江西省信丰县黄泥中学中考生物实验汇总复习 巧用学科渗透提高实验素养教学设计.doc

巧用学科渗透，提高实验素养
导读：本案例主要研究利用学科渗透设计实验和实验教学过程中学生动手能力的培养
【有言在先】
美国《第56号教室的奇迹》创造者雷夫·艾斯奎斯老师曾经这样描述医学博士的女儿对一节优秀科学课的要求：孩子们上科学课的时候应该放下书本，拿起实验器材。他们必须观察、实验、记录、分析。最重要的是，他们必须失败，并从失败中学习。
从此以后雷夫老师给自己的科学课重新定下教学重点：让学生自己动手做。
这件事例带给作为初中生物老师的我很大的震动，生物是一门科学课，教学中实验教学的地位无可取代，而培养学生的动手能力，提高学生的生物学素养便是重中之重。
【课题名称】
苏科版初中生物八下教材：8.25.2环境的污染与保护
【实验教学目标】
知识目标：
了解温室效应的原理，知道二氧化碳是其中主要的温室气体。
能力目标：
学生通过参与演示实验和课后DIY的设计，提升动手能力和实验素养。
态度情感与价值观目标：
树立环境保护的观念，认同低碳生活方式。
【实验内容】
一、实验名称
比较二氧化碳气体和空气的吸热本领
二、实验器材
1、用具：
锥形瓶、长颈漏斗、带孔瓶塞、带乳胶管的导管、圆底烧瓶、温度计、铁架台、火柴、试管
2、材料：
小石子、稀盐酸、澄清的石灰水
三、装置（附照片或图片）
1、二氧化碳的制作：

检查气密性 利用小石子（碳酸钙）和稀盐酸制造二氧化碳

检验二氧化碳是否收集满 用澄清的石灰水检验二氧化碳气体
2、二氧化碳对温度的影响：

二氧化碳 空气
【实验教学设计思路】
一、教学重点
验证二氧化碳是温室气体之一
二、教学难点
1、二氧化碳的制取
2、帮助学生打开思维，能够自己DIY
三、实验作用

1、有效达成三维目标
通过本实验，学生可以验证二氧化碳是主要的温室气体之一，证实它对温度确实有影响，为学生构建温室效应的原理做好了铺垫，也为后面学生列举出温室效应可能对生物圈产生的影响打下坚实的基础。在二氧化碳的制备和实验设计过程中，学生需要调动生活经验和学过的知识来解决实际问题，设计实验、小组合作组装装置。最后，学生既然通过实验验证了二氧化碳是主要的温室气体，倡导“低碳”的生活方式就变得水到渠成和义不容辞，从而有效达成本段教学内容的三维目标。
2、利用教材，灵活取舍
新课程提倡“用教材教而不是教教材”，以往的教学都是从严重的污染情况入手，实验也主要是酸雨对生物的影响，而这节课，我把课后的DIY移入课堂教学，并设计为教学重点之一，目的有二，一方面是要让学生意识到不是只有工厂和企业才有污染，才会形成酸雨，才会污染环境，环境保护不仅仅是企业和工厂的责任，你看，我们呼出的二氧化碳就是温室气体，我们每一个人都会对周围环境造成影响，所以我们每一个人的行为都和地球环境息息相关；另一方面，也希望通过教学使学生把重点放在环境问题的解决上，而不仅仅是恐惧和躲避，应当做力所能及的事，自觉接受、选择低碳生活的方式。
四、教学策略
1、联系热门环保时事，找准切入点
从1988年全球气候变暖警钟敲响到去年12月多哈气候大会上持续谈判了多年的《京都议定书》，节能减排一直是环保中不变的主题，中国作为现在碳排放第一大国更是责任重大，我利用这个切入点把这节课的主线设计为低碳生活，重点放在了温室效应和低碳生活方式上，紧扣环保时事，引导学生有效参与。
2、巧妙利用学科渗透，完善生物实验
我将化学的二氧化碳的制取灵活地运用到实验中，不仅增加了实验的可信度和精确度，还通过气密性检查和二氧化碳集满的验证让学生认识到实验设计的严谨性，完善了生物实验。
五、实验类型
师生合作演示，学生课后DIY
【实验教学过程】
本节课共有五个教学环节：引言
调查环境污染的现象
小结污染类型
温室效应
课后延伸
第四部分是整节课的教学重点之一，我的实验教学就在第四部分——“温室效应”，设计如下：

一、创设情境导入，明确学习内容
过渡语：同学们的调查很全面，涉及到的环境污染种类也很多，一节课来不及每一样都探究，我们选择一个热门的主题——温室效应进行研究。
设计意图：引导学生联系哥本哈根气候大会，关注热点时事，通过针对一种环境污染问题的研究，了解污染的原因、规律和解决方法，为举一反三地解决其它污染问题打下伏笔。同时又引出什么是温室效应？什么是主要的温室气体？我们可以通过实验来验证吗？导入实验教学。
二、巧用化学知识，展开实验教学
1、巧用化学渗透，做好知识铺垫
（1）教师点拨，展示化学链接：碳酸钙和稀盐酸反应能产生二氧化碳气体
（2）师生共同参与演示实验：二氧化碳的制取
首先留给学生时间观察实验装置，质疑、提问，比如为什么选择小石子作为材料？小石子主要成分就是碳酸钙，是最经济、常见易得材料。
然后邀请学生观察并辅助教师完成“二氧化碳的制备”演示实验，分三步完成：
①检查装置气密性
②打开阀门，利用小石子和稀盐酸制二氧化碳气体
③检验二氧化碳是否收集满
同时引导学生思考：①为何实验前要检查装置的气密性
②如何检验你收集到的是二氧化碳气体
③燃烧的火柴熄灭了，能说明什么问题？
设计意图：调动学生已有的生活经验和学过的知识储备，学会从设计者的角度思考问题，体验科学实验的严谨，培养质疑、严谨的思维品质。并强调只做一组演示实验的考虑，也是为了减少二氧化碳的产生，体现环保、低碳的理念。
2、小组合作设计，自主组装装置
（1）小组合作设计：寻找证明温室气体的方法
教师点拨：
1、科学探究有哪些步骤？
2、设计探究实验应遵循什么样的原则？
学生调动已学知识储备，回忆：
1、科学探究的一般步骤：
提出问题
作出假设
制定计划
实施实验
得出结论
2、探究实验应遵循的原则：
单一变量
设置对照组
然后，学生在明确实验目的和原则的基础上，小组合作，运用所学解决问题，展开实验设计。
设计意图：解决了二氧化碳的制取，就为后面的实验设计做好了铺垫，八年级下学期的学生，完全有能力小组合作，设计好这个实验，同时通过设计过程，帮助学生树立严密合理的逻辑思维品质，认同实验设计应该有说服力，尽量简洁、可行的观点。
（2）以小组为单位汇报：
从提出问题、做出假设、制定计划三方面汇报，其他小组倾听并可提问质疑，通过交流相互完善实验方案。
设计意图：增进学生合作意识，查漏补缺，自主完善实验，提高实验素养。
（3）动手组装实验装置：
选择一组上台演示，根据教师提供的仪器，合作动手装好两组实验装置（如下图），课后观察结果。

瓶内为二氧化碳 瓶内为空气
设计意图：学生自己动手，小组合作演示，激发学习兴趣，提升动手能力和合作精神。
3、课后延伸：
除了老师给你的实验仪器，你在设计中还运用了哪些仪器和材料？可以用生活用品替代吗？
设计意图：引导学生继续探究，课后DIY，激发学生创新设计实验的意识。
三、学以致用，选择低碳的生活方式
1、低碳生活抢答
2、活动：我为地球减斤碳
教师质疑：你们平时已经在哪些方面做到了低碳、环保？
学生：一次性筷子、饭盒……
这些都说明同学们已经进入了低碳生活，接下来，我们的步子可以再迈大一点，
请拿起你手中的笔和纸，记录下你能做到的减碳计策，至少两条，贴在墙上的信息栏里，留下自己的减碳足迹。（背景：幻灯播放今年3月23日地球1小时视频）
设计意图：学生通过积极抢答，关注人类适应自然环境的生活方式，认同低碳生活；通过小组活动，认同污染问题是可以解决的，并主动参与温室效应问题的解决，尝试运用课上和已有知识解决问题。
【说明】
这段实验教学设计的特色和创新之处有以下几点：
1、紧密联系环保时事，引导学生关注热门社会环境问题，并共同探讨解决的办法，增加学生对社会责任的参与度。
2、灵活运用教材，大胆取舍，扣紧切入点，设计了低碳生活的教学主线。
3、巧妙利用化学渗透，突破难点，完成二氧化碳的制取。
4、对课本实验做了相应有效地修改：
设计教学之前，我查了大量温室效应的资料，在有力依据的支撑下，我对课本设计做了以下调整：
（1）不用黑色塑料袋
查阅资料，我们不难发现，正常情况下二氧化碳不会吸热，它只有在从固体状态升华的时候才吸热，而这是绝大部分物质的共同特性。二氧化碳之所以是温室气体是因为：太阳发射出来的是短波辐射，能够穿透大气层中的二氧化碳，照射到地球上被地球吸收以后，地球向外辐射长波，长波不能透过二氧化碳而是加热地球周围的大气，使地球表面的温度升高。
所以，我对本课的实验进行了改进，去掉了黑色塑料袋，同时，建议修改实验名称，把“比较二氧化碳气体和空气的吸热本领”改为“二氧化碳气体对温度的影响”。

（2）必须有充足的阳光
本实验必须在光下做才能成功，课本强调“晴天”和“气温25℃左右”，但我在实际操作过程中发现成功的关键是要有光，最好是强光，效果明显，温度倒非必要条件，如果没有太阳用强灯照射也可以。
（3）DIY材料须无色透明
学生的DIY材料可以用各种饮料瓶，但颜色必须是无色透明的，以免吸收光，影响实验的准确性。
（4）不建议利用呼出的气体作为实验材料（对烧瓶吹气），会导致产生第二个变量：水。
5、引导学生展开课后DIY,激发学生创新思维的火花：
学生经过反复实验比较又有了新发现，提出了新的建议：
（1）矿泉水瓶是最好的实验材料，透明度高，实验效果好，而且废物利用，更加环保。
（2）实验设计的一组装置中，饮料瓶的种类、大小必须相同，确保单一变量。
（3）自制材料的气密性不太好，解决的方法是抹上凡士林或者是用蜡来封。
（4）正午光线最强效果最好，实验时，将装置放在草地上或是灌木丛上，可以不用铁架台，简化了实验装置。

也可以用绳悬挂在树枝上，但注意离地面高度相等。

曾经有教师跟我提议这个实验效果不太明显，我想，有结果就能说明问题，效果不明显就有影响实验的因素存在，学生正好可以分析影响实验的因素有哪些，做好实验反思工作，同时也能更加体验到科学研究的严谨和细致。

以前，我和同事经常感叹现在学生动手能力的缺失，现在，我发现，也许我们更应该反省自己的教学方式，我们有没有真正给学生机会、时间和空间去锻炼和培养？备课的时候有没有设计相应的环节？教学的时候有没有真正落实？还是让我们更新观念，紧扣课改新理念，从实验教学的变化开始吧！