人教版初中生物七上第五章第二节创新实验：探究绿色植物的呼吸作用综合实验在课堂中的应用

人教版初中生物七上第五章第二节创新实验：探究绿色植物的呼吸作用综合实验在课堂中的应用 一、教材分析： 《绿色植物的呼吸作用》是人教版初中生物学七年级上册第三单元第五章第二节的内容，在生物学新课程标准（2022年版）中属于“植物的生活”学习主题。通过本节课的学习，帮助学生构建“细胞能通过分解糖类获得生命活动所需的能量，同时生成二氧化碳和水”和“植物在维持生物圈中碳氧平衡方面具有重要作用”的次位概念，从而形成重要概念“植物通过光合作用和呼吸作用获得生命活动必需的物质和能量，有助于维持生物圈中的碳氧平衡”。完成大概念“植物有自己的生命周期，可以制造有机物，直接或间接地为其他生物提供食物，参与生物圈中的水循环，并维持碳氧平衡”。本节使绿色植物三大生理过程之一的呼吸作用。在前面已经了解了植物的蒸腾作用和光合作用，通过本节课的学习，对植物三大生理活动有一个系统的认识，并能认识呼吸作用对生物的重要意义。同时与光合作用相联系，认识绿色植物在维持生物圈碳氧平衡中的作用，帮助学生形成爱护植物、保护环境的生态文明观。 二、学情分析： 该部分内容的学习对象是七年级学生，他们没有学习化学知识，对二氧化碳、氧气的性质不够了解；他们对新奇的事物非常的感兴趣，但缺乏理性思维能力；他们喜欢动手实验，但是实验操作规范还有很大的上升空间。 三、教学目标： （1）能够说出呼吸作用的过程，概念，实质，认识到呼吸作用的意义。（生命观念） （2）设计植物呼吸作用的相关对照实验，并完成实验的操作来认识呼吸作用。（探究实践） （3）通过观察呼吸作用的现象，分析数据，归纳总结出呼吸作用的过程、实质等。（科学思维） （4）通过了解呼吸作用的意义，认识到绿色植物在维持碳氧平衡方面的作用，践行“绿水青山就是金山银山”的理念，积极参与保护环境、保护植物实践。（态度责任） 四、实验改进： 本节在教材中的设置为3个演示实验（如图1），通过3个演示实验共同归纳总结出呼吸作用的特点，这样设置的优点是每个结果和结论相互独立，互相影响甚微，但这3个实验只能帮助学生从现象上认识呼吸作用的原料和产物，得到的是感性的认识，同时演示实验缺乏让学生动手锻炼的机会。 图1 教材中的演示实验 因此，我对该节课的实验做了以下改进： 图2 吹气小实验 此处增设小实验（如图2），验证二氧化碳特性，并且将萌发种子产生二氧化碳的演示实验改进并改为分组实验，如图3。 图3 改进并分组的实验 图4 分组实验 图5 （传感器）演示实验 将演示实验3改为分组实验，需要的器材（如图4）。同时增设传感器演示实验（如图5）。需要的实验器材有：氧气、湿度、二氧化碳和温度传感器各两个（用于测定容器中的实验数据的变化），带4孔的塑料容器2个，电脑一台（用于接受来自传感器的数据并对数据进行一定的分析和处理，使之形成曲线图等），塑料桶2个（用于盛装塑料容器）、变频空调1台（尽可能维持实验室环境温度）、保温棉若干（用于维持塑料容器周围的环境温度）、正在萌发的豆芽和煮熟冷却后的豆芽若干），连接好后装置图片，介绍传感器的类型和作用，利用传感器精准地测定实验过程中产生的数据，并将这些数据传输到电脑上，通过电脑软件处理可获得实验数据图，如点状图、线形图、柱形图等，让实验结果变得更加直观可靠，有利于引导学生对实验结果在数据上的理性分析。最后，通过这4个实验引导学生得出绿色植物呼吸作用的特点。 5、 教学过程（实验）： 吹气小实验➡（温度计）演示实验➡（注射器）分组实验➡（蜡烛）分组实验➡（传感器）演示实验 六、教学流程（课堂）： （1）创设情境——卧室摆放较多绿色植物给睡眠带来的影响（短视频）如图6，进入本课学习。 图6 短视频片段截图 （2）探究绿色植物的呼吸作用： 小活动：吹气实验。 1）演示实验：种子在萌发过程中产生能量。 2）分组实验：种子萌发产生二氧化碳。 3）分组实验：种子萌发消耗氧气，产生水。 4）演示实验：监测种子萌发过程中氧气、湿度、二氧化碳和温度的数据变化并分析数据。 （3）总结呼吸作用并认同呼吸作用是生物的共同特征。 （4）通过资料分析，了解绿色植物在维持生物圈碳氧平衡中的作用。 附传感器实验数据曲线图（如图7～图10）： 图7 二氧化碳的变化（实验组） 图8 温度的变化（实验组） 图9 湿度的变化（实验组） 图10 氧气的变化（实验组） 七、教学反思 （1）小实验，有利于学生对二氧化碳气体的提前认知；能够快速地吸引学生投入到本节课堂的实验中去；也可以将其设置为教学情景。 （2）分组实验。有利于提高学生设计实验的能力；锻炼动手能力；增强合作探究能力和创新能力；提升初中生物学核心素养。 （3）传感器实验。操作过程简单快捷，让学生印象深刻；有利于让学生从感性认识到理性认识的飞跃；有利于学生初步掌握现代科学高精度电子实验设备的使用方法，有利于引导学生利用传感器设计其他创新实验。 （4）有待提高。七年级的学生相对活跃，因此分组实验对老师现场的组织要求较高；传感器实验处理数据需要一定的软件使用能力；监测的时间较长，可能会出现软件崩溃的 现象，对电脑的配置要求较高，需要在课前尽早准备。 学科网（北京）股份有限公司 $$