“綠色植物的呼吸作用”實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)

“綠色植物的呼吸作用”是人教版七年級上冊生物學(xué)教材第三單元第五章第二節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)課通過三組實(shí)驗(yàn)的演示，驗(yàn)證了綠色植物進(jìn)行呼吸時，消耗了氧氣、產(chǎn)生了二氧化碳并釋放出能量，從而為學(xué)生理解“呼吸作用”打下基礎(chǔ)。 筆者從教學(xué)實(shí)際出發(fā)，對三個演示實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了相關(guān)改進(jìn)。

一、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)的原因

1.棉花密封性不好，暖水瓶熱量容易散失

教材中介紹“植物的呼吸作用產(chǎn)生熱量”的實(shí)驗(yàn)方法：在上課的前一天，老師用兩個暖水瓶裝種子，甲瓶中裝的是已萌發(fā)的綠豆種子，乙瓶中裝的是煮熟的綠豆種子。往兩瓶中各插入一支溫度計(jì)。然后對這兩支溫度計(jì)的示數(shù)進(jìn)行觀察。筆者根據(jù)教材提示進(jìn)行了操作和測量，發(fā)現(xiàn)24h后甲、乙兩個暖水瓶中溫度計(jì)的度數(shù)沒有明顯的差距變化。通過實(shí)踐和分析，棉花密封性較差，保溫效果也差，容易散熱，而且本實(shí)驗(yàn)的開展正值一月份左右，此時天氣溫度較低，瓶內(nèi)溫度容易受到外界環(huán)境溫度的影響。最終導(dǎo)致兩支溫度計(jì)的示數(shù)差距不明顯，對呼吸作用釋放熱量的這一觀點(diǎn)缺少說服力。

2.實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜、氣密性不好，影響實(shí)驗(yàn)效果

“植物的呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”的教材實(shí)驗(yàn)原型：將萌發(fā)的種子裝入到廣口瓶中。在瓶口塑料塞上插入一個塞著棉絮的漏斗和一個帶閥門的導(dǎo)管。實(shí)驗(yàn)開始進(jìn)行時閥門是關(guān)閉的。過一段時間后，拿掉漏斗上方的棉絮，向廣口瓶子中注入清水。然后打開閥門，使瓶內(nèi)的氣體進(jìn)入裝有澄清石灰水的試管。觀察試管內(nèi)澄清的石灰水發(fā)生了怎樣的變化。筆者在演示這個實(shí)驗(yàn)的過程中，發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)裝置有以下的幾個不足：（1）只做了萌發(fā)種子的這一組，沒有做煮熟種子的對照組，缺乏說服ni7vT4UN8AanHgc30ZTQ3Q==力；（2）實(shí)驗(yàn)裝置繁瑣，安裝復(fù)雜，而且儀器中大部分是玻璃制品，易碎；（3）本實(shí)驗(yàn)裝置的塞子、接口、閥門等儀器，易造成氣密性不好，進(jìn)而使實(shí)驗(yàn)的效果不理想；（4）實(shí)驗(yàn)重復(fù)操作性不高，兩次實(shí)驗(yàn)之間的間隔時間比較長，不利于教師開展連續(xù)的課堂教學(xué)；（5）需要的種子多，不符合節(jié)約原則。

3.蠟燭容易從燃燒匙上掉落

“植物的呼吸作用消耗氧氣”的教材實(shí)驗(yàn)原型：甲、乙兩個廣口瓶分別裝入等量的萌發(fā)種子和煮熟種子，將甲、乙兩瓶同時放到溫度適宜的地方，24h小時之后，觀察點(diǎn)燃的蠟燭在兩個廣口瓶中的燃燒情況。在演示此實(shí)驗(yàn)的過程中，筆者將燃燒匙伸進(jìn)廣口瓶的時候，發(fā)現(xiàn)了這樣的問題：燃燒匙底部比較小而且是不平的，蠟燭很容易從燃燒匙掉落下來，影響該實(shí)驗(yàn)的正常進(jìn)行。

二、實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

1.用帶有溫度顯示的保溫杯代替保溫瓶

針對“植物的呼吸產(chǎn)生熱量”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝封密性不好的問題。筆者選取兩個相同的具有溫度顯示的保溫杯，將等量的萌發(fā)種子和煮熟種子分別裝到保溫杯里。實(shí)驗(yàn)中觀察到甲、乙兩個保溫杯的初始溫度都是21℃，經(jīng)過24h以，裝有萌發(fā)種子的保溫杯溫度示數(shù)升到26℃，而裝著煮熟種子的保溫杯溫度示數(shù)仍然為21℃。這樣對比明顯的溫度變化，學(xué)生更容易總結(jié)出植物呼吸作用能夠產(chǎn)生熱量的結(jié)論。

2.實(shí)驗(yàn)裝置簡易化，操作便捷

針對“植物的呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置復(fù)雜、氣密性不好，缺少對照組等問題，筆者進(jìn)行了如下的改進(jìn)：取兩個同樣大小的注射器，分別裝進(jìn)等量的萌發(fā)和煮熟的綠豆種子。把橡皮管套在注射口上，然后用夾子把橡皮管夾住。四小時后，把橡皮管另一端插入裝有澄清的石灰水的小燒杯中，打開夾子，把注射器內(nèi)氣體推入到裝有澄清石灰水的小燒杯內(nèi)，觀察石灰水的顏色變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：那組裝有萌發(fā)種子的注射器，在把氣體推進(jìn)小燒杯后，原本清澈的石灰水變得比較渾濁，而裝有煮熟種子的這一組，澄清的石灰水沒有變渾濁。通過這樣的對比，學(xué)生由此總結(jié)出植物呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳的結(jié)論。本實(shí)驗(yàn)裝置不但節(jié)約了種子，而且有一個顯著的優(yōu)點(diǎn)：操作演示后只需向空的注射器重新注入新鮮空氣，大約半小時后即可重復(fù)演示該實(shí)驗(yàn)，上課教師在多個班進(jìn)行教學(xué)的過程中，就不需要準(zhǔn)備多套裝置，減輕了老師上課前的工作量。

3.用木條替代燃燒匙和蠟燭

針對在“植物的呼吸作用消耗氧氣”的實(shí)驗(yàn)中遇到的蠟燭容易從燃燒匙掉落的情況，筆者嘗試用長大約15厘米的木條（可以網(wǎng)上購買）來替代燃燒匙和蠟燭。將燃燒的長木條伸進(jìn)裝有萌發(fā)種子的廣口瓶中，火焰馬上就熄滅了，而將燃燒的木條伸進(jìn)裝有煮熟種子的廣口瓶中，木條繼續(xù)燃燒，從此現(xiàn)象中就可判斷裝有萌發(fā)種子的廣口瓶因缺少氧氣而導(dǎo)致火焰熄滅，說明呼吸作用消耗了瓶中的氧氣。通過這個小小的改進(jìn)，實(shí)驗(yàn)的操作變得更簡便。

責(zé)任編輯 龍建剛