朱紅

1 教材分析

“植物的呼吸作用”是華師大版初中《科學(xué)》八年級(jí)上上第四章第四節(jié)“植物的光合作用和呼吸作用”第二課時(shí)的內(nèi)容。植物的呼吸作用作為綠色植物的三大重要作用之一，與植物的光合作用互相聯(lián)系與依存，是生物學(xué)的重要知識(shí)。學(xué)習(xí)植物的呼吸作用，有利于學(xué)生系統(tǒng)、完整地認(rèn)識(shí)植物的新陳代謝。

教材通過(guò)3個(gè)演示實(shí)驗(yàn)分別得出有關(guān)呼吸作用的三個(gè)結(jié)論：植物呼吸作用吸收氧氣、呼出二氧化碳、釋放熱量，從而建構(gòu)呼吸作用的概念。但是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)繁瑣，實(shí)際教學(xué)中這三個(gè)實(shí)驗(yàn)的開(kāi)出率比較低。

初中科學(xué)課程的核心理念是提高每個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。因此筆者對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用自制的創(chuàng)新教具開(kāi)展自主的探究，主動(dòng)地獲取知識(shí)。本節(jié)課對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)綜合能力，尤其是學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及創(chuàng)新能力是一個(gè)重要契機(jī)。

2 學(xué)情分析

2.1 知識(shí)儲(chǔ)備

學(xué)生已經(jīng)具備了有關(guān)植物光合作用的知識(shí)，知道了動(dòng)物的呼吸作用，但是對(duì)植物的呼吸作用只有模糊的認(rèn)識(shí)。

2.2 技能儲(chǔ)備

學(xué)生對(duì)于二氧化碳的鑒別方法、氧氣的檢驗(yàn)方法以及利用溫度計(jì)測(cè)量溫度的技能都已比較熟練。學(xué)生已具備了一定的觀察、實(shí)驗(yàn)和分析歸納能力，但是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新思維等較高層次的能力較為薄弱。

2.3 學(xué)習(xí)心理

學(xué)生對(duì)探索植物的呼吸作用有著強(qiáng)烈的好奇心和求知欲。實(shí)驗(yàn)是激發(fā)學(xué)生興趣的最好方法，可以讓學(xué)生充分發(fā)揮自己的潛能，去探究、思考和交流，完成對(duì)植物呼吸作用的認(rèn)識(shí)。

3 教學(xué)目標(biāo)

3.1 知識(shí)與技能目標(biāo)

（1） 了解植物的呼吸作用。

（2） 了解呼吸作用原理與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活的關(guān)系。

3.2 過(guò)程與方法目標(biāo)

（1） 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，發(fā)展科學(xué)探究的能力、與人合作、交流的能力。

（2） 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及創(chuàng)新的能力。

3.3 情感、態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

（1） 通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)積極探索的科學(xué)精神，形成嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。

（2） 通過(guò)對(duì)教材實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，培養(yǎng)反思質(zhì)疑、勇于創(chuàng)新的精神。

4 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)

（1） 重點(diǎn)：植物呼吸作用及其實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程。

（2） 難點(diǎn)：植物呼吸作用實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和創(chuàng)新。

5 教學(xué)方法

實(shí)驗(yàn)探究法、問(wèn)題討論法等。

6 教學(xué)流程（圖1）

7 教學(xué)過(guò)程

7.1 提出問(wèn)題，建立假設(shè)

創(chuàng)設(shè)情境：晚上，小明的媽媽為了讓房間不開(kāi)窗也能保持空氣新鮮，將植物搬進(jìn)臥室。她的做法科學(xué)嗎？

提出問(wèn)題：人要呼吸，那么植物是否也要呼吸？植物的呼吸作用是否也是吸進(jìn)氧氣，呼出二氧化碳，放出熱能呢？

學(xué)生在生活經(jīng)驗(yàn)或原有的知識(shí)基礎(chǔ)上進(jìn)行猜想，提出假設(shè)：

（1） 植物呼吸作用吸進(jìn)氧氣，呼出二氧化碳，釋放熱能。

（2） 植物呼吸作用吸進(jìn)二氧化碳，呼出氧氣，釋放熱能。

……

設(shè)計(jì)意圖：生活化的問(wèn)題啟動(dòng)了學(xué)生的思維，暴露了學(xué)生的前概念，讓學(xué)生從生活走向探究。

7.2 自主合作，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

教師提出一系列問(wèn)題，以供學(xué)生討論：

（1） 選擇植物的哪部分做實(shí)驗(yàn)比較好，為什么？

（2） 如何檢驗(yàn)氧氣含量的變化？

（3） 如何檢驗(yàn)二氧化碳含量的變化？

（4） 如何檢測(cè)熱量的變化？

（5） 上述實(shí)驗(yàn)在怎樣的裝置中進(jìn)行？

設(shè)計(jì)意圖：實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是科學(xué)探究的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的關(guān)鍵。但是這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)對(duì)初二學(xué)生有一定的難度。因此教師從研究的問(wèn)題出發(fā)，根據(jù)問(wèn)題思考的邏輯，把該問(wèn)題分解成若干個(gè)小問(wèn)題，每個(gè)小問(wèn)題設(shè)置在學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，使學(xué)生始終保持積極的思維。

小組合作，自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。教師提出要求：

（1） 實(shí)驗(yàn)簡(jiǎn)單易行，具有可操作性。

（2） 以簡(jiǎn)圖文字形式繪制在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)單上。

學(xué)生上臺(tái)展示并匯報(bào)實(shí)驗(yàn)方案。教師引導(dǎo)生生評(píng)價(jià)，并完善實(shí)驗(yàn)方案，滲透學(xué)法指導(dǎo)，要求學(xué)生注意設(shè)置對(duì)照組。

7.3 反思質(zhì)疑，改進(jìn)實(shí)驗(yàn)

教師展示教材的實(shí)驗(yàn)方案（圖2），并提出質(zhì)疑①：教材的實(shí)驗(yàn)方案能不能優(yōu)化呢？它有沒(méi)有美中不足之處呢？

評(píng)價(jià)：

（1） 3個(gè)實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)器材多，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備繁瑣，操作費(fèi)時(shí);

（2） 小麥種子對(duì)于當(dāng)?shù)貋?lái)說(shuō)取材不易;

（3） 保溫瓶一般不透明，不利于觀察種子萌發(fā)情況。

質(zhì)疑②：能否利用一套裝置就能完成上述三個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)兀?/p>

教師追問(wèn)引導(dǎo)：如果可以，為了實(shí)驗(yàn)之間不互相干擾，你覺(jué)得這三個(gè)實(shí)驗(yàn)應(yīng)該如何安排順序？

學(xué)生討論：首先，檢測(cè)溫度的變化;其次，檢驗(yàn)二氧化碳含量的變化;最后檢驗(yàn)氧氣含量的變化。

設(shè)計(jì)意圖：對(duì)教材的質(zhì)疑、對(duì)權(quán)威的的挑戰(zhàn)瞬間點(diǎn)燃學(xué)生探究的熱情，學(xué)生的思維活躍，尤其是對(duì)3個(gè)實(shí)驗(yàn)順序的思考，培養(yǎng)了學(xué)生思維的深刻性。

教師出示初步改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)裝置（圖3），并對(duì)事先準(zhǔn)備的對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行測(cè)溫。觀察發(fā)現(xiàn)兩支溫度計(jì)示數(shù)差別不大，不易讀數(shù)，也就是實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯。

質(zhì)疑③：要想實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯，如何進(jìn)一步改進(jìn)裝置？

學(xué)生討論出各種方案。歸納后發(fā)現(xiàn)均從以下兩方面著手進(jìn)行改進(jìn)的：

（1） 減少熱量的散失;

（2） 提高溫度計(jì)的準(zhǔn)確程度。

教師呈現(xiàn)創(chuàng)新教具（圖4）。

設(shè)計(jì)意圖：教師并不是突兀地把自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案和創(chuàng)新教具展示給學(xué)生，而是引導(dǎo)學(xué)生自主設(shè)計(jì)，待到水到渠成之時(shí)再展示創(chuàng)新教具，讓學(xué)生體驗(yàn)技術(shù)發(fā)明的過(guò)程，感受它是自己創(chuàng)新的成果，心中涌現(xiàn)成功的喜悅和自豪。

教師介紹創(chuàng)新教具：

（1） 廢棄的塑料瓶、玻璃瓶做成簡(jiǎn)易保溫瓶，接縫處打玻璃膠。因?yàn)槠勘诤?，兩瓶壁間氣體不易對(duì)流，保溫效果好，而且材料透明便于觀察內(nèi)部種子萌發(fā)情況。

（2） 探針溫度計(jì)讀數(shù)能精確到0.1℃，讀數(shù)方便且能靈敏顯示溫度變化。

設(shè)計(jì)意圖：各種瓶子當(dāng)器材，拼拼湊湊做實(shí)驗(yàn)。該創(chuàng)新裝置巧妙地利用生活廢棄品，滲透了環(huán)保的理念，讓學(xué)生體驗(yàn)了科學(xué)就在身邊的思想。

7.4 分組實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證假設(shè)

觀看實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的視頻后，讓學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)：檢驗(yàn)氧氣、二氧化碳和熱量的變化，觀察并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象（表1）。

設(shè)計(jì)意圖：因?yàn)檫@個(gè)實(shí)驗(yàn)耗時(shí)比較長(zhǎng)。教師將前期的實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備拍成視頻。學(xué)習(xí)時(shí)，學(xué)生首先觀看實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備的視頻，然后再分組實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)氧氣、二氧化碳、熱量的變化。

7.5 歸納總結(jié)，建構(gòu)概念

師生歸納總結(jié)：種子的呼吸作用吸收氧氣;放出二氧化碳;釋放能量。

師生指出：植物體所有器官的全部活細(xì)胞都在不停地進(jìn)行呼吸作用。

學(xué)生自主建構(gòu)種子作用的概念。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上自主獲取知識(shí)，建構(gòu)概念，實(shí)現(xiàn)由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)的飛躍。

7.6 知識(shí)應(yīng)用，拓展提升

教師提出一系列問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)的應(yīng)用于解決實(shí)際問(wèn)題：

（1） 農(nóng)民伯伯為什么在施肥之前進(jìn)行松土，目的是什么？

（2） 清晨到樹(shù)林中鍛煉是否科學(xué)？

（3） 如何保存水果，以防腐爛？為什么？

設(shè)計(jì)意圖：科學(xué)知識(shí)來(lái)源于生活，最后回歸生活，植物的呼吸作用和人們?nèi)粘５纳a(chǎn)和生活是緊密相連的，用學(xué)過(guò)的知識(shí)解釋身邊的現(xiàn)象。最后一個(gè)問(wèn)題把知識(shí)進(jìn)行了拓展提升，提出影響植物呼吸作用的重要因素有溫度、水分、氧氣和二氧化碳的濃度等。

8 教學(xué)反思

8.1 實(shí)驗(yàn)及教具的創(chuàng)新

以“植物呼吸作用的實(shí)驗(yàn)探究”為載體，運(yùn)用創(chuàng)新技法中的組合法對(duì)教材實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)與創(chuàng)新。創(chuàng)新教具巧妙地利用生活廢棄的品，更加貼近生活;改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)操作更加簡(jiǎn)單便捷，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加直觀、明顯。

8.2 實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法的創(chuàng)新

打破傳統(tǒng)的教師設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)方案展示給學(xué)生、學(xué)生被動(dòng)接受的模式，而是讓學(xué)生主動(dòng)發(fā)現(xiàn)與探索，自主設(shè)計(jì)，積極創(chuàng)新，不斷反思、質(zhì)疑、突破和創(chuàng)新，體驗(yàn)技術(shù)發(fā)明的過(guò)程，真正像科學(xué)家一樣在探究道路上勇往直前。