“植物的呼吸作用”实验教学设计

徐广宇

[摘要]教师指导学生开展“植物的呼吸作用”这节课的探究实验能够有效突破教学重难点，如果处理不当，就会使课堂显得容量太大，教学思路凌乱，容易让学生产生混乱。文章阐述如何运用合理的实验教学策略，使整个课堂教学的流程更流畅，知识点之间的衔接更自然，最大限度地调动学生的学习热情，充分体现学生学习的主体性，促进学生对重要概念的建构、理解和应用。

[关键词]植物；实验；探究

苏教版《生物》七年级上册“植物的呼吸作用”在教材中占的内容比重不多，却是学习的重难点。教师可以充分利用学生对实验的好奇心和熱情，通过加强和完善生物学实验教学，设计和运用一些探究实验将知识点串联起来，使学生在自主探究的学习活动氛围中提高科学探究能力，促进学生对重要概念的建构、理解和应用。

一、课上教学和课前探究整合

“植物呼吸作用产生二氧化碳”和“植物呼吸作用消耗氧气”这两个实验尤为重要，教师在开展实验活动中可以更加全面地探究，采用课上和课前相结合的方式，课前注重学生对实验的自主设计和准备，课堂侧重实验检验、展示、分析和讨论。

（一）课前自主探究

布置学生分组选择探究主题，以教材中提供的实验方案为基础，以小组为单位，自主设计实验方案，除了最后的实验检验环节，完成其他的前期实验过程，并预测实验结果。课前自主探究可以激发学生的学习兴趣，充分体现学生的主体性。学生既可以参照教材上的参考方案探究，也可以自行设计方案。这既给予了学生自主发挥的空间，也在一定程度上节约了课堂的时间。为避免学生探究方案和思路出现偏差，教师在课前探究的指导跟进非常关键，确保学生少做无用功，也为课堂教学打好基础。

（二）课堂展示交流

相关合作小组代表上台汇报，1～2名学生介绍设计方案，同组的学生根据介绍，现场同步演示实验过程，展示实验现象，记录实验组和对照组的结果，并根据实验的结果得出该组的探究结论。学生在课前精心设计和准备，课堂交流探究方案和结果，小组内合理分工，有解说的，有演示的，最后根据实验结果现场得出本组的探究结论，既巩固了生物学探究的基本流程，也培养了学生的设计表达能力和团队精神。

二、处理好不同探究之间的关联

教师应充分挖掘各实验之间的联系，适当地融合兼并，最终通过一个实验解决几个探究主题，或者由一个探究实验引出其他关联的主题。比如，“植物呼吸作用产生二氧化碳”“植物呼吸作用消耗氧气”“植物呼吸作用产生水”“所有活细胞都可以进行呼吸作用”“植物的呼吸作用有光无光都进行”这5组探究主题原本似乎都是独立的，可以分别设计实验研究，但是教师在教学过程中合理利用学生在设计实验中的一些“失误”，或对已有的实验方案进行细微的调整，或关注实验过程中一个细节变化，可能一下子就解决了一连串的问题。

案例一：

在探究“植物呼吸作用产生二氧化碳”的过程中，教师发现有的小组使用的是透明的白塑料袋（教师也可以在课前特意安排一组），并且没有进行其他遮光处理，导致实验结果不明显——石灰水浑浊现象不显著，学生讨论并分析原因。通过教师引导，学生很快便能分析出原因：在没有遮光处理的情况下，植物的叶片不仅能进行呼吸作用，可能还会进行光合作用，光合作用消耗了呼吸作用产生的二氧化碳，故而实验结果不明显。这样，教师巧妙地运用学生设计方案的“失误”，将光合作用和呼吸作用这两个重要知识点联系起来。通过讨论得出植物光合作用和呼吸作用的重要区别之一：植物的光合作用需要光，而呼吸作用有光无光都进行。利用同一个实验过程中的所谓“失误”，使该探究过程充分展开，将植物的光合作用和呼吸作用做了一个初步的对比，更加有利于学生对知识的掌握。另一方面，学生在设计实验过程中会更加注意每一个细节问题，体现实验的严谨性。

案例二：

同样是关于“植物呼吸作用是否产生二氧化碳”的探究，老师只要对实验方案做调整就可以帮助解决“所有活细胞都可以进行呼吸作用”的问题。具体如下：实验过程与刚才学生设计的实验基本一致，只是将菠菜换成了刚刚萌发的种子，其他过程不变。预期实验结果：同样是实验组变浑浊，对照组不变浑浊。得出结论：萌发的种子（不含叶绿体）也进行呼吸作用，释放二氧化碳。所以，植物的呼吸作用不需要叶绿体参与。并进一步向学生介绍：所有的活细胞都可以进行呼吸作用。

该环节充分考虑到课堂时间，不需要让学生设计和演示实验过程，而是通过教师直接介绍、演示和引导（1～2分钟实验就可以演示介绍完毕），既给予学生直观的认识，又提高课堂效率，为其他重要内容的展开，节约宝贵的时间。

案例三：

在探究“植物呼吸作用是否消耗氧气”的过程中，仔细观察会发现实验组的瓶子壁上有很多小水珠，而对照组却几乎没有，为什么？由此提出问题，引导学生讨论分析：水也有可能是植物呼吸作用产生的。利用实验组的瓶壁上有很多小水珠这样一个小的细节，非常流畅自然地得出“植物呼吸作用产生水”的重要结论。

三、灵活变换实验探究的展现方式

兼顾课堂时间的有限性和课堂教学方式的多样性，同样是探究实验，展现的方式也可多种多样，以适应课堂的实际需要。

（一）现场演示，便于直观建立感性认识

第一个探究实验涉及检验二氧化碳的化学反应知识，通过学生现场的演示实验，请学生上台向澄清石灰水中吹气，使石灰水变浑浊，介绍二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的现象，从而了解检测二氧化碳的方法。初中生物的学习过程中涉及不少化学知识，为了弥补这方面的不足，可以通过这样简单的现场演示方式，让学生对“二氧化碳使澄清石灰水变浑浊的特性”建立感性认识。

（二）录像展示，便于快速呈现实验过程

关于呼吸作用释放能量这一知识点，教科书没有安排验证性实验。如果在现场开设一个实验，课堂容量过大，难以完成教学任务，而通过录像的方式在课堂上交流，节约课堂时间，又多了一种演示渠道，调动课堂气氛。学生观看种子萌发放热的实验录像（录像1分钟左右，实验过程：实验分为实验组和对照组2组，实验组用正在萌发的种子放在保温瓶里，并插上温度计，封好口，而对照组使用被煮熟的种子，其他和实验组一样，一段时间后看2个温度计的数值变化）。实验录像显示：实验组的温度会明显高于对照组。学生由此可以很容易得出结论：种子在萌发过程中进行呼吸作用，并且释放热能。

四、主线鲜明，重要概念清晰明了

这节课涉及多个探究实验，且展示方式也多种多样，为了避免课堂条理不清，所以主线一定要鲜明。本节课是以植物呼吸作用的化学反应式为主线展开的，通过与植物光合作用公式的对比，再结合上述探究，引导学生得出植物呼吸作用的公式，在黑板上板书植物呼吸作用的公式时，紧密联系刚才的实验，分步完成公式。既体现出教学过程的严谨性，也更加有助于学生从根本上理解公式。

如果将实验运用得恰到好处，整个课堂教学的流程很流畅，知识点之间的衔接过渡十分自然，将会最大限度地调动学生的学习热情，充分体现学生学习的主体性，学生不仅有知识能力的发展，也有技能及情感态度的发展，不仅提高了个人的才智，也注重集体协作学习的成功与获得。从小组设计方案，准备实验材料，实施实验，到合作演示实验过程，分析实验结果，得出结论，无不体现新的课改理念。