江西省信丰县黄泥中学中考生物实验汇总复习 绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡 教学设计.doc

绿色植物与生物圈的碳-氧平衡
【实验教学目标】
（1） 在对实验现象观察和分析的基础上，培养分析问题、解决问题的能力。
（2） 通过让学生设计光合作用的探究实验和技能训练，培养学生科学素养，创新精神和实践能力。
（3） 巩固加深对实验设计基本原则的认识，控制变量和对照实验。
【实验内容】
（1）实验名称：验证绿色植物在光下吸收二氧化碳（以下称实验一）
探究绿色植物在光下放出的气体（以下称实验二）
（2）实验器材：
演示实验：验证绿叶在光下吸收二氧化碳的实验器材，3个大的密封塑料瓶（如波力海苔瓶装），一次性针筒1支，3支小试管，2小盆长势相同的植物，澄清的石灰水。
改进装置（不要求学生必做）：350ml左右的矿泉水瓶（其中瓶盖中间打孔），橡皮管一根，止水夹一个，玻璃管或吸管一根，试管，澄清的石灰水。
演示实验：探究绿叶在光下放出的气体的实验器材，金鱼藻或黑藻等水生植物，500ml大号烧杯，短颈漏斗，细试管，碳酸氢钠（小苏打，每100ml放0.1克碳酸氢钠），卫生香。
学生实验：500ml左右的透明饮料瓶，橡皮管或弯吸管（可省略），502胶（可不用）。其他同上一实验。
（3）实验装置

【实验教学设计思路】
（1） 教学重点难点：
运用实验法独立设计并完成本节的探究实验。
具体分析如下：本节课旨在通过对实验现象的观察，使学生认识到光合作用需要利用二氧化碳为原料，同时还产生氧气。因此，观察并分析实验一是本节的教学重点。如何引导学生设计并完成实验二是本节课的教学难点。
（2）实验对达成教学目标所起的作用：
如果只将着眼点放在设计实验上，而没有观察到实验现象，很难培养学生兴趣，学生对于光合作用放出氧的认识仍停留在记忆层次上。只有让学生自己动手实验过，才能记忆深刻。
（3）主要教学策略：
我对实验一、实验二装置进行了改进，用透明饮料瓶代替教材中的实验装置，这样便于在学生当中积极开展。通过观察法和讨论法对上述实验现象进行分析，然后用探究法对实验二进行改良设计。
【实验教学过程】
（1）教学目标：
知识目标，理解绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳，放出氧气。
能力目标，能够模仿演示实验装置，独立设计并完成验证性实验。培养学生动手实践的能力和创新精神。
（2）教学过程：
复习光合作用的公式，分析普利斯特利的实验，使学生了解植物可以更新动物呼吸放出的气体。
实验一：验证绿叶在光下吸收二氧化碳
分析思路：本实验的变量是光，针对该探究提出的问题是绿色植物吸收二氧化碳需要光，二氧化碳可以用澄清的石灰水来检验。通过观察到装有绿色植物且放在光下的塑料瓶内二氧化碳被吸收，理解光合作用需要吸收二氧化碳做原料。
学生阅读教材，回答问题：要证明“绿色植物光合作用吸收二氧化碳”需要哪些实验用具？怎样能证明绿色植物光合作用吸收了二氧化碳？按照我们的假设，玻璃钟罩内的二氧化碳将被绿色植物吸收了，你用什么方法检验二氧化碳减少了？假如实验结果和我们假设的一样，是否就证明是绿色植物光合作用吸收了二氧化碳？丙装置能否说明二氧化碳减少是与绿色植物有关。
教师总结实验过程：先向密封塑料瓶内吹入二氧化碳，对三个瓶做不同处理，参照书本，2~3小时后，分别向三个瓶内抽取气体，注入装有澄清石灰水的试管内，观察石灰水的颜色变化。甲瓶浑浊程度较重，乙瓶基本不浑浊，丙瓶浑浊程度较轻。实验结果说明了绿色植物在光下吸收二氧化碳。
改进装置（可以教师出示装置，不要求学生必做）：①将橡皮管插入矿泉水瓶盖的孔中，软管向瓶里面的长度大约5cm左右。将水生植物放入矿泉水瓶中，种子所占的空间大约是矿泉水瓶空间的一半。②拧紧瓶盖。将软管在外面的一端与玻璃管相连，中间用止水夹夹紧，置于黑暗处。③4个小时后（或更长时间），将玻璃管插入用试管装的澄清的石灰水中，放开止水夹，即可发现澄清的石灰水变得浑浊。如果觉得里面的气体不充足是，可以用手捏矿泉水瓶，立即会有很多气体出来。说明呼吸作用释放二氧化碳。④若将上述装置再从黑暗处挪到光下，同样时间后，装置中的气体不能使澄清的石灰水变浑浊。说明光合作用吸收了呼吸作用放出的二氧化碳。
实验二：探究绿色植物在光下放出的气体
分析思路：绿色植物光合作用放出的气体是氧气，氧气可以助燃，使燃着的卫生香燃烧更旺盛。而氧气不溶于水，可以用排水集气法等方法收集。
在学生观察到实验现象后，可以启发学生自己动手设计实验装置，在设计时可以提出以下问题：
①你选的水草数量是多少？效果最好的是叶呈丝状或条状的沉水植物，如金鱼藻、轮藻、狐尾藻、黑藻、刚毛藻、水绵等。（本实验用的是水草，水绵。）
②为提高光合作用的量，可以用什么方法替代来提供光合作用所需的原料？可用吸管向瓶中吹气，或者加雪碧或盐汽水等碳酸饮料来增加水中二氧化碳含量。（考虑考初二学生没有学过化学，为方便实验，教师提示，可以向瓶中加0.1%的碳酸氢钠溶液，来释放二氧化碳。）
③为保证能有收集气体的空间及气体能够纯净，瓶中的水是否加满？若加满，就需要在瓶盖处插一支吸管，怎样保证装置的气密性？你还有别的办法给瓶中产生的氧气留好空间吗？可以在加水时，不加满，让瓶口留一段空气柱，然后挤压瓶身至水满至瓶口位置时再盖上瓶盖。一般保留只5~10ml空气柱即可。提醒学生打开瓶盖时不要让瓶身变形，以防气体从瓶口逸出。（本实验采用的方法是向瓶内加清水，水面六瓶口处空出5ml，然后挤压瓶身，在瓶内留一个潜在集气室。）
实验过程：取一个无色透明的酒瓶或饮料瓶，将生长旺盛的金鱼藻或黑藻放入瓶内，并注满0.1%的碳酸氢钠溶液，然后把装有橡皮排水管（或吸管）的木塞塞好，并在瓶口涂上凡士林（或502胶），防止漏气。将装置放在阳光下，不久就可以看到水草放出一串串的小气泡，气泡聚集在酒瓶的长颈部分，瓶内的水受到氧的排挤从玻璃管中挤出，当气体达到5ml多的时候就可以做实验了。
【实验的创新点】
使用饮料瓶作为收集植物光合作用的实验装置，优点是取材容易，操作简便，装置气密性好，可以在多个班级反复使用，也便于在学生当中积极开展。学生可以在家制作实验装置，随时进行观察光合作用产生氧的过程，亲自验证瓶中收集的是不是氧气。大部分学生能够成功地完成本实验。