李國炎

呼吸作用是生物體的一項(xiàng)十分重要得生理活動，尤其是對綠色植物本身，它為生物圈中的其他生物提供賴以生存的能量以及維持生物的營養(yǎng)平衡，都具有極為重要的意義。北師大版的七年級生物學(xué)“種子萌發(fā)時釋放二氧化碳”的演示實(shí)驗(yàn)，詳見義務(wù)教育教科書《生物學(xué)》七年級上冊第82頁，從課本上的裝置來看，操作中存在一些局限性。筆者在教學(xué)中經(jīng)過不斷研究改進(jìn)，對該實(shí)驗(yàn)的裝置進(jìn)行了優(yōu)化與改進(jìn)，利用身邊的物品來替代，摸索出了這種簡便可行、容易操作、可反復(fù)利用、成功率非常高的實(shí)驗(yàn)方法，從而提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的熱情。

實(shí)驗(yàn)原理

利用石灰水與二氧化碳發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)性質(zhì)，通過觀察澄清石灰水變渾濁的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來驗(yàn)證二氧化碳，從而證明生物體有呼吸作用。

教材示范實(shí)驗(yàn)裝置存在的問題

如圖所示，示范實(shí)驗(yàn)裝置存在以下幾個問題：實(shí)驗(yàn)裝置所用器材較多，硬性接觸點(diǎn)多，組裝復(fù)雜困難;該裝置的氣密性一般，使用加水排氣法會造成氣流排出不穩(wěn)定;方案采用加水排氣有欠嚴(yán)謹(jǐn)性。由于二氧化碳可溶于水，能與水反應(yīng)生成碳酸，造成二氧化碳?xì)怏w損失，從而影響實(shí)驗(yàn)效果;該裝置產(chǎn)生的氣體僅能一次性利用，不能連續(xù)做多次實(shí)驗(yàn);在演示實(shí)驗(yàn)過程中，教師要邊扶著小試管邊勻速加水，操作難度頗大。

針對以上實(shí)驗(yàn)中的一些不足之處，本著實(shí)驗(yàn)要操作的科學(xué)性、簡約性、安全高效的指導(dǎo)原則，筆者結(jié)合教學(xué)中的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，利用身邊的一些廢舊物品來制作簡便實(shí)用的教具，以適應(yīng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)本土的實(shí)驗(yàn)教學(xué)。

優(yōu)化與改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)裝置

裝置所用材料 食品保鮮袋、礦泉水瓶、帶膠塞和夾子的導(dǎo)管、小試管、鐵夾、小青霉素瓶。

裝置的制作 把礦泉水瓶從離瓶口約1/3處切成兩段，只留用上半部待用;用保鮮袋代替瓶子下半部，用礦泉水瓶的上半部作為瓶口，取一個保鮮袋，將塑料袋口對準(zhǔn)礦泉水瓶由下往上，由內(nèi)往外套，用帶膠塞和夾子的導(dǎo)管塞住瓶口，再用夾子夾住軟管，以保證保鮮袋內(nèi)外氣體不能交換（放種子之前要先進(jìn)行整套裝置的氣密性檢測，并且加入足量的空氣）。

舍棄帶漏斗和廣口瓶，利用帶膠塞和夾子的導(dǎo)管，減少器材間的硬連接點(diǎn)，就減少了漏氣的因素。再把末端的導(dǎo)氣管改用口徑尖細(xì)的膠頭滴管并連接，這樣能使二氧化碳?xì)饬髋c石灰水充分反應(yīng)。如果是學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，可將原來裝石灰水的小試管改為小青霉素瓶，既可以與膠頭滴管相匹配又能節(jié)約石灰水，同時避免了學(xué)生因打碎試管而出現(xiàn)意外，或造成安全事故。更重要的是現(xiàn)象明顯，節(jié)約環(huán)保，較好地把核心素養(yǎng)里的生命觀念和環(huán)保理念的知識點(diǎn)落實(shí)到生物的課堂教學(xué)過程中。

演示實(shí)驗(yàn)過程與方法 分別準(zhǔn)備兩個保鮮袋和半截帶口的礦泉水瓶子，分別貼上“甲”“乙”標(biāo)簽，甲袋中裝入萌發(fā)的種子若干，乙中裝入等量煮熟的種子，都留有足量的空氣，然后塞上帶導(dǎo)管和夾子的膠塞并密封。因?yàn)樾枰却?至5小時后才能進(jìn)行下一步驟，所以這一步是課前準(zhǔn)備好的;取兩支小試管，也分別貼上“甲”“乙”標(biāo)簽并與塑料袋對應(yīng);向兩支小試管中倒入適量的澄清石灰水;用手輕按飽滿的保鮮袋，分別將氣體緩緩地注入到小試管里，就可以觀察石灰水的變化，用完應(yīng)及時夾上夾子;實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：甲排出的氣體能使澄清石灰水變渾濁，乙無明顯變化;實(shí)驗(yàn)結(jié)論：甲中活種子萌發(fā)呼吸時釋放二氧化碳，乙中死亡種子不能呼吸，無二氧化碳產(chǎn)生。

改進(jìn)實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)新

創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的器材大部分來源于身邊廢舊物品，便宜易得，能更好地引導(dǎo)學(xué)生善于利用生活中身邊的常見物品進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)創(chuàng)新意識和環(huán)保理念;本裝置構(gòu)成簡單，操作簡便，輕輕的擠壓保鮮袋就可將氣體順利排出;與原裝置相比，全封閉型，硬接觸點(diǎn)少，氣密性更好，改成了按壓排氣法后，實(shí)驗(yàn)方案更緊湊、嚴(yán)謹(jǐn)，排除了干擾因素，增強(qiáng)了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象;該裝置存氣量大，可以連續(xù)實(shí)驗(yàn)演示八九次，且二氧化碳排完后，只要打開膠塞，注入新鮮的空氣并密封，約半小時后又可重復(fù)實(shí)驗(yàn)，可在在多個班演示，縮短了時間，高效環(huán)保;5大容量的儲氣塑料袋保證了教師演示實(shí)驗(yàn)，同時也能滿足學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)，讓師生都參與到整個實(shí)驗(yàn)中來，從而激發(fā)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)興趣，又訓(xùn)練了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作技能。

綜上所述，現(xiàn)階段的實(shí)驗(yàn)教學(xué)還存在一些問題和不足，但只要教師轉(zhuǎn)變教學(xué)理念，創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)方法，就能達(dá)到事半功倍的效果，才能有效提升教學(xué)質(zhì)量，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神與科學(xué)素養(yǎng)。

（作者單位：廣東省云浮市新興縣稔村中學(xué)）