“植物的呼吸作用”探究实验教学设计

邰玉韦

(江苏省常州市北郊初级中学 213002)

1 教材分析

“植物的呼吸作用”是苏教版初中生物学教材七年级上册的内容，是在“植物光合作用的实质”学习的基础上围绕呼吸作用实质、呼吸作用意义等内容展开的。学生对植物体呼吸作用没有直观的感受，往往会因为植物的光合作用而忽略植物的呼吸现象。因此，教学过程中考虑把人的呼吸作用作为参照，可以创新性处理和使用教材，在原教材实验指导的基础上进一步开发和创新设计，改原来的验证性实验为定量的探究性实验教学设计，培养学生的探究能力，发展学生的思维能力和学科素养，获得呼吸作用的基础知识，并通过联系学生身边的生活现象，加深理解呼吸作用的实质和意义。

2 教学准备

2.1 材料与器皿 新鲜的白萝卜、土豆、菠菜、花菜、橘子、豆芽各200 g；小气球、澄清石灰水、塑料吸管、火柴棒、打火机、洗耳球、注射器(50 mL)、透明塑料瓶(20 mL)；关于呼吸作用概念图的彩色磁铁卡片。

2.2 实验方法 ①同一种材料各取4等份(每份50 g)，其中两等份是新鲜的，两等份是煮熟过的；分别装在330 mL规格的白色饮料瓶并加盖密封(装绿叶的塑料瓶要用黑色布包裹)；装有新鲜的和煮熟过的材料的饮料瓶要用不同颜色的标签标识。②用20 mL规格透明塑料瓶装入10 mL澄清石灰水，每小组各准备两瓶。③准备50 mL规格的注射器24个(每小组各两个)，学生探究实验时，分别从装有同种实验材料(新鲜的和煮熟的)的两个饮料瓶中抽出40 mL气体，然后分别注入到两个装有10 mL澄清石灰水的瓶中检验，观察是否变浑浊。

3 教学过程

3.1 创设情境，问题引出 具体的教学流程如下：

3.1.1 展示一张潜水员在水中活动情境的图片 启发学生思考：潜水员为什么要背着氧气瓶在水中活动？学生联系生活，通过观察分析得出人呼吸需要氧气。

3.1.2 人呼吸产生二氧化碳小实验 请两位学生到讲台上来，把2个小气球吹大。提出两个思考问题：①气球内这两位同学体内呼出的气体与他们吸入的空气中的气体相比，哪种成分会增多？②怎样验证你的假设？学生根据生活经验会脱口而出：呼出的气体中“二氧化碳” 成分会增多，但并不知道怎样验证这种假设。教师再请两位学生亲自做演示对照实验，一位学生用嘴巴向一杯澄清石灰水中吹气，另一位学生同时用洗耳球向另一杯澄清石灰水中挤空气。观察实验效果，证明人呼出的气体中含二氧化碳成分会增多。

3.1.3 追问并引出探究问题 ①植物体的呼吸会产生二氧化碳吗？②植物体的呼吸会需要氧气吗？

3.2 设计实验方案 学习本节课前，学生已经初步具有了一定的实验设计能力，教师可提供一定的情境，激发学生的表现欲。用多种方案图片并采用追问的方式，引导学生进行方案的归纳和完善。在师生共同交流中学生明白了设计的原理。

3.3 小组合作体验探究 学生共分12组，每两个小组用同一种实验材料(分别为萝卜、土豆、菠菜、花菜、桔子和黄豆)。每小组共4瓶实验材料和相关实验仪器，按照实验方案进行两个实验探究。

3.3.1 实验一：探究植物呼吸作用是否产生二氧化碳 教师进行部分实验操作演示或友情提醒：①两位学生合作完成抽出一个瓶子的气体40 mL，4位学生同时抽出A、B两瓶内的气体；②一位学生小心安全地把针头插入瓶中，同时，另一位学生一直挤压瓶体，不能松手；③把从A、B瓶中抽出的气体分别注入到澄清石灰水中，针头要伸入到液面以下；④观察澄清石灰水中有什么变化？为什么？⑤播放相关操作视频。随后，小组合作进行探究实验并完成“探究理解单一”(表1)；并在全班范围内进行各小组实验结果展示、评价与交流，得出实验结论。

表1 探究理解单一

3.3.2 实验二：探究植物呼吸作用是否产生二氧化碳 教师进行部分实验操作演示或友情提醒：①两位学生先点燃火柴，另两位学生同时打开两瓶的瓶盖，火柴要快速地伸入瓶口处；②观察A、B瓶中的火柴哪个先熄灭？说明了什么？③实验后，把火柴放在烧杯里；④播放相关操作视频。随后，小组进行探究实验并完成“探究理解单二”(如表2)，并在全班范围内进行各小组实验结果展示、评价与交流，得出实验结论。

表2 探究理解单二

3.4 观看“呼吸作用分解有机物”实验视频 观看视频前提出要求：请认真观看一段学生兴趣小组的实验视频，并思考实验能得出什么结论。

视频实验内容：①取两份等量的绿豆种子，其中一份烘干失水，称取有机物的重量是18.4 g；同样，另一份绿豆种子有机物的质量也是18.4 g；②然后在这两份种子中各加入等量适量的水，放入恒温箱中培养；3 d后取出两份种子。③再次烘干两份种子，再分别称取这两份种子的有机物质量；④死亡种子的有机物质量是18.4 g；萌发种子的有机物质量是14.6 g。

3.5 比较图片中“萌发的种子”实验前后温度的变化 请学生认真观察实验图片(图1A、B)，并思考实验结论。

学生通过思考讨论得出：植物的呼吸作用能释放热量，呼吸作用的意义是为植物体各项生命活动提供能量。

图1 种子萌发的温度变化

3.6 黑板贴图建构呼吸作用概念 请学生一起回顾前面实验探究的内容和结论：①植物呼吸作用产生二氧化碳；②植物呼吸作用需要氧气；③植物呼吸作用分解有机物；④植物呼吸作用释放能量。随后，师生分析呼吸作用的实质。学生在黑板上贴图建构概念(图2)。

3.7 联系生活 学以致用 呈现图片和问题：①A透明玻璃装置中只有一只老鼠，B透明玻璃装置中除了一只一样大小的同种老鼠外，还有一棵植物。请问一段时间后，A、B装置中的哪只老鼠先死亡？为什么？如果把A、B装置都移到黑暗中去，哪只老鼠先死亡？② 萝卜放久了为什么会空心？③为什么要经常给植物的根进行松土？

图2 黑板贴图