批判质疑勇于探究—《植物呼吸作用实验》的改进

批判质疑勇于探究—《植物呼吸作用实验》的改进

温晨盈 ,郑琳指导老师

福建省仙游县仙游一中永鸿分校  福建莆田  351200

福建莆田市仙游县仙游一中永鸿分校

摘要：生物实验教学非常的重要，学生们做实验要严谨，对实验结果要实事求是。在实验教学中学生要注意力集中，遇到问题与同学共同解决。改进生物学的一些实验，创新一些生物实验的原料，装置等。以实验为基础进行教学活动是生物学的典型特征，而在演示实验的开展过程中教师不应当拘泥于教材的限定，有必要结合实际创造性对实验材料、仪器、设计过程等进行改进，提升学生对实验过程的直观感受以及对实验结果的深入理解。就冀教版生物教材八年级上册第三单元第四章第一节《呼吸作用》中“植物呼吸作用释放二氧化碳”和“植物呼吸作用吸收氧气”的演示实验改进为例进行探究与分析。

关键词：初中生物；植物呼吸作用；演示实验；改进

引言：

初中生物课本中的精妙绝伦的经典实验展示了知识形成的过程，在课堂的教学中引导学生研究经典实验，将科学结论产生的过程和方法与学生学习过程结合起来，能帮助学生深刻理解知识，理解科学的本质。但是有些实验有一些局限性，我们师生在实验教学过程中不断尝试创新，结合生活中的一些灵感，克服了原有实验在原料、装置上的一些缺陷，使这些实验能更贴近课堂，在实验创新的过程中不仅验证了理论知识，而且培养了学生的观察、操作和创新能力。在实验的过程中，从实验设想的产生到实验方案的设计，从实验结果的分析到实验报告的完成，每一步都蕴藏着师生创新的火花。在创新的过程中拉近了师生之间的距离，增进了师生之间的情感。冀教版生物教材八年级上册第三单元第四章第一节《呼吸作用》中“植物呼吸作用释放二氧化碳”和“植物呼吸作用吸收氧气”的演示实验对生物体的生命活动进行了探究，在实验过程中有一些物质的性质发生了某种程度的改变，即植物呼吸作用时利用了氧气，释放了二氧化碳。

一、实验原型和不足

1.实验原型

实验一利用二氧化碳使澄清的石灰水变浑浊的特性，通过漏斗向广口瓶中加入清水，使广口瓶内植物呼吸作用产生的二氧化碳导入试管内澄清的石灰水中。

实验二利用燃烧的蜡烛熄灭的现象证明植物呼吸作用利用了氧气。

2.实验不足

（1）实验一中对实验装置、器材有较多要求，仪器组装也较复杂。

（2）实验一中所产生的二氧化碳会通过漏斗发生散逸。

（3）实验一中在促使二氧化碳排出中所用到的注水法操作复杂，而且二氧化碳会一定程度地溶解到水中，其基本的溶解比例约为1：1。因此，实验中会导致二氧化碳浓度比重的降低，致使实验效果不佳。

（4）实验一中整个演示实验所需的设备和装置在有限的时间内难以实现反复、连续的使用。在做完实验倒出瓶子中的水，再让种子持续地萌发接收到二氧化碳往往需要2小时以上的时间，教师在对几个班进行连续授课的过程中，一般需要多准备几套萌发的种子及瓶子，不利于教师的携带与操作。

（5）没有对照实验作比较，无法准确地证明“只有活的植物才可能发挥呼吸作用”，进而对于呼吸作用这一生命体基本的特征进行阐释和说明。

因此，如果单纯按照教材中的实验进行演示操作不仅实验取得成功的概率相对较低，而且实验也难以取得明显的效果，学生不容易观察和认知。在这个实验中确实很好地利用了二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊的性质，验证了活的植物通过呼吸产生了二氧化碳的结论，但是在这个实验中有一些不足之处，一是这个实验中的塑料袋要是黑的，其目的是排除植物光合作用对这个实验的影响，而且日常生活中大小适合做这个实验的塑料袋比较难找。二是这个实验的器材太过简陋，密封性比较差。三是这个实验过程中难以保证两个袋子向澄清石灰水中释放的气体是等量的。四是袋子中装的气体一般只能完成一次实验，难以在短时间内多次重复演示该实验，所以在一个班中多次实验或多个班中难以实现教学演示。五是污染环境，如果一个学校做这个实验的班级有8个，每个班平均48人，四人一个分组需要两个黑色塑料袋的话，那么一共就需要192个袋子，这么多袋子给环境造成了很大的污染。

二、实验改进的思考与实施

1.实验改进的指导思路

由于将二氧化碳放置入澄清的石灰水中可以让石灰水变得浑浊，因此，一是在实验过程中借助石灰水对于植物呼吸过程中所产生的二氧化碳进行检验。二是可以充分利用凡士林的密封作用特别是在缝隙弥合中的作用将凡士林运用到实验之中以此来提升整个实验过程的气密性。三是可以将实验中的种子替换为已经用水进行充分浸泡的种子（最好是大豆种子），由于这样的种子有着极强的呼吸性，对于氧气的吸收量相对较大，对于原有的实验进行充分的对照，以证明植物最基本的特点就是呼吸作用。

2.实验装置的改进

可以将原有的实验装置简化改变为2个小型烧杯、2个大型烧杯、比大型烧杯稍大的两个玻璃片以及2个纱布袋和少量的凡士林及一定量的黄豆（前面说最好是大豆种子，这里又说黄豆种子）即可。这样的实验装置非常常见，便于寻找和准备，而且也能有效地减少和节省实验仪器设备组装的时间。在原有的演示实验的基础上另外加入一组对照性的实验，在两个准备好的纱布袋中分别装入萌发的种子和用水浸泡过的大豆种子，在实验的操作方法中摒弃原有实验中促进二氧化碳排放的注水法，而是改为将纱布袋（装有种子）和小烧杯（装有澄清石灰水）共同地放置于大烧杯之中，并且用准备好的玻璃片扣在上面。这里有图的对比更好。

3.实验结果检验的改进

在实验结果的检验上可以将原有实验中的蜡烛用火柴替换掉，将火柴放置于瓶子中看其是立即熄灭还是能够继续燃烧，这样可以对于植物呼吸作用过程中是否对氧气进行了消耗进行更充分、更直接的验证。在二氧化碳的产生这一实验结果的验证上，借助澄清石灰水进行检验，效果更加明显，且石灰水取材比较方便，重复试验过程中更换起来也相对容易且操作简单。

三、实验改进的应用价值

1.改后的实验装置设备极为简单，而且实验装置的整个组装程序也节省了很多的步骤，同时实验的操作变得更为容易，在实验的效果上也更为明显、突出。在此基础上可以吸引学生参与到实验步骤程序的操作中来，让学生以小组合作的形式对实验进行探究。

2.在原有实验的基础上通过对照实验的设置让学生对于呼吸作用的含义及过程有着更为深入的认知和了解。

3.在实验可连续重复操作的可行性上，在一次实验演示完毕后只需要对于将烧杯中已经浑浊的石灰水换为澄清的石灰水即可，教师的准备量和工作量得到了有效的缓解。

增加探究性的实验，实验器材和材料在生活中唾手可得，方便准备和操作。可以充分发扬学生自主学习的精神，创造机会让学生动手，促使学生讨论和思考，因为改变学生的学习方式，便被动为主动，这才是课程改革的根本目的之一。

结语

实验是学生获取生物知识最直观最有效的手段之一，教师在教学中应充分发挥实验的特有功效，让学生在实践操作和感知体验中进行深入细致的探究。在实验中，教师重点指导学生学会探究的方法，让学生在实验探究中获取知识。通过实验的创新及改进有助于学生巩固已学的知识，加速新知识的理解、掌握，调动学生学习生物知识的主动性。通过实验的创新也有助于生物课的整体教学，更有助于培养学生生物学操作技能和科学的实验方法，在整个的实验的创新操作过程中，既培养了学生这方面的能力，同时也锻炼了学生的思维能力、创造能力，还培养了他们团结合作，互相帮助的团队精神。

参考文献：

[1]蔡玉玲.初中生物植物呼吸作用演示实验的改进探究[J].新课程，2017(26):1.

[2]倪新梅.植物呼吸作用和光合作用实验装置的改进与创新[J].中国科技教育，2011(1):2.

[3]郭艳.呼吸作用吸收氧、产生二氧化碳实验的改进[J].河北理科教学研究，2007(2):3.

指导教师：郑琳