有关“植物的呼吸作用”实验的改进与思考

朱行芝

1 实验活动开展的必要性

生物学是一门以实验为基础的科学，新课程倡导以观察、测量、调查和实验为主的探究式学习方式。其中实验是探究式学习的主要方式。通过实验，学生能够形象、直观地获取生物学知识。同时在实验活动中，学生的科学素养、动手能力和团队合作精神等都能得到有效的培养和提升。如果学生认真思考后，能对实验进行改进或优化，或者对实验过程中出现的“意外”，进行科学合理的分析，就能进一步促进常规知识的内化。此过程对学生思维和能力的培养是其他教学方法无法替代的，并且真正体现了“以人为本”的新课程理念和“实事求是”的科学态度。

2 教材常规实验设计

苏教版教科书七年级上册中的第六章第四节“植物的呼吸作用”中，包含2个实验，分别是探究植物呼吸作用产生二氧化碳、植物呼吸作用消耗氧气。教材中两个实验所采用的生物材料都是蔬菜，即用“新鲜的蔬菜”和“烫过的蔬菜”作对照。

两组装置在实验过程中都需要避光处理。此时，教师可引导学生思考：“为什么必须避光？”因为学生之前已经学习了植物光合作用的知识，所以经过思考后能想到这是为了“避免植物的叶进行光合作用对本实验产生干扰”。

3 实验探究的改进与思考

教师引导学生进一步思考：“选用植物的其他器官作为呼吸作用实验材料可以吗？例如种子呢？”学生分析后会发现，如果选用大豆种子进行实验，就不需要避光处理，同时又能探究植物其他器官是否能进行呼吸作用，最终自然而然得出“只要是‘活细胞就能进行呼吸作用”的结论。

教师可引导学生进一步思考：如何检验呼吸作用的产物二氧化碳？是否有比教材上更加巧妙的处理呢？学生分组讨论后，想出优化方案：

利用两个矿泉水瓶作为容器，瓶中装入等量的澄清石灰水。用纱布缝制成两个袋子，里面分别装死种子和活种子，袋口需留有一段线头，以便于开合袋口，将袋子置于瓶中且将线头留在瓶子以外，旋紧瓶盖就可以将袋子悬挂在矿泉水瓶中，分别标号1和2，其中1中为死种子，2中为活种子。这样既能保证种子呼吸作用产生的二氧化碳气体直接接触到瓶中的澄清石灰水，又避免了澄清石灰水接触种子从而影响种子的生命活动。

将这组装置放在25℃下24 h左右。

学生预测实验结果：1中澄清石灰水不变浑浊，2中澄清石灰水变浑浊。

学生分析：活种子（活细胞）能进行呼吸作用产生二氧化碳使澄清石灰水变浑浊。

学生实际观察发现，1和2中的澄清石灰水都变浑浊了，学生小组讨论分析得出以下原因：2中活种子（活细胞）能进行呼吸作用产生二氧化碳使澄清石灰水变浑浊。1中虽然死种子（死细胞）无法进行呼吸作用，但是由于并没有对整个装置进行严格的消毒灭菌处理，所以瓶子內部的微生物在适宜条件下迅速繁殖，并进行呼吸作用产生二氧化碳，所以澄清石灰水变浑浊了。

所以，教师可以引导学生继续思考、讨论，设计可行的消毒灭菌的方法。

通过这个实验改进，学生分析发现：

① 不仅植物的叶，植物的其他器官，比如种子也可以进行呼吸作用，而且用种子作为实验材料更简洁，避免了光合作用的干扰。

② 不仅动植物的细胞可以进行呼吸作用，微生物也可以进行呼吸作用维持生命活动。

4 总结反思

在实验活动过程中，师生一起利用教材实验，不局限于对已知实验的验证，而是实实在在地开展“实验探究”。学生的思维潜力是无限的，只要教师提供一个有价值的探究课题，那么师生之间，生生之间、就会产生许多思维碰撞的火花。

在本次探究活动中，由于教师的恰当引导，学生虽然不断遇到问题，但是能够坚持不懈地解决问题。尽管实验过程中“意外”不断，但学生经过思考和实验之后却总有收获。所以通过这样有深度、层层递进、尊重事实的研究，学生不仅理解了最基本的知识，更培养和提高了科学探究的能力，体现了实事求是的科学态度，高效地达成了三维目标。

参考文献：

叶奕乾，孙克勤.个性心理学[M].上海：华东师范大学出版社，1993.endprint