各位老师大家好，我是湖北省龚勇著名师工作室的成员罗静。今天我分享的内容是高中生物学人教版必修一第五章第三节细胞呼吸的原理和应用中的探究实践。如何利用改进实验装置探究酵母菌细胞的呼吸方式。在本探究活动中，核心目标是引导学生设计并实施对比实验，通过观察实验现象分析有氧和无氧条件下酵母菌细胞的呼吸产物，进而深化对细胞呼吸原理的理解。结合教材实验原理，我们知道有氧条件下酵母菌细胞呼吸会产生大量二氧化碳和水，无氧条件下则产生少量二氧化碳和酒精。二氧化碳可使注射香草芬兰溶液由蓝变绿再变黄，酒精能使酸性重铬酸钾由橙色变为灰绿色。教材建议通过以下装置来完成实验，理论上，借助这两种显色反应能初步判断酵母菌细胞的呼吸方式。教材建议每组实验使用五个如图所示的500毫升锥形瓶，每个锥形瓶需注入240毫升质量分数为5%的葡萄糖溶液。装置设计如下，但是，在实际教学中，我们发现存在以下难点问题，对教师而言，实验准备工作量巨大，装置繁琐，耗材量非常大，不便于全员分组实验，大大限制了学生的动手参与度。对学生而言，实验耗时长达8到10小时，实验效率不高，无法在一个课时内完成，导致教学连贯性受阻，学生的探究兴趣也容易被消磨。其次就是实验条件难以控制，有氧组需持续不断通气，还需利用氢氧化钠溶液去除空气中二氧化碳的干扰。无氧条件更是难以严格保证，何时开始进行无氧呼吸也缺乏明确的判断标准，这些都会影响实验结果的准确性。面对这些教学痛点，我们策略支招如下，通过活动设计，以问题为导向，引导学生主动思考，查阅资料、展开讨论，尝试设计创新装置，优化实验流程。同时，我们依托课外兴趣小组开展器材创新探索，通过小组汇报交流的形式，为课堂教学搭建坚实的教学支架，让学生在实践探索中不断提升实验技能和科学思维，从而提升技能思维。下面就我设计的教学活动和教学支架来详细讲解活动设计。一、创新实验装置，明确实验流程步骤一，重温实验原理，明确核心实验材料仍然为葡萄糖，使用酵母、土豆、蒸馏水、过氧化氢、溴麝香草酚蓝溶液、酸性重酸钾溶液，确保实验的科学性不受影响。步骤二，认识改进后的实验器材，以螺口注射器、鲁尔外旋四通、努尔两通阀、铁架台为核心组件，通过努尔外旋四通、和努尔两通阀将注射器连接，构建酵母菌培养液的反应和显色场所，为注射器类。这里我们将反应容器从500毫升的锥形瓶替换为30毫升的注射器，体积大幅缩小，操作更便捷。接下来我们通过学生演示实验，直观了解改进后装置的组装和基本操作。优化后的酵母菌呼吸方式探究装置主要由罗尔外旋四通、罗尔两通阀和螺口注射器组成。装置分为两组，甲组四支注射器中分别为氧气、秀色香草芬兰溶液、酵母菌培养液、酸性重铬酸钾溶液。彝族三支注射器中分别为秀色香草芬溶液、酵母菌培养液、酸性重铬酸钾溶液。利用两通阀开闭和注射器推拔分别创设有氧条件和无氧条件，酵母菌呼吸1段时间后，利用两通阀开闭和注射器推拔进行产物鉴定。这一改进解决了教材装置容量大、数量多的难题，让分组实验得以顺利开展，同时也为缩短实验时间奠定基础。解决装置问题之后，我们聚焦于实验条件的精准控制活动设计二探索控制呼吸条件，创新实验方法。步骤一，创设无氧条件。我们将预先排除空气的酵母菌培养液注入注射器，在与已关闭阀门的四通管连接。通过密闭环境直接创设无氧条件，可以有效减少空气干扰带来的实验误差。步骤二，创设有氧条件，这也是本实验创新的核心。理想情况下，氧气位于注射器中，那么这个注射器中的氧气从哪里来呢？学习小组展开热烈讨论，联想到之前学过的探究过氧化氢在不同条件下的分解实验，提出我们可以利用过氧化氢和过氧化氢酶来制氧的思路。土豆中是含有丰富的过氧化氢酶的，因此选用双氧水和土豆作为制氧材料，实践证明效果非常明显，短时间内就能观察到大量气泡产生，且气体推动注射器活塞移动的现象清晰可见。具体我们见实验操作。首先先取空的注射器与四通阀上方相连，此时所有阀门都是关闭状态。取另一注射器拔下，加入少适量。的土豆。重新组装好注射器。吸取20毫升的过氧化氢溶液。排出其中。空气。将其以与四通阀下端。相连。等待过氧化氢溶液充分反应生成氧气。待反应收集到足够多的氧气后，打开上下两个阀门。我们可以清晰的看到活塞发生了移动。这一设计不仅完全排除空气中二氧化碳的干扰，并且优化实验环节，无需进行教材中将空气通入氢氧化钠溶液去除二氧化碳，这一步骤缩短了实验的时间。活动设计3，进行实验分析数据在这里重点是引导学生分组进行实验操作，并采用表格形式来记录实验数据。重点观察不同条件下溴麝香草酚蓝溶液由蓝变绿再变黄的时间长短、平均值以及酸性重铬酸钾溶液的颜色变化。通过这两个指标定性检测酵母菌的呼吸产物。借助阀门开关控制和注射器推拔操作，学生可以直观的、快速的观察到显色过程。通过表格数据的分析，能自然得出结论，有氧条件下，酵母菌细胞呼吸产生大量二氧化碳，不产生酒精。无氧条件下，酵母菌细胞通过无氧呼吸产生少量二氧化碳和酒精。这样一来，整个实验在一个课时内就能完成，不仅耗材量大幅减少，实验准备更简便，操作难度也降低了，实验现象还更加直观明显，充分调动学生的动手积极性和研究热情。值得一提的是，在兴趣小组的探索过程中学生们还提出了不少有价值的思考。比如说在拓展一中，有学生通过查阅资料了解到酒精能使酸性重铬酸钾变色的本质是因为其具有还原性，进而提出疑问，酵母菌培养液中的葡萄糖同样具有还原性，是否会对酒精鉴定产生干扰呢？能否用蔗糖溶液来代替葡萄糖进行实验呢？还有学生思考，为了让实验效果更加明显，能否用加酚酞、澄清石灰水鉴定二氧化碳，使其在变浑浊的同时出现颜色变化？这些问题的提出，恰恰体现了学生科学思维的觉醒，也让我们看到了实验改进带来的额外收获。各位老师关于这些问题的答案，我想没有比实践更好的回应，相信学生在亲手操作和反复研究中，一定能找到属于自己的答案。回顾整个实验改进过程，我们始终坚持教师引导、学生主导的原则，让学生真正做到用脑去思考、用嘴巴去表达、用耳朵去倾听、用双手去实践，调动学生探究的积极性。在相互交流、解答困惑的过程中学生不仅完成了对酵母菌细胞呼吸方式的探究，更重要的是学会提出问题、分析问题并解决问题的思维方式，培养了学生科学思维和创新能力。我的分享到此结束，谢谢观看。