人教版初中《生物學(xué)-七年級(jí)上冊(cè)》第五章第二節(jié)-綠色植物的呼吸作用實(shí)驗(yàn)課說(shuō)課稿

第頁(yè)探究呼吸作用實(shí)驗(yàn)一、使用教材人教版初中《生物學(xué)七年級(jí)上冊(cè)》第五章第二節(jié)綠色植物的呼吸作用二、實(shí)驗(yàn)器材器材：礦泉水瓶、溫度計(jì)、醫(yī)用脫脂棉、保溫桶、保溫杯、注射器、酒精檢測(cè)儀、輕質(zhì)黏土、打孔器、標(biāo)簽紙、蠟燭、火柴、玻璃棒、100mL量筒、細(xì)口瓶、燒杯、膠頭滴管、電子天平、濾紙、藥匙藥品：安琪酵母、葡萄糖、氫氧化鈣（試劑純）三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要求/改進(jìn)要點(diǎn)實(shí)驗(yàn)裝置生活化本實(shí)驗(yàn)主體材料為常見(jiàn)生活用品，如用礦泉水瓶代替錐形瓶，用打孔器將瓶蓋打孔代替橡膠塞，并且還能通過(guò)擠壓礦泉水瓶促進(jìn)氣體排出代替了加水排氣法，簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)藥品安全化實(shí)驗(yàn)所需藥品簡(jiǎn)單、易獲得且無(wú)毒、無(wú)腐蝕性。如，酒精檢測(cè)藥品——重鉻酸鉀和濃硫酸，均為不易取得，并且有很大危險(xiǎn)性的。所以本次實(shí)驗(yàn)規(guī)避了這些藥品的使用，以此體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)藥品的安全化。實(shí)驗(yàn)操作綠色化盡管嚴(yán)格控制了實(shí)驗(yàn)藥品的危害性，但還是采用了封閉的實(shí)驗(yàn)裝置——塑料瓶加蓋，并用輕質(zhì)黏土封口及注射器的使用。確保實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生氣體不外溢，不會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)室環(huán)境造成污染或是對(duì)學(xué)生身體健康造成危害，同時(shí)也能保證收集氣體時(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)性，以此確保實(shí)驗(yàn)操作綠色化。（四）實(shí)驗(yàn)結(jié)果信息化本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了化學(xué)物質(zhì)檢測(cè)傳感器，將檢測(cè)到的數(shù)據(jù)信息導(dǎo)入計(jì)算機(jī)，如，酒精的濃度采用酒精檢測(cè)器檢測(cè)。同時(shí)經(jīng)反思，二氧化碳的濃度檢測(cè)也可通過(guò)傳感器記錄，免于書面上的記錄造成的誤差，捕捉反應(yīng)現(xiàn)象背后的微觀數(shù)據(jù)，以此做到實(shí)驗(yàn)結(jié)果信息化。（五）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象VR化在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，學(xué)生通過(guò)顯微鏡進(jìn)行觀察，并不能真正地融入到實(shí)驗(yàn)中，基于當(dāng)前信息技術(shù)進(jìn)課堂的大背景下，本課程嘗試引入VR技術(shù)，對(duì)采集到的酵母菌圖像進(jìn)行處理。但無(wú)論是以何種形式引入何種器材，都有一個(gè)無(wú)法規(guī)避的問(wèn)題——成本過(guò)高。通過(guò)對(duì)蚊香的閱讀分析，我們發(fā)現(xiàn)生活中最常見(jiàn)的VR技術(shù)就是我們所熟知的3D影像技術(shù)。為增強(qiáng)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的直觀感受，我們用3DMAX制作出酵母菌的簡(jiǎn)圖，將圖像置于繪聲繪影的視頻軌跡中，多次復(fù)制，并變換其形態(tài)。使用繪聲繪影X7的3D化功能打造一個(gè)酵母菌的世界，學(xué)生通過(guò)佩戴3D眼鏡，可以更直觀的觀察酵母菌的生活，呼吸和生殖過(guò)程。據(jù)此，VR技術(shù)也在課堂中得到了很好的應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)原理/實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路本實(shí)驗(yàn)由課本中三組植物呼吸作用實(shí)驗(yàn)——測(cè)溫度、測(cè)氧氣、測(cè)二氧化碳引入，并將三組實(shí)驗(yàn)并為一組，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)裝置上的創(chuàng)新。同時(shí)提出其他類型生物是否也能進(jìn)行呼吸作用的探究性問(wèn)題，以酵母菌為例開(kāi)展探究性實(shí)驗(yàn)。借此指出貼近生活的例子：酒的釀造。五、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能：理解植物呼吸作用的過(guò)程及應(yīng)用，知道單細(xì)胞生物的也有其相應(yīng)的呼吸作用，理解酵母菌呼吸作用原理。（二）過(guò)程與方法：運(yùn)用已學(xué)的知識(shí)分析植物呼吸作用的原理，改進(jìn)先前的實(shí)驗(yàn)裝置，并將該創(chuàng)新點(diǎn)遷移至新的生物材料上，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的探究能力和實(shí)踐能力。（三）情感、態(tài)度、價(jià)值觀：認(rèn)同綠色植物在維持碳氧平衡中的重要作用；認(rèn)同除綠色植物外，其他生物體也有其呼吸作用；認(rèn)同其他生物體的呼吸作用也能為人類社會(huì)做出一定貢獻(xiàn)，體驗(yàn)探究帶來(lái)的樂(lè)趣，感受生物技術(shù)在生活中的應(yīng)用。六、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課是學(xué)習(xí)綠色植物呼吸作用，及單細(xì)胞生物之后的拓展探究，酵母菌作為生活中常見(jiàn)且易得到的單細(xì)胞生物，也是實(shí)驗(yàn)效果較好的一種生物材料。因此引導(dǎo)學(xué)生從酵母菌入手，在實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)新的基礎(chǔ)上引發(fā)生物材料的創(chuàng)新。在學(xué)生充分理解植物呼吸作用原理的基礎(chǔ)上，探究酵母菌的呼吸作用；同時(shí)利用植物呼吸作用實(shí)驗(yàn)的知識(shí)遷移至檢驗(yàn)酵母菌呼吸作用產(chǎn)生的相關(guān)物質(zhì)。此外教師還應(yīng)對(duì)產(chǎn)生的其他物質(zhì)進(jìn)行補(bǔ)充，以此擴(kuò)充學(xué)生的知識(shí)面。課程最后，同學(xué)生講解酵母菌在日常生活中的應(yīng)用，將生物科學(xué)技術(shù)應(yīng)用到生活中去，讓學(xué)生建立生物學(xué)來(lái)源于生活的科學(xué)觀念，并時(shí)時(shí)留意生活中的生物學(xué)。七、實(shí)驗(yàn)教學(xué)過(guò)程（一）復(fù)習(xí)導(dǎo)入：學(xué)生在先前的學(xué)習(xí)過(guò)程中，對(duì)植物的呼吸作用有一定的了解，并熟悉初中階段植物呼吸作用實(shí)驗(yàn)的三個(gè)具體案例。據(jù)此，我們采用了這種導(dǎo)入方式，既能達(dá)到復(fù)習(xí)效果，又能通過(guò)學(xué)生熟悉的知識(shí)點(diǎn)引發(fā)學(xué)生興趣。知識(shí)點(diǎn)如下，“呼吸三測(cè)”：測(cè)溫度：實(shí)驗(yàn)步驟：分別于兩個(gè)暖瓶中裝種子（或豆苗），甲瓶中裝入萌發(fā)的種子，乙瓶中裝入煮熟的種子。往瓶中各插入一只溫度計(jì)。一段時(shí)間后觀察兩溫度計(jì)顯示的溫度有何不同。（圖1測(cè)溫度）觀察現(xiàn)象：甲瓶中的溫度略高于乙瓶中的溫度。分析原因：種子在萌發(fā)過(guò)程中，其中的有機(jī)物發(fā)生了變化，釋放出能量，一部分能量用于種子的萌發(fā)，還有一部分能量以熱能的形式散失了。得出結(jié)論：呼吸作用能產(chǎn)生能量。測(cè)二氧化碳：實(shí)驗(yàn)步驟：在集氣瓶中裝入萌發(fā)的種子（或新鮮豆苗），外用帶閥門的玻璃橡膠彎管，連通裝有澄清石灰水的試管。同時(shí)在集氣瓶的橡膠塞上插入一個(gè)玻璃漏斗，并用棉花堵住上面的氣孔。一段時(shí)間后，取下棉花，向漏斗中注入清水，將瓶?jī)?nèi)產(chǎn)生的氣體壓至裝有澄清石灰水的試管中，觀察現(xiàn)象。（圖2測(cè)二氧化碳）觀察現(xiàn)象：澄清石灰水變渾濁。分析原因：二氧化碳具有使澄清石灰水變渾濁的特性?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)證明，二氧化碳來(lái)自種子里的有機(jī)物。有機(jī)物在徹底分解時(shí)不僅產(chǎn)生二氧化碳，還產(chǎn)生水。得出結(jié)論：呼吸作用產(chǎn)生二氧化碳。測(cè)氧氣實(shí)驗(yàn)步驟：甲瓶中裝有萌發(fā)的種子，乙瓶中裝有等量的煮熟的種子（或用豆苗代替），把甲、乙兩瓶同時(shí)放到溫暖的地方。一段時(shí)間后，觀察蠟燭在甲、乙兩瓶中的燃燒情況。（圖3測(cè)氧氣）觀察現(xiàn)象：甲瓶中的蠟燭熄滅，乙瓶中的蠟燭繼續(xù)燃燒。分析原因：燃燒的蠟燭放進(jìn)甲瓶里，火焰立即熄滅了，這是因?yàn)榧灼恐腥鄙傺酢Ｑ鯕獗幻劝l(fā)的種子（或豆苗）吸收了。科學(xué)實(shí)驗(yàn)證明，有機(jī)物在徹底分解成水和二氧化碳時(shí)，需要氧的參與。得出結(jié)論：呼吸作用消耗氧氣。整理結(jié)論：有機(jī)物+氧氣→二氧化碳+水+能量實(shí)驗(yàn)器材創(chuàng)新為從課程初期就培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新探究精神，特先進(jìn)行一次創(chuàng)新，以此達(dá)到“拋磚引玉”的效果，遂將以上“呼吸三測(cè)實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行“三合一”的調(diào)整。綜合以上實(shí)驗(yàn)，分析得出上述實(shí)驗(yàn)存在實(shí)驗(yàn)器材過(guò)多，造成浪費(fèi)等缺點(diǎn)。特針對(duì)該缺點(diǎn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)器材做出了以下調(diào)整：將“呼吸三測(cè)實(shí)驗(yàn)”的實(shí)驗(yàn)容器進(jìn)行統(tǒng)一，由之前的“集氣瓶”、“錐形瓶”、“暖瓶”等容器改成了生活中隨處可得的“塑料瓶”，既簡(jiǎn)化了實(shí)驗(yàn)裝置，又體現(xiàn)了“生活廢物可利用”的價(jià)值觀。（圖4塑料瓶）將“帶孔的橡膠塞”改成了用“打孔器”處理過(guò)的“塑料瓶蓋”，為防止產(chǎn)生的氣體外溢造成污染或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，特采用了初中學(xué)生常用的“輕質(zhì)黏土”封口，同時(shí)又可達(dá)到固定“溫度計(jì)”的作用，可謂一舉兩得。（圖5打孔器、輕質(zhì)黏土、處理過(guò)的塑料瓶蓋）為方便學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)生物材料的情況，將“暖瓶”改成了“塑料瓶”，并用“保溫桶”和“棉花”提供保溫措施，以此保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。（圖6保溫桶與棉花結(jié)合成的保溫裝置）經(jīng)師生共同分析，在“測(cè)二氧化碳”實(shí)驗(yàn)中，有“試管”和“玻璃彎管”、“橡膠管”、“水閥”的參與。而以上器材均不可憑借自身保持穩(wěn)定，必須有“試管架”和“鐵架臺(tái)”的支撐，無(wú)形之中又增加了實(shí)驗(yàn)器材的使用。本著減少實(shí)驗(yàn)器材的目的，同時(shí)降低玻璃儀器損壞、學(xué)生受傷的風(fēng)險(xiǎn)，將以上實(shí)驗(yàn)器材改為“注射器”，先用注射器抽取適量的澄清石灰水，再用其抽取瓶?jī)?nèi)反應(yīng)產(chǎn)生的氣體，觀察反映情況。由于“打孔器”的介入，并不需要“注射器”通過(guò)“針頭”吸取試劑或是氣體，又大大降低了風(fēng)險(xiǎn)。（圖7注射器）實(shí)驗(yàn)演示教師按步驟（二）所述方式進(jìn)行試驗(yàn)改造，并向?qū)W生展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。注意：由于本次實(shí)驗(yàn)材料利用的是，新鮮的豆苗和開(kāi)水燙過(guò)的豆苗，經(jīng)處理過(guò)后二者體積會(huì)出現(xiàn)明顯差別（V新鮮的豆苗＞V開(kāi)水燙過(guò)的豆苗），在這里一定要同學(xué)生解釋清楚，確保實(shí)驗(yàn)變量的單一性。除此之外，燙過(guò)的豆苗會(huì)有一定的溫度，需等恢復(fù)至室溫后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。經(jīng)測(cè)試，可提前4小時(shí)準(zhǔn)備該實(shí)驗(yàn)。（圖8連接好的裝置豆苗體積）實(shí)驗(yàn)生物材料創(chuàng)新學(xué)生在本冊(cè)書（《人教版生物學(xué)七年級(jí)上冊(cè)》）還學(xué)到過(guò)單細(xì)胞生物的的相關(guān)知識(shí)。教師對(duì)此引導(dǎo)學(xué)生思考，植物有呼吸作用，那么其他的生物是否也有如此的呼吸作用呢？由呼吸作用產(chǎn)生的生成物是否相同呢？對(duì)此我們將進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證。引入新的生物材料——酵母菌，酵母菌在平時(shí)生活中易取得，且是學(xué)生先前學(xué)習(xí)過(guò)的《單細(xì)胞生物》中提及過(guò)的物種，同時(shí)也是《八年級(jí)生物學(xué)上冊(cè)》重點(diǎn)講述的知識(shí)點(diǎn)。在此，也是以呼吸作用和單細(xì)胞生物兩個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)為依托，作為學(xué)生的原有認(rèn)知結(jié)構(gòu)引出后續(xù)的知識(shí)點(diǎn)，并將以上知識(shí)點(diǎn)整合進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的原因之一。除此之外，選擇酵母菌也是考慮到其生物學(xué)特性，能通過(guò)其呼吸作用產(chǎn)生酒精，并且處理形成對(duì)照實(shí)驗(yàn)方式簡(jiǎn)便，這也是選擇其成為創(chuàng)新生物材料的原因。同時(shí)，酵母菌還作為我們?nèi)粘Ｉ钪械募夹g(shù)用菌，可將該知識(shí)點(diǎn)與日常生活中的生物技術(shù)，如釀酒、面包制作相聯(lián)系，引發(fā)學(xué)生共鳴，為學(xué)生樹(shù)立“生物學(xué)寓于生活之中”、“學(xué)好生物學(xué)為了更好地生活”的價(jià)值觀。實(shí)驗(yàn)操作延用“豆苗實(shí)驗(yàn)”的裝置，連接“溫度計(jì)”和“塑料瓶”。配置5%的葡萄糖溶液，用于酵母菌的營(yíng)養(yǎng)供應(yīng)。設(shè)置對(duì)照試驗(yàn)：有生命活力的酵母菌15g與無(wú)生命活力的酵母菌15g。處理方式：（1）分別取兩包“15g安琪酵母”，取一份置于燒杯中，用100mL開(kāi)水沖開(kāi)，用玻璃棒攪拌均勻，待冷卻至室溫后置于塑料瓶中，制成無(wú)生命活力組。如不經(jīng)冷卻，會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的溫度數(shù)據(jù)，同時(shí)塑料遇熱水會(huì)產(chǎn)生相關(guān)反應(yīng)，影響實(shí)驗(yàn)。另一份可直接倒入塑料瓶中，加入100mL溫水，搖勻即可，形成有生命活力組。經(jīng)測(cè)試，如將15g安琪酵母置于燒杯中，加入100mL溫水，用玻璃棒攪拌，不易形成液態(tài)物質(zhì)，且會(huì)在玻璃棒上結(jié)成小塊。從單一變量的角度，對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確性產(chǎn)生較大影響。連接兩組的溫度計(jì)，并用輕質(zhì)黏土固定，將實(shí)驗(yàn)裝置放入保溫桶中，并用棉花填充，起到保溫作用。表明代號(hào)：甲，有生命活力；乙，無(wú)生命活力。靜置15min。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告表。（表1實(shí)驗(yàn)報(bào)告表）測(cè)試項(xiàng)目預(yù)測(cè)實(shí)際語(yǔ)文課本中的文章都是精選的比較優(yōu)秀的文章,還有不少名家名篇。如果有選擇循序漸進(jìn)地讓學(xué)生背誦一些優(yōu)秀篇目、精彩段落,對(duì)提高學(xué)生的水平會(huì)大有裨益。現(xiàn)在,不少語(yǔ)文教師在分析課文時(shí),把文章解體的支離破碎,總在文章的技巧方面下功夫。結(jié)果教師費(fèi)勁,學(xué)生頭疼。分析完之后,學(xué)生收效甚微,沒(méi)過(guò)幾天便忘的一干二凈。造成這種事倍功半的尷尬局面的關(guān)鍵就是對(duì)文章讀的不熟。常言道“書讀百遍,其義自見(jiàn)”,如果有目的、有計(jì)劃地引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)閱讀課文,或細(xì)讀、默讀、跳讀,或聽(tīng)讀、范讀、輪讀、分角色朗讀,學(xué)生便可以在讀中自然領(lǐng)悟文章的思想內(nèi)容和寫作技巧,可以在讀中自然加強(qiáng)語(yǔ)感,增強(qiáng)語(yǔ)言的感受力。久而久之,這種思想內(nèi)容、寫作技巧和語(yǔ)感就會(huì)自然滲透到學(xué)生的語(yǔ)言意識(shí)之中,就會(huì)在寫作中自覺(jué)不自覺(jué)地加以運(yùn)用、創(chuàng)造和發(fā)展。溫度氧氣“教書先生”恐怕是市井百姓最為熟悉的一種稱呼，從最初的門館、私塾到晚清的學(xué)堂，“教書先生”那一行當(dāng)怎么說(shuō)也算是讓國(guó)人景仰甚或敬畏的一種社會(huì)職業(yè)。只是更早的“先生”概念并非源于教書，最初出現(xiàn)的“先生”一詞也并非有傳授知識(shí)那般的含義?！睹献印分械摹跋壬螢槌龃搜砸?？”；《論語(yǔ)》中的“有酒食，先生饌”；《國(guó)策》中的“先生坐，何至于此？”等等，均指“先生”為父兄或有學(xué)問(wèn)、有德行的長(zhǎng)輩。其實(shí)《國(guó)策》中本身就有“先生長(zhǎng)者，有德之稱”的說(shuō)法。可見(jiàn)“先生”之原意非真正的“教師”之意，倒是與當(dāng)今“先生”的稱呼更接近。看來(lái)，“先生”之本源含義在于禮貌和尊稱，并非具學(xué)問(wèn)者的專稱。稱“老師”為“先生”的記載，首見(jiàn)于《禮記?曲禮》，有“從于先生，不越禮而與人言”，其中之“先生”意為“年長(zhǎng)、資深之傳授知識(shí)者”，與教師、老師之意基本一致。二氧化碳唐宋或更早之前，針對(duì)“經(jīng)學(xué)”“律學(xué)”“算學(xué)”和“書學(xué)”各科目，其相應(yīng)傳授者稱為“博士”，這與當(dāng)今“博士”含義已經(jīng)相去甚遠(yuǎn)。而對(duì)那些特別講授“武事”或講解“經(jīng)籍”者，又稱“講師”。“教授”和“助教”均原為學(xué)官稱謂。前者始于宋，乃“宗學(xué)”“律學(xué)”“醫(yī)學(xué)”“武學(xué)”等科目的講授者；而后者則于西晉武帝時(shí)代即已設(shè)立了，主要協(xié)助國(guó)子、博士培養(yǎng)生徒?！爸獭痹诠糯粌H要作入流的學(xué)問(wèn)，其教書育人的職責(zé)也十分明晰。唐代國(guó)子學(xué)、太學(xué)等所設(shè)之“助教”一席，也是當(dāng)朝打眼的學(xué)官。至明清兩代，只設(shè)國(guó)子監(jiān)（國(guó)子學(xué)）一科的“助教”，其身價(jià)不謂顯赫，也稱得上朝廷要員。至此，無(wú)論是“博士”“講師”，還是“教授”“助教”，其今日教師應(yīng)具有的基本概念都具有了。其他（）查看溫度計(jì)數(shù)據(jù)，并記錄。用點(diǎn)燃的蠟燭檢驗(yàn)甲、乙兩塑料瓶中的氧氣，并記錄。分別用兩個(gè)注射器，先表明甲、乙兩組，各吸取10mL澄清石灰水，再吸取10mL塑料瓶中氣體，充分震蕩后觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并記錄。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)收過(guò)程中聞到了酒精的味道，同時(shí)基于酵母菌的特殊性質(zhì)，本實(shí)驗(yàn)引入了“酒精檢測(cè)儀”這一電子裝置。將“酒精檢測(cè)儀”的接收器對(duì)準(zhǔn)塑料瓶蓋上的小孔，擠壓塑料瓶，使塑料瓶中的氣體溢出，對(duì)檢測(cè)儀進(jìn)行讀數(shù)，并記錄。分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。生物技術(shù)介紹通過(guò)酵母菌的呼吸實(shí)驗(yàn)，學(xué)生了解到酵母菌的呼吸作用產(chǎn)生酒精，據(jù)此探究酵母菌日常生活中的應(yīng)用，播放釀酒視頻。使學(xué)生認(rèn)同生物來(lái)源于生活。（七）虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象學(xué)生通過(guò)佩戴3D眼鏡，進(jìn)入酵母菌的世界，融入實(shí)驗(yàn)之中，利用VR技術(shù)更直觀的觀察酵母菌的生活，