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【摘要】教材中“绿色植物对有机物的利用”一节中的三个演示实验，由于原实验装置操作繁琐等带来了诸多不便。所以，笔者结合教学实际，对其进行整合改进，使学生能更直观的感觉到种子萌发过程中某些物质所发生的变化，有利于帮助学生更好的理解呼吸作用原理，同时实施起来更加多元化。对激发学生的学习兴趣，启迪并拓展学生的思维空间，都将起着更为积极的作用。
【关键词】初中生物 演示实验 改进与创新
【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）08-0202-02
人教版初中生物教材七年级上册第三单元第四章第二节，是在介绍了光合作用制造有机物之后，为了让学生更好的理解“绿色植物对有机物的利用”，教材通过萌发的种子：①能释放能量，②能产生CO2，③能消耗O2三个演示实验贯穿整节教材，以阐明绿色植物对有机物的利用是通过呼吸作用来实现的。若按教材的编排来完成上述实验，对于要在多个班级上连堂的教师，将带来诸多不便。为此，本人结合教学实际，对这三套装置进行整合改进，并通过实践尝试和整理，取得了较好的效果，从而减轻了教师课前准备的工作量，在此与各位同仁一同分享。
一、原实验装置及不足之处
1. 教材中原实验装置如下图：
图中的装置一验证的是萌发的种子释放能量，装置二验证的是萌发的种子产生CO2，装置三验证的是萌发的种子消耗O2。
2. 原实验装置的不足之处：
（1）该小节教学内容按课标要求为1课时，要准备三套装置，需要种子较多，造成浪费；器材较多，组装复杂，操作繁琐，耗时较多。
（2）不能连续在多个班级重复演示该实验，其理由是：①通常情况下，1体积的水可溶解大约1体积的CO2，装置二中用灌水法排气，向瓶内灌入清水，有可能导致CO2的量不足，而影响实验效果。②装置二中一个班级实验完后，要将瓶中的水倒出让萌发的种子继续产生足量的CO2需要1—2小时，而绝大多数生物教师所带的班级较多，常常要在多个班级上连堂，从而带来不便。
（3）装置二没有设置对照实验，不足以说明CO2是萌发的种子所产生的。
二、实验装置的改进与实验步骤：
1.实验原理：
（1）种子萌发释放的能量部分以热能的形式散发出来，使周围环境温度上升。
（2）种子呼吸作用产生的CO2，能使澄清石灰水变浑浊的特性。
（3）种子呼吸作用消耗O2，O2能支持燃烧，所以缺氧环境中燃烧的蜡烛会熄灭。
（4）标准状态下，CO2的密度比空气大。
2.改进后的实验装置如下图：
实验装置及操作说明：
（1）装置四是煮熟种子的实验过程装置，装置五是萌发种子的实验过程装置。
（2）瓶塞中有两个孔，一个孔插入一根带活塞开关的导管，另一个孔便于插温度计或注射器抽气，且瓶内的导管口及温度计距离瓶底最好控制在1cm左右。
（3）瓶塞中插入注射器的小孔直径与温度计的直径相当。未插入温度计和针头时，用棉球堵住该小孔，以防CO2溢出。
（4）用100ml的注射器和大号针头，抽取的气体缓慢注入到烧杯内，针头尽可能接近烧杯底部。而且烧杯内燃烧的蜡烛尽可能短一些，以免浪费CO2或CO2不足而影响实验效果。
3.实验步骤：
（1）准备实验器材：两个有瓶塞带导管及活塞开关的500ml注射液瓶（或集气瓶）分别贴上甲、乙标签；大烧杯2个、煮熟的、萌发的种子各适量、一个大号（100ml）的注射器、2个小烧杯、2支100℃的温度计、澄清石灰水、蜡烛、火柴、棉花等。
（2）实验过程如装置四、装置五，具体步骤如下：
①在贴有甲标签的瓶中装入煮熟的种子，贴有乙标签的瓶中装入萌发的种子。然后塞住瓶口密封，3小时后进行实验。
②取两个小烧杯，其中一个放入点燃的蜡烛，另一个加入适量的澄清石灰水。
③用注射器先后分别从甲（煮熟的种子）、乙（萌发的种子）瓶内各两次抽取100ml气体，依次将抽取的气体分别缓慢的注入到点燃了蜡烛的烧杯内和澄清的石灰水中，观察蜡烛的燃烧情况，及烧杯内澄清石灰水的变化情况，并做好记录。
④分别将贴有甲、乙标签的温度计，从针头拔出的小孔处同时插入到相对应的种子瓶内，15分钟后同时取出，观察两支温度计的变化情况，并做好记录。
⑤实验完后，塞紧瓶塞，用棉球将瓶塞中插过针头和温度计的小孔塞住，打开导管的活塞开关，将种子瓶颠覆几次，摇匀，然后关闭活塞开关。目的是为了给下一个班级的演示实验储备CO2做准备。
（3）分析实验现象，得出结论：
装置四中煮熟的种子，细胞不具有活性，所以种子不能进行呼吸作用消耗O2（蜡烛还持续燃烧），不能产生CO2（澄清的石灰水无明显变化），也没有释放能量（温度计显示与起始温度相当）。
装置五中萌发的种子进行呼吸作用消耗了O2（燃烧的蜡烛熄灭），同时产生了CO2（该气体使澄清的石灰水变浑浊），而且还释放了能量（温度计显示明显高于起始温度）。
三、实验的改进与创新
1.实验装置的创新：将器材繁多、组装复杂的实验装置整合为单一化，避免了多个装置而造成的操作不便和实验材料的浪费等。
2.实验方法的创新：由于该实验中产生的CO2、消耗的O2都是一种无色无味的气体，看不见也摸不着，所以既从节约、环保的角度考虑，又让学生更直观的感觉到它们的存在与否，为此：
①由原来的灌水排气法改为用注射器抽气法，减少了对CO2量的需求，更加环保；同时也避免了部分CO2溶于水，造成CO2的不足，而影响实验效果。
②由点燃的蜡烛伸入瓶中改为从瓶中抽取气体缓慢的注入烧杯中验证O2的含量，更能激发学生的好奇心和求知欲。
3.教材内容的创新：调整了教材中三个演示实验的顺序，先验证呼吸作用消耗了O2，再验证消耗O2的同时产生了CO2，最后验证这一系列物质变化的过程中，同时还释放了能量，且其中部分能量以热能的形式散失，导致环境温度升高。这样调整后，使课堂教学更富有条理性、高效性。
4.实验方案的创新：三个演示实验经整合后，改变了装置二没有对照组的缺陷，保证了每个实验都具有对照组，使实验方案更富有严谨性、科学性。且实验材料易得，装置简单，教师可连续在多个班级上课演示，而不需要准备多套装置，减轻了教师课前准备的工作量。另外教师进行课堂演示操作也更为方便，更有利于引导学生自备材料进行课外动手实验，实施起来更加多元化，更有利于激发学生的学习兴趣和探究精神，提高学生的动手能力。
总之，教材中的该实验能很好的培养学生的动手能力、观察能力和分析能力。而在原来实验的基础上通过创新改进后，装置更简单，操作更方便，材料不易浪费；污染较少，耗时也少，物品易找，效果又好；更符合《新课程标准》中面向全体学生，引导学生主动参与、乐于探究的教育理念。对培养学生的创新精神，启迪并拓展学生的思维空间，激发学生的求知欲，都将起着更为积极的作用。
【关键词】初中生物 演示实验 改进与创新
【中图分类号】G633.91 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2012）08-0202-02
人教版初中生物教材七年级上册第三单元第四章第二节，是在介绍了光合作用制造有机物之后，为了让学生更好的理解“绿色植物对有机物的利用”，教材通过萌发的种子：①能释放能量，②能产生CO2，③能消耗O2三个演示实验贯穿整节教材，以阐明绿色植物对有机物的利用是通过呼吸作用来实现的。若按教材的编排来完成上述实验，对于要在多个班级上连堂的教师，将带来诸多不便。为此，本人结合教学实际，对这三套装置进行整合改进，并通过实践尝试和整理，取得了较好的效果，从而减轻了教师课前准备的工作量，在此与各位同仁一同分享。
一、原实验装置及不足之处
1. 教材中原实验装置如下图：
图中的装置一验证的是萌发的种子释放能量，装置二验证的是萌发的种子产生CO2，装置三验证的是萌发的种子消耗O2。
2. 原实验装置的不足之处：
（1）该小节教学内容按课标要求为1课时，要准备三套装置，需要种子较多，造成浪费；器材较多，组装复杂，操作繁琐，耗时较多。
（2）不能连续在多个班级重复演示该实验，其理由是：①通常情况下，1体积的水可溶解大约1体积的CO2，装置二中用灌水法排气，向瓶内灌入清水，有可能导致CO2的量不足，而影响实验效果。②装置二中一个班级实验完后，要将瓶中的水倒出让萌发的种子继续产生足量的CO2需要1—2小时，而绝大多数生物教师所带的班级较多，常常要在多个班级上连堂，从而带来不便。
（3）装置二没有设置对照实验，不足以说明CO2是萌发的种子所产生的。
二、实验装置的改进与实验步骤：
1.实验原理：
（1）种子萌发释放的能量部分以热能的形式散发出来，使周围环境温度上升。
（2）种子呼吸作用产生的CO2，能使澄清石灰水变浑浊的特性。
（3）种子呼吸作用消耗O2，O2能支持燃烧，所以缺氧环境中燃烧的蜡烛会熄灭。
（4）标准状态下，CO2的密度比空气大。
2.改进后的实验装置如下图：
实验装置及操作说明：
（1）装置四是煮熟种子的实验过程装置，装置五是萌发种子的实验过程装置。
（2）瓶塞中有两个孔，一个孔插入一根带活塞开关的导管，另一个孔便于插温度计或注射器抽气，且瓶内的导管口及温度计距离瓶底最好控制在1cm左右。
（3）瓶塞中插入注射器的小孔直径与温度计的直径相当。未插入温度计和针头时，用棉球堵住该小孔，以防CO2溢出。
（4）用100ml的注射器和大号针头，抽取的气体缓慢注入到烧杯内，针头尽可能接近烧杯底部。而且烧杯内燃烧的蜡烛尽可能短一些，以免浪费CO2或CO2不足而影响实验效果。
3.实验步骤：
（1）准备实验器材：两个有瓶塞带导管及活塞开关的500ml注射液瓶（或集气瓶）分别贴上甲、乙标签；大烧杯2个、煮熟的、萌发的种子各适量、一个大号（100ml）的注射器、2个小烧杯、2支100℃的温度计、澄清石灰水、蜡烛、火柴、棉花等。
（2）实验过程如装置四、装置五，具体步骤如下：
①在贴有甲标签的瓶中装入煮熟的种子，贴有乙标签的瓶中装入萌发的种子。然后塞住瓶口密封，3小时后进行实验。
②取两个小烧杯，其中一个放入点燃的蜡烛，另一个加入适量的澄清石灰水。
③用注射器先后分别从甲（煮熟的种子）、乙（萌发的种子）瓶内各两次抽取100ml气体，依次将抽取的气体分别缓慢的注入到点燃了蜡烛的烧杯内和澄清的石灰水中，观察蜡烛的燃烧情况，及烧杯内澄清石灰水的变化情况，并做好记录。
④分别将贴有甲、乙标签的温度计，从针头拔出的小孔处同时插入到相对应的种子瓶内，15分钟后同时取出，观察两支温度计的变化情况，并做好记录。
⑤实验完后，塞紧瓶塞，用棉球将瓶塞中插过针头和温度计的小孔塞住，打开导管的活塞开关，将种子瓶颠覆几次，摇匀，然后关闭活塞开关。目的是为了给下一个班级的演示实验储备CO2做准备。
（3）分析实验现象，得出结论：
装置四中煮熟的种子，细胞不具有活性，所以种子不能进行呼吸作用消耗O2（蜡烛还持续燃烧），不能产生CO2（澄清的石灰水无明显变化），也没有释放能量（温度计显示与起始温度相当）。
装置五中萌发的种子进行呼吸作用消耗了O2（燃烧的蜡烛熄灭），同时产生了CO2（该气体使澄清的石灰水变浑浊），而且还释放了能量（温度计显示明显高于起始温度）。
三、实验的改进与创新
1.实验装置的创新：将器材繁多、组装复杂的实验装置整合为单一化，避免了多个装置而造成的操作不便和实验材料的浪费等。
2.实验方法的创新：由于该实验中产生的CO2、消耗的O2都是一种无色无味的气体，看不见也摸不着，所以既从节约、环保的角度考虑，又让学生更直观的感觉到它们的存在与否，为此：
①由原来的灌水排气法改为用注射器抽气法，减少了对CO2量的需求，更加环保；同时也避免了部分CO2溶于水，造成CO2的不足，而影响实验效果。
②由点燃的蜡烛伸入瓶中改为从瓶中抽取气体缓慢的注入烧杯中验证O2的含量，更能激发学生的好奇心和求知欲。
3.教材内容的创新：调整了教材中三个演示实验的顺序，先验证呼吸作用消耗了O2，再验证消耗O2的同时产生了CO2，最后验证这一系列物质变化的过程中，同时还释放了能量，且其中部分能量以热能的形式散失，导致环境温度升高。这样调整后，使课堂教学更富有条理性、高效性。
4.实验方案的创新：三个演示实验经整合后，改变了装置二没有对照组的缺陷，保证了每个实验都具有对照组，使实验方案更富有严谨性、科学性。且实验材料易得，装置简单，教师可连续在多个班级上课演示，而不需要准备多套装置，减轻了教师课前准备的工作量。另外教师进行课堂演示操作也更为方便，更有利于引导学生自备材料进行课外动手实验，实施起来更加多元化，更有利于激发学生的学习兴趣和探究精神，提高学生的动手能力。
总之，教材中的该实验能很好的培养学生的动手能力、观察能力和分析能力。而在原来实验的基础上通过创新改进后，装置更简单，操作更方便，材料不易浪费；污染较少，耗时也少，物品易找，效果又好；更符合《新课程标准》中面向全体学生，引导学生主动参与、乐于探究的教育理念。对培养学生的创新精神，启迪并拓展学生的思维空间，激发学生的求知欲，都将起着更为积极的作用。