“植物的呼吸作用”實驗教學設計

徐廣宇

[摘要]教師指導學生開展“植物的呼吸作用”這節(jié)課的探究實驗能夠有效突破教學重難點，如果處理不當，就會使課堂顯得容量太大，教學思路凌亂，容易讓學生產(chǎn)生混亂。文章闡述如何運用合理的實驗教學策略，使整個課堂教學的流程更流暢，知識點之間的銜接更自然，最大限度地調動學生的學習熱情，充分體現(xiàn)學生學習的主體性，促進學生對重要概念的建構、理解和應用。

[關鍵詞]植物；實驗；探究

蘇教版《生物》七年級上冊“植物的呼吸作用”在教材中占的內容比重不多，卻是學習的重難點。教師可以充分利用學生對實驗的好奇心和熱情，通過加強和完善生物學實驗教學，設計和運用一些探究實驗將知識點串聯(lián)起來，使學生在自主探究的學習活動氛圍中提高科學探究能力，促進學生對重要概念的建構、理解和應用。

一、課上教學和課前探究整合

“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”和“植物呼吸作用消耗氧氣”這兩個實驗尤為重要，教師在開展實驗活動中可以更加全面地探究，采用課上和課前相結合的方式，課前注重學生對實驗的自主設計和準備，課堂側重實驗檢驗、展示、分析和討論。

（一）課前自主探究

布置學生分組選擇探究主題，以教材中提供的實驗方案為基礎，以小組為單位，自主設計實驗方案，除了最后的實驗檢驗環(huán)節(jié)，完成其他的前期實驗過程，并預測實驗結果。課前自主探究可以激發(fā)學生的學習興趣，充分體現(xiàn)學生的主體性。學生既可以參照教材上的參考方案探究，也可以自行設計方案。這既給予了學生自主發(fā)揮的空間，也在一定程度上節(jié)約了課堂的時間。為避免學生探究方案和思路出現(xiàn)偏差，教師在課前探究的指導跟進非常關鍵，確保學生少做無用功，也為課堂教學打好基礎。

（二）課堂展示交流

相關合作小組代表上臺匯報，1～2名學生介紹設計方案，同組的學生根據(jù)介紹，現(xiàn)場同步演示實驗過程，展示實驗現(xiàn)象，記錄實驗組和對照組的結果，并根據(jù)實驗的結果得出該組的探究結論。學生在課前精心設計和準備，課堂交流探究方案和結果，小組內合理分工，有解說的，有演示的，最后根據(jù)實驗結果現(xiàn)場得出本組的探究結論，既鞏固了生物學探究的基本流程，也培養(yǎng)了學生的設計表達能力和團隊精神。

二、處理好不同探究之間的關聯(lián)

教師應充分挖掘各實驗之間的聯(lián)系，適當?shù)厝诤霞娌ⅲ罱K通過一個實驗解決幾個探究主題，或者由一個探究實驗引出其他關聯(lián)的主題。比如，“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”“植物呼吸作用消耗氧氣”“植物呼吸作用產(chǎn)生水”“所有活細胞都可以進行呼吸作用”“植物的呼吸作用有光無光都進行”這5組探究主題原本似乎都是獨立的，可以分別設計實驗研究，但是教師在教學過程中合理利用學生在設計實驗中的一些“失誤”，或對已有的實驗方案進行細微的調整，或關注實驗過程中一個細節(jié)變化，可能一下子就解決了一連串的問題。

案例一：

在探究“植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”的過程中，教師發(fā)現(xiàn)有的小組使用的是透明的白塑料袋（教師也可以在課前特意安排一組），并且沒有進行其他遮光處理，導致實驗結果不明顯——石灰水渾濁現(xiàn)象不顯著，學生討論并分析原因。通過教師引導，學生很快便能分析出原因：在沒有遮光處理的情況下，植物的葉片不僅能進行呼吸作用，可能還會進行光合作用，光合作用消耗了呼吸作用產(chǎn)生的二氧化碳，故而實驗結果不明顯。這樣，教師巧妙地運用學生設計方案的“失誤”，將光合作用和呼吸作用這兩個重要知識點聯(lián)系起來。通過討論得出植物光合作用和呼吸作用的重要區(qū)別之一：植物的光合作用需要光，而呼吸作用有光無光都進行。利用同一個實驗過程中的所謂“失誤”，使該探究過程充分展開，將植物的光合作用和呼吸作用做了一個初步的對比，更加有利于學生對知識的掌握。另一方面，學生在設計實驗過程中會更加注意每一個細節(jié)問題，體現(xiàn)實驗的嚴謹性。

案例二：

同樣是關于“植物呼吸作用是否產(chǎn)生二氧化碳”的探究，老師只要對實驗方案做調整就可以幫助解決“所有活細胞都可以進行呼吸作用”的問題。具體如下：實驗過程與剛才學生設計的實驗基本一致，只是將菠菜換成了剛剛萌發(fā)的種子，其他過程不變。預期實驗結果：同樣是實驗組變渾濁，對照組不變渾濁。得出結論：萌發(fā)的種子（不含葉綠體）也進行呼吸作用，釋放二氧化碳。所以，植物的呼吸作用不需要葉綠體參與。并進一步向學生介紹：所有的活細胞都可以進行呼吸作用。

該環(huán)節(jié)充分考慮到課堂時間，不需要讓學生設計和演示實驗過程，而是通過教師直接介紹、演示和引導（1～2分鐘實驗就可以演示介紹完畢），既給予學生直觀的認識，又提高課堂效率，為其他重要內容的展開，節(jié)約寶貴的時間。

案例三：

在探究“植物呼吸作用是否消耗氧氣”的過程中，仔細觀察會發(fā)現(xiàn)實驗組的瓶子壁上有很多小水珠，而對照組卻幾乎沒有，為什么？由此提出問題，引導學生討論分析：水也有可能是植物呼吸作用產(chǎn)生的。利用實驗組的瓶壁上有很多小水珠這樣一個小的細節(jié)，非常流暢自然地得出“植物呼吸作用產(chǎn)生水”的重要結論。

三、靈活變換實驗探究的展現(xiàn)方式

兼顧課堂時間的有限性和課堂教學方式的多樣性，同樣是探究實驗，展現(xiàn)的方式也可多種多樣，以適應課堂的實際需要。

（一）現(xiàn)場演示，便于直觀建立感性認識

第一個探究實驗涉及檢驗二氧化碳的化學反應知識，通過學生現(xiàn)場的演示實驗，請學生上臺向澄清石灰水中吹氣，使石灰水變渾濁，介紹二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的現(xiàn)象，從而了解檢測二氧化碳的方法。初中生物的學習過程中涉及不少化學知識，為了彌補這方面的不足，可以通過這樣簡單的現(xiàn)場演示方式，讓學生對“二氧化碳使澄清石灰水變渾濁的特性”建立感性認識。

（二）錄像展示，便于快速呈現(xiàn)實驗過程

關于呼吸作用釋放能量這一知識點，教科書沒有安排驗證性實驗。如果在現(xiàn)場開設一個實驗，課堂容量過大，難以完成教學任務，而通過錄像的方式在課堂上交流，節(jié)約課堂時間，又多了一種演示渠道，調動課堂氣氛。學生觀看種子萌發(fā)放熱的實驗錄像（錄像1分鐘左右，實驗過程：實驗分為實驗組和對照組2組，實驗組用正在萌發(fā)的種子放在保溫瓶里，并插上溫度計，封好口，而對照組使用被煮熟的種子，其他和實驗組一樣，一段時間后看2個溫度計的數(shù)值變化）。實驗錄像顯示：實驗組的溫度會明顯高于對照組。學生由此可以很容易得出結論：種子在萌發(fā)過程中進行呼吸作用，并且釋放熱能。

四、主線鮮明，重要概念清晰明了

這節(jié)課涉及多個探究實驗，且展示方式也多種多樣，為了避免課堂條理不清，所以主線一定要鮮明。本節(jié)課是以植物呼吸作用的化學反應式為主線展開的，通過與植物光合作用公式的對比，再結合上述探究，引導學生得出植物呼吸作用的公式，在黑板上板書植物呼吸作用的公式時，緊密聯(lián)系剛才的實驗，分步完成公式。既體現(xiàn)出教學過程的嚴謹性，也更加有助于學生從根本上理解公式。

如果將實驗運用得恰到好處，整個課堂教學的流程很流暢，知識點之間的銜接過渡十分自然，將會最大限度地調動學生的學習熱情，充分體現(xiàn)學生學習的主體性，學生不僅有知識能力的發(fā)展，也有技能及情感態(tài)度的發(fā)展，不僅提高了個人的才智，也注重集體協(xié)作學習的成功與獲得。從小組設計方案，準備實驗材料，實施實驗，到合作演示實驗過程，分析實驗結果，得出結論，無不體現(xiàn)新的課改理念。