——植物呼吸作用的教学设计及概述
[关键词] 探究能力 素质教育 新课程标准
一、教材及学生分析
呼吸作用是生命活动的基本规律，也是生物教学的核心内容。植物的呼吸作用是进行探究教学的极好材料。这是因为植物不象一些动物和人，有明显的呼吸器官，植物的呼吸作用肉眼是观察不到的。只有通过实验证实。另外，植物白天放出氧气，这和呼吸作用放出二氧化碳是相矛盾的。这些内容和材料能很好地训练和培养学生分析和解决实际问题的能力。因此这节知识方面要求通过三个实验的设计和观察掌握呼吸作用的概念，理解植物呼吸作用过程中有机物的分解和能量的释放。在能力方面培养学生的观察能力、分析能力和实验的科学方法。在思想情感方面通过对植物的呼吸作用实验的设计和演示，培养学生实事求是的科学态度，乐于探究的进取进精神。
学生对植物的呼吸作用几乎一无所知， 对动物的呼吸作用却有一些感性认识，学生对本课题的学习有一定的兴趣。但在学习此知识时，学生还没有学习有关的化学、物理知识，因此学生学习起来比较吃力，所以课堂的设计非常重要。
二、教学设计及片段
1、创设情景，激发兴趣
“良好的引入，是成功的一半”。成功的新课导入能有效引导学生思维状态集中和发展，调动学生强烈的求知欲，激发学生浓厚的学习兴趣，形成学生继续学习的动力，同时也有利于落实“新课程目标”、培养科学态度和科学精神。基于以上认识我从本课题的实际出发，利用悬念导入法首先向学生们提出了几个动物呼吸作用的问题：“动物吸入什么气体、排出什么气体？”、“为什么动物和人每天要进食？”、“呼出的二氧化碳来源于什么物质？”。然后话峰一转，提问学生“植物是否存在着和动物一样的呼吸作用？”
学生们对这个问题都很感兴趣，他们的看法基本上可以分成三种：
·认为植物进行呼吸作用，但把植物光合作用和呼吸作用混为一谈。
·认为植物不进行呼吸作用，理由是如果植物和动物一样呼吸的话，就没有氧气了。
·认为植物白天进行光合作用，晚上进行呼吸作用。理由是动物的呼吸作用为动物的生命活动提供了能量，植物的生命活动也需要能量，应该也进行呼吸作用，但光合作用证明植物白天是放出氧气的。所以植物可能晚上进行呼吸作用。
我让每个人认真倾听别人的意见，并且我也参与讨论，以便及时更正学生的错误看法。
对第一种观点，我让学生考虑植物在进行光合作用时吸收什么物质，排出什么物质；在进行呼吸作用吸收什么物质，排出什么物质。在此澄清呼吸作用的概念，不能认为只要吸进一种气体，排出另一种气体就是呼吸作用了。
对第二种观点，我让学生联系动物呼吸作用的意义，考虑植物的生命活动能量来源，明确呼吸作用的意义就是为生命活动提供能量。最后统一认识，只要生命活动在进行，植物应该也进行呼吸作用。让学生认识到这一点很重要。这是继续进行探究的基础。
对第三种观点，我向学生表示也有道理，但这种观点要用实验验证并加以分析。
通过以上的引入，学生在愉快的氛围中，对植物的呼吸作用有了极大的兴趣，为讲清呼吸作用打下了基础。
2、
设计实验，培养能力
探究学习是学生从各种学科领域或现实生活的问题或任务出发，通过形式多样的探究性活动，以获得知识和技能、培养探究能力和应用能力、获得情感体验为目的学习方式。探究教学过程，在行为上表现为“活动”，在心理上表现为“体念”。在学习过程中，学习者必须得到一个明确的任务，在某一情景中有充分的时间、空间自己发现问题，并在教师的支持下对提出的问题或任务进行探究，获得自己的探究结果。
实验是一种用于确定条件与现象之间因果关系的研究方法。在利用这种方法开展研究时，研究者需要对一些无关因素加以控制，通过系统地变化某些条件来引发不同的实验现象，从而确定条件与现象之间的因果关系。
在统一了 “植物肯定也进行呼吸作用” 观点的基础上，让学生考虑这个观点和植物白天放出氧气的现象是矛盾的，学生已经学习过光合作用，知道植物白天放出氧气。要求学生对植物的呼吸作用做出合理的假设，并设计出实验方案。
在教学过程中，学生提出的有价值的假设一般有两种，第一种，植物的呼吸作用是在晚上进行的。（即植物的呼吸作用是停顿的）；第二种，植物的呼吸作用白天晚上一直进行。（即植物的呼吸作用是不停顿的）
我要求学生使用各种植物材料设计实验方案，以证实植物存在着呼吸作用，即吸进氧气，排出二氧化碳的现象，并证实这种现象存在的时间。
由于前面学生已经学习了光合作用的验证方法，大部分小组的方案设计受光合作用探究的启发，使用化学方法鉴定二氧化碳的产生和氧气的减少（如下图）。
石灰水
有一小组受市场上所卖的生态瓶的启发，使用动物来鉴定二氧化碳和氧气的存在及含量变化，他们把小鼠和绿色植物放入一个透明密封的玻璃鱼缸中，放在可见光的地方，如果小鼠死了，说明植物不断放出二氧化碳；如果小鼠一直存活，则说明植物不断放出氧气（如下图）。
我对他们这一方案极为赞赏，称赞他们的思路与众不同，有创意。
各个小组完成实验设计后，为了节约时间，我把实验的实施安排在课下进行。并根据学生的要求向学生提供各种实验材料。如豆芽，各种水生和陆生绿色植物，石灰水，器皿等。并要求学生做好实验结果和结论的记录。
实验结果如下：
·有光和无光的条件下密闭于瓶子中的豆芽都放出了大量的二氧化碳。但氧气减少。
·有光的条件下，密闭于瓶子中的植物放出了大量的氧气，而瓶子中二氧化碳减少。
·无光的条件下，密闭于瓶子中的植物放出了大量的二氧化碳，而氧气减少。有光的条件下，密闭于玻璃鱼缸中的小鼠正常存活，说明绿色植物持续放出氧气。
·有光的条件下，密闭于玻璃鱼缸中的小鼠正常生活。无光的条件下，密闭于玻璃鱼缸中的小鼠窒息，说明绿色植物持续放出二氧化碳。
3、充分讨论，完善自己
各小组的实验完成后，开始课堂讨论。因为学生常常只关心自己的结论，而不听别人的。我要求学生在充分表达自己实验过程和结果的同时，要特别关心别人的实验和结论。
各组分析的结论有下面几种：
· 绿色植物可能白天进行光合作用，储存能量，晚上进行呼吸作用，释放能量。
· 呼吸作用或许是可以停顿的。当植物细胞内的能量用光后，呼吸作用又重新开始进行，这是有可能的。
· 呼吸作用在有光和无光的条件下都进行，呼吸作用是不停顿的。
· 呼吸作用的意义是为生命活动提供能量，生命活动是多种多样的，例如物质的吸收和运输等这是不能停顿的。如果停顿下来植物就死了，所以呼吸作用应该是不能停顿的。
·绿色植物白天生命活动使用的能量来自于晚上进行呼吸作用的储备，
当各个小组的实验证据和结论公布后，我首先对各小组的结论做个总结，把大家的思维引向正确的方向，这有利于后面的讨论和交流。从总体上看，植物在有光的条件下表现为放出氧气，吸收二氧化碳。植物在有光的条件下究竟存在不存在呼吸作用呢？我要求学生在明确别人观点的基础上,努力说服别人接受自己的观点，最终学生都同意以下观点：在有光、无光的条件下植物均能进行呼吸作用。
在最后的总结中通过引导学生讨论呼吸作用放出的二氧化碳的来源，最终落实知识目标呼吸作用的实质和意义，让学生认识到，呼吸作用是光合作用的反过程。
三、教学成效及思考
课后的测验表明，大多数的同学对植物的呼吸作用掌握的都比较好，可大约有
5%—— 10%的学生对呼吸作用的实质和意义仍有疑惑。但总的看来，知识目标的完成好于技能目标，知识与技能目标完成好于应用目标，本课的一般性发展目标完成较好，也就是说学生的探究能力得到了较大的提高。
另外学生在本课的表达与交流阶段表现出来的独立思考精神也使我感到震撼。如果这种精神能够得到长期培养，谁能说这其中不会出现伟大的科学家。象植物的呼吸作用这种教学内容，实验探究方案具有开放性，非常有利于培养这种独立思考精神。
通过本节课的教学，我得到了一些启示：
参考资料：
[1]《生物教学大纲》人民教育出版社 2002年4月
[2]
袁振国主编：《教育新理念》 ，教育科学出版社 ，2002年3月。
[3]
钟启泉 崔允郭 张华主编：《为了中华民族的复兴 为了每位学生的发展》—基础教育课程改革纲要（试行）解读，华东师范大学出版社，2001年8月。
[4] 杨能生、刘名俊：《实践课程标准，实施探究教学》北京师范大学附校学报 2003年第1期 第21页
后记：该论文获成都市生物专业委员会、成都市教科所2003年论文评比二等奖