改進;課堂教學;科學思維

眾所周知中學生物學是一門以實驗為基礎的學科，生物教學離不開實驗，在學習人教版七年級上冊《綠色植物的呼吸作用》第三單元第五章第二節時，學生對呼吸作用現象已有不少的感性認識，在教學過程中教師應充分利用學生的生活經驗、生活實際，引導學生理解呼吸作用的概念和意義。本節教材采用了3個演示實驗且都用種子作為實驗材料。有些愛思考的學生向我發出疑問：植物的其他器官能不能進行呼吸作用呢？這就已經是學生敢于質疑和積極思考的體現。有學生學習時產生以下疑問：采用注水排氣法驗證呼吸作用產生二氧化碳的實驗為何教材沒有設置對照實驗？如何使學生正確了解呼吸作用的目的是完成植物體內有機物的分解利用，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化，在教學中重視學生實驗創新，不斷發展學生科學思維。為此，我采用了以下做法。

一、 將演示實驗改成學生分組探究實驗

明確要求學生：（1）準備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。

實驗設計示例1：探究植物呼吸能產生二氧化碳——實驗裝置改進

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：將萌發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生，并引導各小組合作討論，制訂探究實驗方案，創新自制一組對照實驗裝置，學生以小組形式討論，寫出本組的實驗步驟每個小組只設計一個探究實驗，在規定時間內完成的，可額外設計完成其他的實驗，小組討論設計實驗方案。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）都能進行呼吸作用。

上課時，小組討論并當場演示給大家看，然后讓學生將自己預先準備的2個瓶子拿出來親自動手實驗（沒有銅勺，也可用細木條點燃伸入瓶中）。實驗結果，學生普遍在感性認識的基礎上認識到了原來萌發的種子呼吸作用旺盛，所以火焰因缺氧立刻熄滅，未萌發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。

如何使學生認識到植物進行呼吸作用時，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上，我作了點改進：

1. 先請一位同學上講臺來，分別向我預先準備好的甲乙2個試管中吹氣（如圖1）結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。在此基礎上，我再演示圖2實驗，得出CO2氣體是由萌發種子釋放出來的結論。

小組同學合作，根據教師提供的材料、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，對學生進行評價，培養合作能力。同時總結出：種子呼吸能產生二氧化碳。

二、 實行邊觀察邊講解的教學方法

本節教材充分體現了啟發式教學的指導思想，教學中要把握住這一特點關鍵是體現出教師的主導作用和學生的主體作用，關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。引導學生思考產生此現象的原因，總結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，種子呼吸還能產生水。

為了讓學生觀察更清楚明白呼吸作用是活的植物體時刻都在進行的過程，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）的玻璃導管，打開夾子，使袋內充滿空氣，然后夾緊，演示時，將導管插入有澄清石灰水的試管中，打開夾子，用手擠壓料袋，澄清石灰水則變混濁。實驗現象非常明顯，實驗結果讓同學們一目了然令人信服。

在本節教學中，我還采用多提問、多啟發和利用形象的比喻進行講解的手段。在導入新課以后，根據實驗現象，遵循“教師為主導，學生為主體”的原則，認真進行提問、啟發和講解。在講、看、思的基礎上引導學生回憶并列出光合作用反應式。我再及時歸納出種子呼吸時吸入氧，將有機物轉化成了CO2和H2O，同時將貯存在體內的大部分能量釋放出來用于細胞分裂、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出去。學生分析呼吸作用中物質、能量變化的關鍵信息，逐步構建“呼吸作用”這一核心概念并能嘗試寫出文字表達式。

三、 聯系實際、遷移深化

通過本堂課對呼吸作用實驗的改進，引導學生研究呼吸作用，就是為了利用它、調控它。通過聯系實際，使學生經歷一個再認識的深化過程，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：播放農民松土、排澇、晾曬糧食、低溫貯存水果和蔬菜的錄像。請同學說出這樣做的依據是什么？

3. 以小組為單位討論，代表上臺分享

請同學將課前調查的呼吸作用原理在當地農業生產中應用的例子，介紹給大家。培養學生查閱資料、搜集資料、處理信息的能力和合作交流的能力。

四、 重視實驗創新教學，不斷發展學生科學思維

科學思維是生物學核心素養的重要內容之一，生物學的學習有助于培養學生的科學思維，如能夠基于生物學事實和證據運用歸納與概括、演繹與推理、批判性思維、創造性思維等方法，探討、闡釋生命現象及規律，審視或論證生物學社會議題。在本節課中，首先在講述完呼吸作用與光合作用的關系時，利用PPT多媒體讓每一個學生在紙上填寫，及時糾正某些同學誤認為呼吸作用僅在晚上進行而白天不進行的錯誤，還有一部分同學對光合作用與呼吸作用二者具體進行位置不清，即對光合作用與呼吸作用的場所記憶混淆，相當一部分學生總認為光合作用進行的場所是葉綠體，呼吸作用也一樣。對此教師應及時進行更正，用出示PPT圖片比較的方法增強學生的感性認識。每個學生都有自己獨特的精神世界和內在感受，有著不同于他人的觀察、思考方式。再通過學生動手實驗基礎上組織不同層次的學生回答，互相交流、補充，使每一個學生都能體驗到成功的喜悅，從而對本節的知識體系進行概括。

科學教育的核心在于學生科學思維能力的培養，實驗教學是初中生物學科教學的組成部分，是培養學生實踐、創新能力及提高生物科學素養的重要途徑。

參考文獻：

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[3]吳呈香.在初中生物學教學中發展學生科學思維的探索[J].中學生物學，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。