“验证呼吸过程中气体的变化”演示实验的方案改进.pdf

?验证呼吸过程中气体的变化?演示实验的方案改进俞碧云?江苏省南菁高级中学实验学校?无锡?摘?要?基于跨学科整合的理念?融合化学和生物学相关知识?进行了?验证呼吸过程中气体的变化?演示实验的改进?改进后实验能达到简化实验器材?优化实验方案?促进学科融合?引导科学探究和促进学生核心素养全面发展的作用?关键词?呼吸作用?气体变化?学科融合?实验改进?验证呼吸过程中气体的变化?的演示实验是苏科版初中生物学教材七年级?上?第?章第?节?能量的释放和利用?中的内容?通过植物体呼吸过程中气体成分的变化实验?帮助学生进一步发现能量的释放需要消耗氧气?并且会释放二氧化碳?引导学生深刻理解呼吸作用的实质?笔者根据教材提供的实验方案进行教学时?发现了几项不足?两个实验用了两套不同的装置?且均需遮光处理?以排除光合作用的干扰?实验时间会较长?在验证呼吸作用释放二氧化碳的实验中?需要将皮管通入石灰水中?比较难以控制?学生个人较难完成?且在短时间内不能重复演示该实验?在验证呼吸作用消耗氧气的实验中?学生可以观察到乙瓶中蜡烛火焰变小甚至熄灭?但究竟是呼吸作用产生的二氧化碳使蜡烛熄灭了?还是呼吸作用消耗了氧气?因氧气不足蜡烛才熄灭?在该实验中无法解释清楚?因此?笔者主要从实验材料选取?实验装置优化以及实验方法改进这三个方面入手?选用生活中易获取的材料来设计实验方案?优化实验装置?并将两个实验进行整合?以更好地实现教学目标?实验改进过程?验证植物体的呼吸作用释放二氧化碳?我们通常所说的呼吸是指人体或动物体吸入氧气?呼出二氧化碳的过程?教师提出问题?植物体的呼吸也会发生相同的气体变化吗?教师出示并介绍?装置由?个?的透明玻璃瓶组成?编号分别为?号和?号?前分别在其内装入等量萌发的黄豆种子和煮熟的黄豆种子?本实验的实验原理是?二氧化碳能使澄清的石灰水变浑浊?接着?教师演示该实验?在两个注射器内提前装入等量的澄清石灰水?然后?分别抽取两个透明玻璃瓶中的等体积气体?引导学生观察实验现象?号瓶中的气体能使澄清石灰水变浑浊?号瓶中的气体不能使澄清石灰水变浑浊?学生可上台重复该实验过程?亲身体会植物体呼吸作用气体的变化?学生讨论?师生共同得出实验结论?植物体的呼吸作用释放二氧化碳?设计意图?本实验的选材和教材有所不同?选取的是黄豆种子?很好地避免了光合作用对实验结果产生的干扰?也从侧面证实了植物体所有生活着的细胞都能进行呼吸作用?在注射器中提前装入等量的澄清石灰水?再用抽气法抽取瓶中的气体?可让学生非常直观地看到石灰水是否变浑浊的实验现象?根据原理得出?萌发的种子能够释放二氧化碳?而煮熟的种子不能释放二氧化碳?从而得出实验结论?植物体的呼吸作用释放二氧化碳?该实验融合了化学和生物学知识?帮助学生进行跨学科知识整合?提高了学生的核心素养?验证植物体的呼吸作用消耗氧气?在第一个实验的基础上?教师引导学生进一步探究植物体呼吸作用是否消耗氧气?在教师的引导下?学生说出利用氧气可以助燃的性质来检验装置中是否还有氧气?学生自然而然地想到可以将点燃的小木条迅速放入两个玻璃瓶内?并预测小木条的燃烧情况?号玻璃瓶内小木条火焰变小?甚至熄灭?号玻璃瓶内小木条继续燃烧?这时?教师提出质疑?由第一个实验可知?萌发的黄豆种子释放了二氧化碳?小木条熄灭到底是因为二氧化碳过多还是因为缺乏氧气呢?由此?学生意识到在进行这一步实验之前?还需要排除瓶内二氧化碳的干扰?教师引入一个化学知识?氢氧化钠溶液具有强碱性?吸收二氧化碳气体的能力非常强?因此?可以先在两个玻璃瓶中各注入?过量?的氢氧化钠溶液?静置片刻?以确保瓶内的二氧化碳气体被完全吸收?然后再进行后面的实验?最后?学生观察实验结果?从而得出实验结论?植物体的呼吸作用消耗氧气?设计意图?本实验在第一个实验的基础上进行?教师引导学生思考和探究?并在原有实验的基础上增加了吸收装置中二氧化碳气体的步骤?排除了是因二氧化碳气体过多而导致小木条熄灭的可能性?在逻辑上更加严谨?在教师的引导下?学生进行递进式的科学探究?这有助于培养学生的科学思维?形成严谨的治学态度?同时?也让学生认同呼吸作用知识在生产?生活中的科学价值和社会价值?七年级的学生缺乏足够的化学知识?在介绍实验原理时?教师要给予一定的知识补充?帮助学生理解?跨学科知识的整合培养了学生的跨学科视野及知识?能力的迁移?使核心素养的培养?生物学教学?年?第?卷?第?期白蚁在?非生物因素对某种动物的影响?实验中的应用李?霞?梁筱雨?黄胜琴?清华附中湾区学校?广州?华南师范大学生命科学学院?广州?摘?要?对人教版初中生物学教材中?非生物因素对某种动物的影响?实验进行实验材料和装置的改进?以期发挥广东区域的特色?提高学生的态度责任?培养学生绿色环保理念?结果表明?以白蚁作为实验材料?配合自制的实验装置能取得较好的实验效果?关键词?白蚁?非生物因素?本地化改进?初中生物学?实验应用?非生物因素对某种动物的影响?为人教版初中生物学教材七年级上册第?章第?节?生物与环境的关系?中的一个实验?作为初中生物学教材中首个探究实验?该实验对激发学生学习兴趣?培养学生科学思维与探究实践素养等具有非常重要的作用?教材建议以鼠妇?黄粉虫或金鱼为实验材料?探究光照或温度对生物的影响?但教材没有提供现成配套的装置?使得教师的实验教学设计有了很大的灵活性和创造空间?教师可以充分根据地域特色?选择实验材料开展实验?立足广东区域特色和绿色环保理念?本实验对实验材料和实验装置进行了优化设计?以期增强学生的态度责任?培养绿色环保理念?同时为初中一线的生物学教师开展该实验提供一定的参考借鉴?实验材料与装置?实验材料?本实验以台湾乳白蚁?幼蚁为实验材料?台湾乳白蚁俗称台湾家白蚁?家白蚁?螱?是鼻白蚁科?乳白蚁属的一种蚁类?台湾乳白蚁喜欢温暖潮湿的环境?其有翅成虫有较强趋光性?常受灯光吸引至人类活动场所?待落地脱翅?配对繁殖后?在新地点形成新的白蚁种群?作为社会性昆虫?它的繁殖力强?成熟巢群个体可达?百万只?最大的巢群超过?千万只?高温多湿的广东是典型的?白蚁天堂?每年?月的夜晚?白蚁都会飞往室内扑灯?成为广东学子每年的夏日?烦恼?总的来说?台湾乳白蚁对人体无害?是岭南地区学生熟悉的实验材料?其强繁殖力?强破坏力有利于在实验探究中实现立德树人?提高学生的态度责任?实验装置?选取使用过的长方形外卖餐盒?洗净后作为实验装置的主体部分?用快递纸箱按照餐盒长度的一半制作两个等大的盒盖?盖在餐盒外起到遮光作用?实验步骤?土壤对白蚁分布的影响?以实验装置的中央为分界线?在装置一侧铺满白蚁生活过的土壤?另外一侧不铺土壤?选取?只大小相近?活动正常的白蚁幼虫?随机分成?组?每组?只?实验共重复?次?每次选用?组白蚁?实验开始时?先将白蚁移到装置中央?然后迅速将两侧盒盖盖上?保证实验装置两侧均为阴暗环境?每隔?记录一次白蚁在装置两侧的分布情况?每组共记录?光对白蚁分布的影响?在自制的实验装置底部铺上适量白蚁生活过的土壤?同样选取?只大小相近?活动正常的白蚁幼虫?随机分成?组?每组?只?实验时?先用一个盒盖盖住实验装置的一侧以形成阴暗环境?另外一侧不盖盒盖以形成明亮环境?同时垂直外源光照以增强明暗对比?接着将?只白蚁置于装置中央?每隔?记录一次白蚁在装置两侧的分布情况?每组共记录?实验共重复?次?每次选用?组白蚁?湿度对白蚁分布的影响?以实验装置的中央为分界线?在装置一侧铺满白蚁生活过的土壤?另外一侧铺上经过烘干的土壤?接着将?只大小相近?活动正常的白蚁幼虫移到装置中央?将两侧盒盖迅速盖上?以形成阴暗环境?每隔?记录一次白蚁在装置两侧的分布情况?实验共重复?次?每次实验共记录?有效落地?教学反思在改进后的实验中?只用到透明玻璃瓶?注射器?澄清石灰水和氢氧化钠溶液等?且两个实验共用一套实验装置?大大简化了实验的准备过程?用注射器抽取装置中的气体这一步骤操作简单?可由一个人单独完成?且在短时间内可以重复实验?在材料的选择上?以黄豆种子替代菠菜叶?很好地避免了光合作用产生的干扰?缩短了实验的时间?且从侧面证实了植物体所有活着的细胞都能进行呼吸作用?在实验方法上?增加了吸收装置中二氧化碳气体这一步骤?排除因二氧化碳气体过多而导致小木条熄灭的可能性?在逻辑上会更加严谨?基金项目?江苏省?十三五?规划初中重点资助课题?支持初中生泛在学习的课程建构研究?主要参考文献?雷雄雄?赵菲佚?魏?明?初中生物学?呼吸作用?演示实验的改进?生物学教学?生物学教学?年?第?卷?第?期