梁慧萍

摘 要：針對(duì)教材中探究綠色植物通過呼吸作用分解有機(jī)物、釋放能量、消耗氧氣、產(chǎn)生二氧化碳實(shí)驗(yàn)中的不足，從選擇實(shí)驗(yàn)材料、改進(jìn)裝置、改變實(shí)驗(yàn)原理等角度進(jìn)行改進(jìn)，從而更加科學(xué)合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加清晰具有說服力。

關(guān)鍵詞：綠色植物;呼吸作用;實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

《綠色植物的呼吸作用》是《生物學(xué)、七年級(jí)上冊》第五章第二節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)通過三組演示實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了綠色植物的呼吸時(shí)釋放了能量、產(chǎn)生了二氧化碳、消耗了氧氣。從而為“呼吸作用”概念的建構(gòu)、理解呼吸作用的實(shí)質(zhì)打下基礎(chǔ)。

1.教材中的實(shí)驗(yàn)原型及不足之處

1.1教材中的實(shí)驗(yàn)原型

（1）驗(yàn)證植物的呼吸過程產(chǎn)生了二氧化碳。一個(gè)廣口瓶中是萌發(fā)的種子。在瓶口塞插入一個(gè)帶閥門的導(dǎo)管和一個(gè)塞著棉絮的漏斗。實(shí)驗(yàn)開始時(shí)閥門是關(guān)閉的。過一段時(shí)間后，拿掉漏斗上方的棉絮，往瓶子里注入清水。同時(shí)打開閥門，使瓶內(nèi)的氣體進(jìn)入試管。觀察試管內(nèi)澄清的石灰水發(fā)生了什么變化。

（2）驗(yàn)證植物的呼吸過程消耗了氧氣。甲瓶中裝有萌發(fā)的種子，乙瓶中裝有等量的煮熟的種子，把甲，乙兩瓶同時(shí)放到溫暖的地方。24小時(shí)以后，把點(diǎn)燃的蠟燭伸入廣口瓶內(nèi)，觀察蠟燭在甲、乙兩瓶中的燃燒情況。

1.2教材實(shí)驗(yàn)的不足之處

1.2.1第一個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證植物的呼吸過程產(chǎn)生了二氧化碳的不足之處。

（1）材料采用廣口玻璃瓶裝種子，利用彎曲帶閥門的導(dǎo)管疏導(dǎo)氣體。然而在玻璃管插入瓶塞和挪動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置時(shí)，玻璃管很容易碎。（2）用清水注入漏斗，整套裝置比較繁瑣。扭動(dòng)起來很費(fèi)勁。（3）沒有對(duì)照組，缺少說服力。

1.2.2第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證植物的呼吸過程產(chǎn)生了二氧化碳不足之處。（1）把裝有種子的甲，乙兩瓶同時(shí)放到溫暖的地方。沒說明是有光、無光。（2）剛做完第二個(gè)實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了植物呼吸會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，學(xué)生會(huì)認(rèn)為伸進(jìn)甲瓶的蠟燭熄滅是因?yàn)槎趸妓鶎?dǎo)致的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)存在兩個(gè)變量。也就不能科學(xué)的證明是瓶內(nèi)種子呼吸消耗了氧氣，還是蠟燭是因?yàn)槿毖鯇?dǎo)致熄滅。

2.對(duì)教材中實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

2.1實(shí)驗(yàn)材料

萌發(fā)和煮熟的黃豆種子、新鮮和煮熟的菠菜、礦泉水瓶、匯源果汁瓶、細(xì)線、帶滑輪開關(guān)的輸液管、小燒杯、澄清的石灰水、大廣口瓶、20%的NaOH溶液、火柴、竹簽、小試管。

2.2實(shí)驗(yàn)原理

（1）植物呼吸產(chǎn)生二氧化碳使澄清的石灰水變混濁，（2）NaOH溶液具有吸收二氧化碳的作用（4）植物呼吸消耗了氧，缺氧條件下、排除二氧化碳的干擾，燃燒的竹簽火焰會(huì)熄滅。

2.3實(shí)驗(yàn)裝置及方法

2.3.1實(shí)驗(yàn)一：植物的呼吸產(chǎn)生二氧化碳

（1）取四個(gè)同樣大小的礦泉水瓶。分別裝入等量萌發(fā)和煮熟的黃豆種子、新鮮和煮熟的菠菜。（2）擰緊瓶蓋，把帶滑輪開關(guān)的輸液管插入瓶蓋，關(guān)好滑輪開關(guān)。（3）四小時(shí)后，把輸液管另一端插入裝有澄清的石灰水的小燒杯，打開輸液管的滑輪開關(guān)，擠壓礦泉水瓶壁。把瓶內(nèi)氣體導(dǎo)入到小燒杯內(nèi)。觀察澄清的石灰水的顏色。

2.3.3實(shí)驗(yàn)二：植物的呼吸消耗了氧氣。

（1）取四個(gè)同樣大小的匯源果汁瓶。分別裝入等量萌發(fā)和煮熟的黃豆種子、新鮮和煮熟的菠菜。（2）取四個(gè)同樣大小的玻璃試管，注入等量的20%的NaOH溶液，試管口保留1cm的空間。分別插入裝有黃豆種子和菠菜的匯源果汁瓶內(nèi)。為防止試管傾倒，用細(xì)線系注，把細(xì)線拉出瓶口。（3）蓋緊瓶蓋。（4）24小時(shí)后打開瓶蓋，把點(diǎn)燃的竹簽分別伸入到匯源果汁瓶內(nèi)。觀察各瓶內(nèi)竹簽燃燒情況。

2.4實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及理論

實(shí)驗(yàn)一，改一個(gè)萌發(fā)種子實(shí)驗(yàn)為對(duì)照實(shí)驗(yàn)，萌發(fā)種子與煮熟種子。改廣口瓶為塑料瓶，帶閥門的玻璃導(dǎo)管為帶滑輪閥門的輸液管，更方便安裝，就不用再插入漏斗，倒清水排放二氧化碳實(shí)了，直接擠壓塑料瓶導(dǎo)入氣體進(jìn)入燒杯內(nèi)的呈請(qǐng)的石灰水，即簡便容易操作，又節(jié)省時(shí)間。

并且改為兩組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。萌發(fā)和煮熟的種子，新鮮和煮熟的蔬菜，分別放在見光與不見光的條件下，充分證實(shí)了綠色植物的種子和植株在見光與不見光條件下，都能產(chǎn)生二氧化碳。見光與不見光條件下，都要呼吸。

實(shí)驗(yàn)二，直接把點(diǎn)燃的蠟燭伸入到萌發(fā)和煮熟的種子的廣口瓶內(nèi)，改為兩組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。萌發(fā)和煮熟的種子，新鮮和煮熟的蔬菜，分別放在見光與不見光的條件下，利用NaOH溶液具有吸收二氧化碳的功能，在大廣口瓶內(nèi)插入裝有20%的NaOH溶液的試管。避免錯(cuò)誤誘導(dǎo)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)一的基礎(chǔ)上，錯(cuò)誤認(rèn)為實(shí)驗(yàn)二是萌發(fā)的種子及新鮮的植被呼吸釋放的二氧化碳，抑制了蠟燭的燃燒。而是萌發(fā)的種子和新鮮的菠菜呼吸時(shí)消耗了氧氣，使燃燒的小木條熄滅的。

3.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新

第一，實(shí)驗(yàn)用具選取更恰當(dāng)，實(shí)驗(yàn)操作更簡潔科學(xué)。

就地取材，使用簡單易得的實(shí)驗(yàn)用具，如保溫杯、注射器、帶滑輪閥門的輸液管、小木條等，不僅節(jié)約了實(shí)驗(yàn)成本，簡化了實(shí)驗(yàn)裝置，而且操作方法更簡便，實(shí)驗(yàn)效果更明顯。

第二，實(shí)驗(yàn)原理科學(xué)可控，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀。

利用NaOH溶液具有吸收二氧化碳的特性，把裝有20%的NaOH溶液的試管萌發(fā)的種子裝置，保證實(shí)驗(yàn)中只有一個(gè)變量，排除二氧化碳的干擾，當(dāng)把燃燒的小木條伸入萌發(fā)種子裝置，小木條火焰熄滅或燃燒變?nèi)?，而煮熟的種子和菠菜瓶內(nèi)，火焰沒變化。毫無疑問的說明是萌發(fā)的種子和新鮮的菠菜呼吸時(shí)消耗了氧氣。

這樣完成兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究后，學(xué)生自然而然理解歸納出呼吸作用的概念：細(xì)胞利用氧，將有機(jī)物分解成二氧化碳和水，并且將儲(chǔ)存在有機(jī)物中的能量釋放出來，供給生命活動(dòng)的需要的過程。理解呼吸作用并不是呼吸，實(shí)質(zhì)是有機(jī)物的分解，釋放能量的過程。