有關(guān)“植物的呼吸作用”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)與思考

朱行芝

1 實(shí)驗(yàn)活動(dòng)開(kāi)展的必要性

生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué)，新課程倡導(dǎo)以觀察、測(cè)量、調(diào)查和實(shí)驗(yàn)為主的探究式學(xué)習(xí)方式。其中實(shí)驗(yàn)是探究式學(xué)習(xí)的主要方式。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能夠形象、直觀地獲取生物學(xué)知識(shí)。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、動(dòng)手能力和團(tuán)隊(duì)合作精神等都能得到有效的培養(yǎng)和提升。如果學(xué)生認(rèn)真思考后，能對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)或優(yōu)化，或者對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的“意外”，進(jìn)行科學(xué)合理的分析，就能進(jìn)一步促進(jìn)常規(guī)知識(shí)的內(nèi)化。此過(guò)程對(duì)學(xué)生思維和能力的培養(yǎng)是其他教學(xué)方法無(wú)法替代的，并且真正體現(xiàn)了“以人為本”的新課程理念和“實(shí)事求是”的科學(xué)態(tài)度。

2 教材常規(guī)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

蘇教版教科書七年級(jí)上冊(cè)中的第六章第四節(jié)“植物的呼吸作用”中，包含2個(gè)實(shí)驗(yàn)，分別是探究植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳、植物呼吸作用消耗氧氣。教材中兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所采用的生物材料都是蔬菜，即用“新鮮的蔬菜”和“燙過(guò)的蔬菜”作對(duì)照。

兩組裝置在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中都需要避光處理。此時(shí)，教師可引導(dǎo)學(xué)生思考：“為什么必須避光？”因?yàn)閷W(xué)生之前已經(jīng)學(xué)習(xí)了植物光合作用的知識(shí)，所以經(jīng)過(guò)思考后能想到這是為了“避免植物的葉進(jìn)行光合作用對(duì)本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾”。

3 實(shí)驗(yàn)探究的改進(jìn)與思考

教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：“選用植物的其他器官作為呼吸作用實(shí)驗(yàn)材料可以嗎？例如種子呢？”學(xué)生分析后會(huì)發(fā)現(xiàn)，如果選用大豆種子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，就不需要避光處理，同時(shí)又能探究植物其他器官是否能進(jìn)行呼吸作用，最終自然而然得出“只要是‘活細(xì)胞就能進(jìn)行呼吸作用”的結(jié)論。

教師可引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：如何檢驗(yàn)呼吸作用的產(chǎn)物二氧化碳？是否有比教材上更加巧妙的處理呢？學(xué)生分組討論后，想出優(yōu)化方案：

利用兩個(gè)礦泉水瓶作為容器，瓶中裝入等量的澄清石灰水。用紗布縫制成兩個(gè)袋子，里面分別裝死種子和活種子，袋口需留有一段線頭，以便于開(kāi)合袋口，將袋子置于瓶中且將線頭留在瓶子以外，旋緊瓶蓋就可以將袋子懸掛在礦泉水瓶中，分別標(biāo)號(hào)1和2，其中1中為死種子，2中為活種子。這樣既能保證種子呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w直接接觸到瓶中的澄清石灰水，又避免了澄清石灰水接觸種子從而影響種子的生命活動(dòng)。

將這組裝置放在25℃下24 h左右。

學(xué)生預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：1中澄清石灰水不變渾濁，2中澄清石灰水變渾濁。

學(xué)生分析：活種子（活細(xì)胞）能進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳使澄清石灰水變渾濁。

學(xué)生實(shí)際觀察發(fā)現(xiàn)，1和2中的澄清石灰水都變渾濁了，學(xué)生小組討論分析得出以下原因：2中活種子（活細(xì)胞）能進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳使澄清石灰水變渾濁。1中雖然死種子（死細(xì)胞）無(wú)法進(jìn)行呼吸作用，但是由于并沒(méi)有對(duì)整個(gè)裝置進(jìn)行嚴(yán)格的消毒滅菌處理，所以瓶子內(nèi)部的微生物在適宜條件下迅速繁殖，并進(jìn)行呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳，所以澄清石灰水變渾濁了。

所以，教師可以引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)思考、討論，設(shè)計(jì)可行的消毒滅菌的方法。

通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)改進(jìn)，學(xué)生分析發(fā)現(xiàn)：

① 不僅植物的葉，植物的其他器官，比如種子也可以進(jìn)行呼吸作用，而且用種子作為實(shí)驗(yàn)材料更簡(jiǎn)潔，避免了光合作用的干擾。

② 不僅動(dòng)植物的細(xì)胞可以進(jìn)行呼吸作用，微生物也可以進(jìn)行呼吸作用維持生命活動(dòng)。

4 總結(jié)反思

在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)過(guò)程中，師生一起利用教材實(shí)驗(yàn)，不局限于對(duì)已知實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，而是實(shí)實(shí)在在地開(kāi)展“實(shí)驗(yàn)探究”。學(xué)生的思維潛力是無(wú)限的，只要教師提供一個(gè)有價(jià)值的探究課題，那么師生之間，生生之間、就會(huì)產(chǎn)生許多思維碰撞的火花。

在本次探究活動(dòng)中，由于教師的恰當(dāng)引導(dǎo)，學(xué)生雖然不斷遇到問(wèn)題，但是能夠堅(jiān)持不懈地解決問(wèn)題。盡管實(shí)驗(yàn)過(guò)程中“意外”不斷，但學(xué)生經(jīng)過(guò)思考和實(shí)驗(yàn)之后卻總有收獲。所以通過(guò)這樣有深度、層層遞進(jìn)、尊重事實(shí)的研究，學(xué)生不僅理解了最基本的知識(shí)，更培養(yǎng)和提高了科學(xué)探究的能力，體現(xiàn)了實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，高效地達(dá)成了三維目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

葉奕乾，孫克勤.個(gè)性心理學(xué)[M].上海：華東師范大學(xué)出版社，1993.endprint