人教版初中《生物學-七年級上冊》第五章第二節(jié)-綠色植物的呼吸作用實驗課說課稿

第頁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(jié)綠色植物的呼吸作用二、實驗器材器材：礦泉水瓶、溫度計、醫(yī)用脫脂棉、保溫桶、保溫杯、注射器、酒精檢測儀、輕質(zhì)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(chuàng)新要求/改進要點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。實驗藥品安全化實驗所需藥品簡單、易獲得且無毒、無腐蝕性。如，酒精檢測藥品——重鉻酸鉀和濃硫酸，均為不易取得，并且有很大危險性的。所以本次實驗規(guī)避了這些藥品的使用，以此體現(xiàn)實驗藥品的安全化。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(zhì)黏土封口及注射器的使用。確保實驗產(chǎn)生氣體不外溢，不會對實驗室環(huán)境造成污染或是對學生身體健康造成危害，同時也能保證收集氣體時的嚴謹性，以此確保實驗操作綠色化。（四）實驗結(jié)果信息化本實驗運用了化學物質(zhì)檢測傳感器，將檢測到的數(shù)據(jù)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(jīng)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，捕捉反應現(xiàn)象背后的微觀數(shù)據(jù)，以此做到實驗結(jié)果信息化。（五）實驗現(xiàn)象VR化在傳統(tǒng)的教學模式中，學生通過顯微鏡進行觀察，并不能真正地融入到實驗中，基于當前信息技術(shù)進課堂的大背景下，本課程嘗試引入VR技術(shù)，對采集到的酵母菌圖像進行處理。但無論是以何種形式引入何種器材，都有一個無法規(guī)避的問題——成本過高。通過對蚊香的閱讀分析，我們發(fā)現(xiàn)生活中最常見的VR技術(shù)就是我們所熟知的3D影像技術(shù)。為增強學生對實驗現(xiàn)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，多次復制，并變換其形態(tài)。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(jù)此，VR技術(shù)也在課堂中得到了很好的應用。實驗原理/實驗設(shè)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(xiàn)實驗裝置上的創(chuàng)新。同時提出其他類型生物是否也能進行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、實驗教學目標（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(chuàng)新點遷移至新的生物材料上，培養(yǎng)學生科學的探究能力和實踐能力。（三）情感、態(tài)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貢獻，體驗探究帶來的樂趣，感受生物技術(shù)在生活中的應用。六、實驗教學內(nèi)容本節(jié)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(chuàng)新的基礎(chǔ)上引發(fā)生物材料的創(chuàng)新。在學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(chǎn)生的相關(guān)物質(zhì)。此外教師還應對產(chǎn)生的其他物質(zhì)進行補充，以此擴充學生的知識面。課程最后，同學生講解酵母菌在日常生活中的應用，將生物科學技術(shù)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了解，并熟悉初中階段植物呼吸作用實驗的三個具體案例。據(jù)此，我們采用了這種導入方式，既能達到復習效果，又能通過學生熟悉的知識點引發(fā)學生興趣。知識點如下，“呼吸三測”：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(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。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(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)過程中，其中的有機物發(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。測二氧化碳：實驗步驟：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(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(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。測氧氣實驗步驟：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(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(fā)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(jié)論：呼吸作用消耗氧氣。整理結(jié)論：有機物+氧氣→二氧化碳+水+能量實驗器材創(chuàng)新為從課程初期就培養(yǎng)學生的創(chuàng)新探究精神，特先進行一次創(chuàng)新，以此達到“拋磚引玉”的效果，遂將以上“呼吸三測實驗”進行“三合一”的調(diào)整。綜合以上實驗，分析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(diào)整：將“呼吸三測實驗”的實驗容器進行統(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”，既簡化了實驗裝置，又體現(xiàn)了“生活廢物可利用”的價值觀。（圖4塑料瓶）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(chǎn)生的氣體外溢造成污染或?qū)嶒灁?shù)據(jù)不準確，特采用了初中學生常用的“輕質(zhì)黏土”封口，同時又可達到固定“溫度計”的作用，可謂一舉兩得。（圖5打孔器、輕質(zhì)黏土、處理過的塑料瓶蓋）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，以此保證實驗數(shù)據(jù)的準確性。（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(wěn)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(nèi)反應產(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“針頭”吸取試劑或是氣體，又大大降低了風險。（圖7注射器）實驗演示教師按步驟（二）所述方式進行試驗改造，并向?qū)W生展示實驗結(jié)果。注意：由于本次實驗材料利用的是，新鮮的豆苗和開水燙過的豆苗，經(jīng)處理過后二者體積會出現(xiàn)明顯差別（V新鮮的豆苗＞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行實驗。經(jīng)測試，可提前4小時準備該實驗。（圖8連接好的裝置豆苗體積）實驗生物材料創(chuàng)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(guān)知識。教師對此引導學生思考，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？對此我們將進行試驗驗證。引入新的生物材料——酵母菌，酵母菌在平時生活中易取得，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結(jié)構(gòu)引出后續(xù)的知識點，并將以上知識點整合進行實驗的原因之一。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(chǎn)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(chuàng)新生物材料的原因。同時，酵母菌還作為我們?nèi)粘Ｉ钪械募夹g(shù)用菌，可將該知識點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。實驗操作延用“豆苗實驗”的裝置，連接“溫度計”和“塑料瓶”。配置5%的葡萄糖溶液，用于酵母菌的營養(yǎng)供應。設(shè)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(jīng)冷卻，會影響實驗的溫度數(shù)據(jù)，同時塑料遇熱水會產(chǎn)生相關(guān)反應，影響實驗。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)，且會在玻璃棒上結(jié)成小塊。從單一變量的角度，對實驗數(shù)據(jù)的精確性產(chǎn)生較大影響。連接兩組的溫度計，并用輕質(zhì)黏土固定，將實驗裝置放入保溫桶中，并用棉花填充，起到保溫作用。表明代號：甲，有生命活力；乙，無生命活力。靜置15min。設(shè)計實驗報告表。（表1實驗報告表）測試項目預測實際語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地讓學生背誦一些優(yōu)秀篇目、精彩段落,對提高學生的水平會大有裨益?，F(xiàn)在,不少語文教師在分析課文時,把文章解體的支離破碎,總在文章的技巧方面下功夫。結(jié)果教師費勁,學生頭疼。分析完之后,學生收效甚微,沒過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)鍵就是對文章讀的不熟。常言道“書讀百遍,其義自見”,如果有目的、有計劃地引導學生反復閱讀課文,或細讀、默讀、跳讀,或聽讀、范讀、輪讀、分角色朗讀,學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語感,增強語言的感受力。久而久之,這種思想內(nèi)容、寫作技巧和語感就會自然滲透到學生的語言意識之中,就會在寫作中自覺不自覺地加以運用、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、私塾到晚清的學堂，“教書先生”那一行當怎么說也算是讓國人景仰甚或敬畏的一種社會職業(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那般的含義?！睹献印分械摹跋壬螢槌龃搜砸玻俊?；《論語》中的“有酒食，先生饌”；《國策》中的“先生坐，何至于此？”等等，均指“先生”為父兄或有學問、有德行的長輩。其實《國策》中本身就有“先生長者，有德之稱”的說法?？梢姟跋壬敝夥钦嬲摹敖處煛敝猓故桥c當今“先生”的稱呼更接近?？磥?，“先生”之本源含義在于禮貌和尊稱，并非具學問者的專稱。稱“老師”為“先生”的記載，首見于《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、資深之傳授知識者”，與教師、老師之意基本一致。二氧化碳唐宋或更早之前，針對“經(jīng)學”“律學”“算學”和“書學”各科目，其相應傳授者稱為“博士”，這與當今“博士”含義已經(jīng)相去甚遠。而對那些特別講授“武事”或講解“經(jīng)籍”者，又稱“講師”?！敖淌凇焙汀爸獭本瓰閷W官稱謂。前者始于宋，乃“宗學”“律學”“醫(yī)學”“武學”等科目的講授者；而后者則于西晉武帝時代即已設(shè)立了，主要協(xié)助國子、博士培養(yǎng)生徒?！爸獭痹诠糯粌H要作入流的學問，其教書育人的職責也十分明晰。唐代國子學、太學等所設(shè)之“助教”一席，也是當朝打眼的學官。至明清兩代，只設(shè)國子監(jiān)（國子學）一科的“助教”，其身價不謂顯赫，也稱得上朝廷要員。至此，無論是“博士”“講師”，還是“教授”“助教”，其今日教師應具有的基本概念都具有了。其他（）查看溫度計數(shù)據(jù)，并記錄。用點燃的蠟燭檢驗甲、乙兩塑料瓶中的氧氣，并記錄。分別用兩個注射器，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，充分震蕩后觀察實驗現(xiàn)象，并記錄。學生在實驗結(jié)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(zhì)，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，對檢測儀進行讀數(shù)，并記錄。分析實驗數(shù)據(jù)。生物技術(shù)介紹通過酵母菌的呼吸實驗，學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用，播放釀酒視頻。使學生認同生物來源于生活。（七）虛擬現(xiàn)實實驗現(xiàn)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(shù)更直觀的觀察酵母菌的生活，