——植物呼吸作用的教學(xué)設計及概述
[關鍵詞] 探究能(néng)力 素質教育 新課程标準
一、教材及學(xué)生分析
呼吸作用是生命活動的基本規律，也是生物教學(xué)的核心内容。植物的呼吸作用是進(jìn)行探究教學(xué)的極好(hǎo)材料。這(zhè)是因爲植物不象一些動物和人，有明顯的呼吸器官，植物的呼吸作用肉眼是觀察不到的。隻有通過(guò)實驗證實。另外，植物白天放出氧氣，這(zhè)和呼吸作用放出二氧化碳是相矛盾的。這(zhè)些内容和材料能(néng)很好(hǎo)地訓練和培養學(xué)生分析和解決實際問題的能(néng)力。因此這(zhè)節知識方面(miàn)要求通過(guò)三個實驗的設計和觀察掌握呼吸作用的概念，理解植物呼吸作用過(guò)程中有機物的分解和能(néng)量的釋放。在能(néng)力方面(miàn)培養學(xué)生的觀察能(néng)力、分析能(néng)力和實驗的科學(xué)方法。在思想情感方面(miàn)通過(guò)對(duì)植物的呼吸作用實驗的設計和演示，培養學(xué)生實事(shì)求是的科學(xué)态度，樂于探究的進(jìn)取進(jìn)精神。
學(xué)生對(duì)植物的呼吸作用幾乎一無所知， 對(duì)動物的呼吸作用卻有一些感性認識，學(xué)生對(duì)本課題的學(xué)習有一定的興趣。但在學(xué)習此知識時，學(xué)生還(hái)沒(méi)有學(xué)習有關的化學(xué)、物理知識，因此學(xué)生學(xué)習起(qǐ)來比較吃力，所以課堂的設計非常重要。
二、教學(xué)設計及片段
1、創設情景，激發(fā)興趣
“良好(hǎo)的引入，是成(chéng)功的一半”。成(chéng)功的新課導入能(néng)有效引導學(xué)生思維狀态集中和發(fā)展，調動學(xué)生強烈的求知欲，激發(fā)學(xué)生濃厚的學(xué)習興趣，形成(chéng)學(xué)生繼續學(xué)習的動力，同時也有利于落實“新課程目标”、培養科學(xué)态度和科學(xué)精神。基于以上認識我從本課題的實際出發(fā)，利用懸念導入法首先向(xiàng)學(xué)生們提出了幾個動物呼吸作用的問題：“動物吸入什麼(me)氣體、排出什麼(me)氣體？”、“爲什麼(me)動物和人每天要進(jìn)食？”、“呼出的二氧化碳來源于什麼(me)物質？”。然後(hòu)話峰一轉，提問學(xué)生“植物是否存在着和動物一樣的呼吸作用？”
學(xué)生們對(duì)這(zhè)個問題都(dōu)很感興趣，他們的看法基本上可以分成(chéng)三種(zhǒng)：
·認爲植物進(jìn)行呼吸作用，但把植物光合作用和呼吸作用混爲一談。
·認爲植物不進(jìn)行呼吸作用，理由是如果植物和動物一樣呼吸的話，就沒(méi)有氧氣了。
·認爲植物白天進(jìn)行光合作用，晚上進(jìn)行呼吸作用。理由是動物的呼吸作用爲動物的生命活動提供了能(néng)量，植物的生命活動也需要能(néng)量，應該也進(jìn)行呼吸作用，但光合作用證明植物白天是放出氧氣的。所以植物可能(néng)晚上進(jìn)行呼吸作用。
我讓每個人認真傾聽别人的意見，并且我也參與讨論，以便及時更正學(xué)生的錯誤看法。
對(duì)第一種(zhǒng)觀點，我讓學(xué)生考慮植物在進(jìn)行光合作用時吸收什麼(me)物質，排出什麼(me)物質；在進(jìn)行呼吸作用吸收什麼(me)物質，排出什麼(me)物質。在此澄清呼吸作用的概念，不能(néng)認爲隻要吸進(jìn)一種(zhǒng)氣體，排出另一種(zhǒng)氣體就是呼吸作用了。
對(duì)第二種(zhǒng)觀點，我讓學(xué)生聯系動物呼吸作用的意義，考慮植物的生命活動能(néng)量來源，明确呼吸作用的意義就是爲生命活動提供能(néng)量。最後(hòu)統一認識，隻要生命活動在進(jìn)行，植物應該也進(jìn)行呼吸作用。讓學(xué)生認識到這(zhè)一點很重要。這(zhè)是繼續進(jìn)行探究的基礎。
對(duì)第三種(zhǒng)觀點，我向(xiàng)學(xué)生表示也有道(dào)理，但這(zhè)種(zhǒng)觀點要用實驗驗證并加以分析。
通過(guò)以上的引入，學(xué)生在愉快的氛圍中，對(duì)植物的呼吸作用有了極大的興趣，爲講清呼吸作用打下了基礎。
2、
設計實驗，培養能(néng)力
探究學(xué)習是學(xué)生從各種(zhǒng)學(xué)科領域或現實生活的問題或任務出發(fā)，通過(guò)形式多樣的探究性活動，以獲得知識和技能(néng)、培養探究能(néng)力和應用能(néng)力、獲得情感體驗爲目的學(xué)習方式。探究教學(xué)過(guò)程，在行爲上表現爲“活動”，在心理上表現爲“體念”。在學(xué)習過(guò)程中，學(xué)習者必須得到一個明确的任務，在某一情景中有充分的時間、空間自己發(fā)現問題，并在教師的支持下對(duì)提出的問題或任務進(jìn)行探究，獲得自己的探究結果。
實驗是一種(zhǒng)用于确定條件與現象之間因果關系的研究方法。在利用這(zhè)種(zhǒng)方法開(kāi)展研究時，研究者需要對(duì)一些無關因素加以控制，通過(guò)系統地變化某些條件來引發(fā)不同的實驗現象，從而确定條件與現象之間的因果關系。
在統一了 “植物肯定也進(jìn)行呼吸作用” 觀點的基礎上，讓學(xué)生考慮這(zhè)個觀點和植物白天放出氧氣的現象是矛盾的，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習過(guò)光合作用，知道(dào)植物白天放出氧氣。要求學(xué)生對(duì)植物的呼吸作用做出合理的假設，并設計出實驗方案。
在教學(xué)過(guò)程中，學(xué)生提出的有價值的假設一般有兩(liǎng)種(zhǒng)，第一種(zhǒng)，植物的呼吸作用是在晚上進(jìn)行的。（即植物的呼吸作用是停頓的）；第二種(zhǒng)，植物的呼吸作用白天晚上一直進(jìn)行。（即植物的呼吸作用是不停頓的）
我要求學(xué)生使用各種(zhǒng)植物材料設計實驗方案，以證實植物存在着呼吸作用，即吸進(jìn)氧氣，排出二氧化碳的現象，并證實這(zhè)種(zhǒng)現象存在的時間。
由于前面(miàn)學(xué)生已經(jīng)學(xué)習了光合作用的驗證方法，大部分小組的方案設計受光合作用探究的啓發(fā)，使用化學(xué)方法鑒定二氧化碳的産生和氧氣的減少（如下圖）。
石灰水
有一小組受市場上所賣的生态瓶的啓發(fā)，使用動物來鑒定二氧化碳和氧氣的存在及含量變化，他們把小鼠和綠色植物放入一個透明密封的玻璃魚缸中，放在可見光的地方，如果小鼠死了，說明植物不斷放出二氧化碳；如果小鼠一直存活，則說明植物不斷放出氧氣（如下圖）。
我對(duì)他們這(zhè)一方案極爲贊賞，稱贊他們的思路與衆不同，有創意。
各個小組完成(chéng)實驗設計後(hòu)，爲了節約時間，我把實驗的實施安排在課下進(jìn)行。并根據學(xué)生的要求向(xiàng)學(xué)生提供各種(zhǒng)實驗材料。如豆芽，各種(zhǒng)水生和陸生綠色植物，石灰水，器皿等。并要求學(xué)生做好(hǎo)實驗結果和結論的記錄。
實驗結果如下：
·有光和無光的條件下密閉于瓶子中的豆芽都(dōu)放出了大量的二氧化碳。但氧氣減少。
·有光的條件下，密閉于瓶子中的植物放出了大量的氧氣，而瓶子中二氧化碳減少。
·無光的條件下，密閉于瓶子中的植物放出了大量的二氧化碳，而氧氣減少。有光的條件下，密閉于玻璃魚缸中的小鼠正常存活，說明綠色植物持續放出氧氣。
·有光的條件下，密閉于玻璃魚缸中的小鼠正常生活。無光的條件下，密閉于玻璃魚缸中的小鼠窒息，說明綠色植物持續放出二氧化碳。
3、充分讨論，完善自己
各小組的實驗完成(chéng)後(hòu)，開(kāi)始課堂讨論。因爲學(xué)生常常隻關心自己的結論，而不聽别人的。我要求學(xué)生在充分表達自己實驗過(guò)程和結果的同時，要特别關心别人的實驗和結論。
各組分析的結論有下面(miàn)幾種(zhǒng)：
· 綠色植物可能(néng)白天進(jìn)行光合作用，儲存能(néng)量，晚上進(jìn)行呼吸作用，釋放能(néng)量。
· 呼吸作用或許是可以停頓的。當植物細胞内的能(néng)量用光後(hòu)，呼吸作用又重新開(kāi)始進(jìn)行，這(zhè)是有可能(néng)的。
· 呼吸作用在有光和無光的條件下都(dōu)進(jìn)行，呼吸作用是不停頓的。
· 呼吸作用的意義是爲生命活動提供能(néng)量，生命活動是多種(zhǒng)多樣的，例如物質的吸收和運輸等這(zhè)是不能(néng)停頓的。如果停頓下來植物就死了，所以呼吸作用應該是不能(néng)停頓的。
·綠色植物白天生命活動使用的能(néng)量來自于晚上進(jìn)行呼吸作用的儲備，
當各個小組的實驗證據和結論公布後(hòu)，我首先對(duì)各小組的結論做個總結，把大家的思維引向(xiàng)正确的方向(xiàng)，這(zhè)有利于後(hòu)面(miàn)的讨論和交流。從總體上看，植物在有光的條件下表現爲放出氧氣，吸收二氧化碳。植物在有光的條件下究竟存在不存在呼吸作用呢？我要求學(xué)生在明确别人觀點的基礎上,努力說服别人接受自己的觀點，最終學(xué)生都(dōu)同意以下觀點：在有光、無光的條件下植物均能(néng)進(jìn)行呼吸作用。
在最後(hòu)的總結中通過(guò)引導學(xué)生讨論呼吸作用放出的二氧化碳的來源，最終落實知識目标呼吸作用的實質和意義，讓學(xué)生認識到，呼吸作用是光合作用的反過(guò)程。
三、教學(xué)成(chéng)效及思考
課後(hòu)的測驗表明，大多數的同學(xué)對(duì)植物的呼吸作用掌握的都(dōu)比較好(hǎo)，可大約有
5%—— 10%的學(xué)生對(duì)呼吸作用的實質和意義仍有疑惑。但總的看來，知識目标的完成(chéng)好(hǎo)于技能(néng)目标，知識與技能(néng)目标完成(chéng)好(hǎo)于應用目标，本課的一般性發(fā)展目标完成(chéng)較好(hǎo)，也就是說學(xué)生的探究能(néng)力得到了較大的提高。
另外學(xué)生在本課的表達與交流階段表現出來的獨立思考精神也使我感到震撼。如果這(zhè)種(zhǒng)精神能(néng)夠得到長(cháng)期培養，誰能(néng)說這(zhè)其中不會出現偉大的科學(xué)家。象植物的呼吸作用這(zhè)種(zhǒng)教學(xué)内容，實驗探究方案具有開(kāi)放性，非常有利于培養這(zhè)種(zhǒng)獨立思考精神。
通過(guò)本節課的教學(xué)，我得到了一些啓示：
參考資料：
[1]《生物教學(xué)大綱》人民教育出版社 2002年4月
[2]
袁振國(guó)主編：《教育新理念》 ，教育科學(xué)出版社 ，2002年3月。
[3]
鍾啓泉 崔允郭 張華主編：《爲了中華民族的複興 爲了每位學(xué)生的發(fā)展》—基礎教育課程改革綱要（試行）解讀，華東師範大學(xué)出版社，2001年8月。
[4] 楊能(néng)生、劉名俊：《實踐課程标準，實施探究教學(xué)》北京師範大學(xué)附校學(xué)報 2003年第1期 第21頁
後(hòu)記：該論文獲成(chéng)都(dōu)市生物專業委員會、成(chéng)都(dōu)市教科所2003年論文評比二等獎