1、.探究呼吸作用實驗一、使用教材人教版初中?生物學 七年級上冊?第五章第二節 綠色植物的呼吸作用二、實驗器材器材：礦泉水瓶、溫度計、醫用脫脂棉、保溫桶、保溫杯、注射器、酒精檢測儀、輕質黏土、打孔器、標簽紙、蠟燭、火柴、玻璃棒、100mL量筒、細口瓶、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、實驗創新要求/改進要點（1） 實驗裝置生活化本實驗主體材料為常見生活用品，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，并且還能通過擠壓礦泉水瓶促進氣體排出代替了加水排氣法，簡化了實驗裝置。（2） 實驗藥品平安化實驗所需藥品簡單、易獲得且無毒、無腐蝕性。如，酒精檢測

2、藥品重鉻酸鉀和濃硫酸，均為不易獲得，并且有很大危險性的。所以本次實驗躲避了這些藥品的使用，以此表達實驗藥品的平安化。（3） 實驗操作綠色化盡管嚴格控制了實驗藥品的危害性，但還是采用了封閉的實驗裝置塑料瓶加蓋，并用輕質黏土封口及注射器的使用。確保實驗產生氣體不外溢，不會對實驗室環境造成污染或是對學生身體安康造成危害，同時也能保證搜集氣體時的嚴謹性，以此確保實驗操作綠色化。四實驗結果信息化本實驗運用了化學物質檢測傳感器，將檢測到的數據信息導入計算機，如，酒精的濃度采用酒精檢測器檢測。同時經反思，二氧化碳的濃度檢測也可通過傳感器記錄，免于書面上的記錄造成的誤差，捕捉反響現象背后的微觀數據，以此做到實

3、驗結果信息化。五實驗現象VR化在傳統的教學形式中，學生通過顯微鏡進展觀察，并不能真正地融入到實驗中，基于當前信息技術進課堂的大背景下，本課程嘗試引入VR技術，對采集到的酵母菌圖像進展處理。但無論是以何種形式引入何種器材，都有一個無法躲避的問題本錢過高。通過對蚊香的閱讀分析，我們發現生活中最常見的VR技術就是我們所熟知的3D影像技術。為增強學生對實驗現象的直觀感受，我們用3DMAX制作出酵母菌的簡圖，將圖像置于繪聲繪影的視頻軌跡中，屢次復制，并變換其形態。使用繪聲繪影X7的3D化功能打造一個酵母菌的世界，學生通過佩戴3D眼鏡，可以更直觀的觀察酵母菌的生活，呼吸和生殖過程。據此，VR技術也在課堂中

4、得到了很好的應用。4、 實驗原理/實驗設計思路本實驗由課本中三組植物呼吸作用實驗測溫度、測氧氣、測二氧化碳引入，并將三組實驗并為一組，實現實驗裝置上的創新。同時提出其他類型生物是否也能進展呼吸作用的探究性問題，以酵母菌為例開展探究性實驗。借此指出貼近生活的例子：酒的釀造。五、實驗教學目的一知識與技能：理解植物呼吸作用的過程及應用，知道單細胞生物的也有其相應的呼吸作用，理解酵母菌呼吸作用原理。二過程與方法：運用已學的知識分析植物呼吸作用的原理，改進先前的實驗裝置，并將該創新點遷移至新的生物材料上，培養學生科學的探究才能和理論才能。三情感、態度、價值觀：認同綠色植物在維持碳氧平衡中的重要作用；認同

5、除綠色植物外，其他生物體也有其呼吸作用；認同其他生物體的呼吸作用也能為人類社會做出一定奉獻，體驗探究帶來的樂趣，感受生物技術在生活中的應用。六、實驗教學內容本節課是學習綠色植物呼吸作用，及單細胞生物之后的拓展探究，酵母菌作為生活中常見且易得到的單細胞生物，也是實驗效果較好的一種生物材料。因此引導學生從酵母菌入手，在實驗裝置創新的根底上引發生物材料的創新。在學生充分理解植物呼吸作用原理的根底上，探究酵母菌的呼吸作用；同時利用植物呼吸作用實驗的知識遷移至檢驗酵母菌呼吸作用產生的相關物質。此外老師還應對產生的其他物質進展補充，以此擴大學生的知識面。課程最后，同學生講解酵母菌在日常生活中的應用，將生物

6、科學技術應用到生活中去，讓學生建立生物學來源于生活的科學觀念，并時時留意生活中的生物學。七、實驗教學過程一復習導入：學生在先前的學習過程中，對植物的呼吸作用有一定的理解，并熟悉初中階段植物呼吸作用實驗的三個詳細案例。據此，我們采用了這種導入方式，既能到達復習效果，又能通過學生熟悉的知識點引發學生興趣。知識點如下，“呼吸三測：1. 測溫度：實驗步驟：分別于兩個暖瓶中裝種子或豆苗，甲瓶中裝入萌發的種子，乙瓶中裝入煮熟的種子。往瓶中各插入一只溫度計。一段時間后觀察兩溫度計顯示的溫度有何不同。圖1 測溫度觀察現象：甲瓶中的溫度略高于乙瓶中的溫度。分析原因：種子在萌發過程中，其中的有機物發生了變化，釋放

7、出能量，一部分能量用于種子的萌發，還有一部分能量以熱能的形式散失了。得出結論：呼吸作用能產生能量。2. 測二氧化碳：實驗步驟：在集氣瓶中裝入萌發的種子或新穎豆苗，外用帶閥門的玻璃橡膠彎管，連通裝有澄清石灰水的試管。同時在集氣瓶的橡膠塞上插入一個玻璃漏斗，并用棉花堵住上面的氣孔。一段時間后，取下棉花，向漏斗中注入清水，將瓶內產生的氣體壓至裝有澄清石灰水的試管中，觀察現象。圖2 測二氧化碳觀察現象：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。科學實驗證明，二氧化碳來自種子里的有機物。有機物在徹底分解時不僅產生二氧化碳，還產生水。得出結論：呼吸作用產生二氧化碳。3. 測氧氣實驗

8、步驟：甲瓶中裝有萌發的種子，乙瓶中裝有等量的煮熟的種子或用豆苗代替，把甲、乙兩瓶同時放到溫暖的地方。一段時間后，觀察蠟燭在甲、乙兩瓶中的燃燒情況。圖3 測氧氣觀察現象：甲瓶中的蠟燭熄滅，乙瓶中的蠟燭繼續燃燒。分析原因：燃燒的蠟燭放進甲瓶里，火焰立即熄滅了，這是因為甲瓶中缺少氧。氧氣被萌發的種子或豆苗吸收了。科學實驗證明，有機物在徹底分解成水和二氧化碳時，需要氧的參與。得出結論：呼吸作用消耗氧氣。整理結論：有機物+氧氣二氧化碳+水+能量（2） 實驗器材創新為從課程初期就培養學生的創新探究精神，特先進展一次創新，以此到達“拋磚引玉的效果，遂將以上“呼吸三測實驗進展“三合一的調整。綜合以上實驗，分析

9、得出上述實驗存在實驗器材過多，造成浪費等缺點。特針對該缺點，對實驗器材做出了以下調整：1. 將“呼吸三測實驗的實驗容器進展統一，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，既簡化了實驗裝置，又表達了“生活廢物可利用的價值觀。圖4 塑料瓶2. 將“帶孔的橡膠塞改成了用“打孔器處理過的“塑料瓶蓋，為防止產生的氣體外溢造成污染或實驗數據不準確，特采用了初中學生常用的“輕質黏土封口，同時又可到達固定“溫度計的作用，可謂一舉兩得。圖5 打孔器、輕質黏土、處理過的塑料瓶蓋3. 為方便學生觀察實驗生物材料的情況，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

10、驗數據的準確性。圖6 保溫桶與棉花結合成的保溫裝置4. 經師生共同分析，在“測二氧化碳實驗中，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定，必須有“試管架和“鐵架臺的支撐，無形之中又增加了實驗器材的使用。本著減少實驗器材的目的，同時降低玻璃儀器損壞、學生受傷的風險，將以上實驗器材改為“注射器，先用注射器抽取適量的澄清石灰水，再用其抽取瓶內反響產生的氣體，觀察反映情況。由于“打孔器的介入，并不需要“注射器通過“針頭汲取試劑或是氣體，又大大降低了風險。圖7 注射器（3） 實驗演示老師按步驟二所述方式進展試驗改造，并向學生展示實驗結果。注意：由于本次實驗材料利用的是

11、，新穎的豆苗和開水燙過的豆苗，經處理過后二者體積會出現明顯差異V新穎的豆苗V開水燙過的豆苗，在這里一定要同學生解釋清楚，確保實驗變量的單一性。除此之外，燙過的豆苗會有一定的溫度，需等恢復至室溫后進展實驗。經測試，可提早4小時準備該實驗。圖8 連接好的裝置 豆苗體積（4） 實驗生物材料創新學生在本冊書?人教版生物學 七年級上冊?還學到過單細胞生物的的相關知識。老師對此引導學生考慮，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？由呼吸作用產生的生成物是否一樣呢？對此我們將進展試驗驗證。引入新的生物材料酵母菌，酵母菌在平時生活中易獲得，且是學生先前學習過的?單細胞生物?中提及過的物種，同時

12、也是?八年級生物學 上冊?重點講述的知識點。在此，也是以呼吸作用和單細胞生物兩個重要知識點為依托，作為學生的原有認知構造引出后續的知識點，并將以上知識點整合進展實驗的原因之一。除此之外，選擇酵母菌也是考慮到其生物學特性，能通過其呼吸作用產生酒精，并且處理形成對照實驗方式簡便，這也是選擇其成為創新生物材料的原因。同時，酵母菌還作為我們日常生活中的技術用菌，可將該知識點與日常生活中的生物技術，如釀酒、面包制作相聯絡，引發學生共鳴，為學生樹立“生物學寓于生活之中、“學好生物學為了更好地生活的價值觀。（5） 實驗操作1. 延用“豆苗實驗的裝置，連接“溫度計和“塑料瓶。2. 配置5%的葡萄糖溶液，用于酵

13、母菌的營養供給。3. 設置對照試驗：有生命活力的酵母菌15g與無生命活力的酵母菌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開水沖開，用玻璃棒攪拌均勻，待冷卻至室溫后置于塑料瓶中，制成無生命活力組。如不經冷卻，會影響實驗的溫度數據，同時塑料遇熱水會產生相關反響，影響實驗。（2） 另一份可直接倒入塑料瓶中，參加100mL溫水，搖勻即可，形成有生命活力組。經測試，如將15g安琪酵母置于燒杯中，參加100mL溫水，用玻璃棒攪拌，不易形成液態物質，且會在玻璃棒上結成小塊。從單一變量的角度，對實驗數據的準確性產生較大影響。4. 連接兩組的溫度計，并用輕質黏土固定，將實驗

14、裝置放入保溫桶中，并用棉花填充，起到保溫作用。說明代號：甲，有生命活力；乙，無生命活力。靜置15min。5. 設計實驗報告表。表1 實驗報告表測試工程預測實際溫度氧氣二氧化碳其他 6. 查看溫度計數據，并記錄。7. 用點燃的蠟燭檢驗甲、乙兩塑料瓶中的氧氣，并記錄。8. 分別用兩個注射器，先說明甲、乙兩組，各汲取10mL澄清石灰水，再汲取10mL塑料瓶中氣體，充分震蕩后觀察實驗現象，并記錄。9. 學生在實驗結果驗收過程中聞到了酒精的味道，同時基于酵母菌的特殊性質，本實驗引入了“酒精檢測儀這一電子裝置。將“酒精檢測儀的接收器對準塑料瓶蓋上的小孔，擠壓塑料瓶，使塑料瓶中的氣體溢出，對檢測儀進展讀數，并記錄。10. 分析實驗數據。（6） 生物技術介紹通過酵母菌的呼吸實驗，學生理解到酵母菌的呼吸作用產生酒精，據此探究酵母菌日常生活中的應用，播放釀酒視頻。使學生認同生物來源于生活。七虛擬現實實驗現象學生通過佩戴3D眼鏡，進入酵母菌的世界，融入實驗之中，利用VR技術更直觀的觀察酵母菌的生活，呼吸和生殖過程。8、 實驗效果評價（1） 溫故而知新：通過指導學生回憶以往知識，對該知識點的呈現情況采取變式處理，以此培養學生從舊知中提煉、整合