七年級生物下冊 模擬探究水污染對生物的影響以及生物的凈化作用實驗課說課稿 新人教版.doc
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《水污染對生物的影響以及生物的凈化作用》實驗說課稿 一、使用教材 本實驗是人教版七年級《生物學》下冊第四單元第七章第二節(jié)“探究環(huán)境污染對生物的影響”關于水污染的拓展創(chuàng)新實驗。 二、實驗器材 水蚤、水蘊草、硝化細菌制劑、洗衣粉、洗潔精、洗手液、蒸餾水、250mL燒杯、10mL量筒、玻璃棒、膠頭滴管、棉絮、載玻片、電子稱、藥勺、鑷子、數(shù)碼顯微鏡、計數(shù)器。 三、實驗創(chuàng)新要求/改進要點 教材第七章第二節(jié)“探究環(huán)境污染對生物的影響”前半部分內(nèi)容圍繞大氣污染安排模擬探究活動“酸雨對生物的影響”,后半部分則介紹了我國的水污染情況及水污染防治措施。 受“酸雨對生物的影響”探究實驗的影響和啟發(fā),不少學生要求再試一試水污染對生物的影響。為了滿足學生的探究熱情,教師組織學生小組合作設計并實施實驗“探究水污染對生物的影響”。有一組學生在實驗方案中提出“水草能不能凈化污水?”的問題,受到該組學生的啟發(fā),教師將實驗拓展到“生物對污染水質(zhì)的凈化作用”,這有利于幫助學生深刻理解生物與環(huán)境的關系。本實驗充分體現(xiàn)了學習中教學相長的樂趣。 由于這個實驗是學生自己“要來的”實驗,學生自主性強,參與度高,積極參與共創(chuàng)最優(yōu)實驗方案。從發(fā)現(xiàn)問題、選取實驗材料,設計實驗思路,再到數(shù)據(jù)統(tǒng)計和作圖分析等,在科學探究過程中運用理性思維,實現(xiàn)了在教材基礎上的深度學習。 四、實驗原理/實驗設計思路 (一)實驗一:探究水污染對生物的影響 家庭洗滌類污水是學生最常見的污水,本實驗在學生討論的基礎上,選取洗滌劑溶液(洗衣粉、洗手液、洗潔精)模擬洗滌污水。選取水蚤作為水污染指示生物,水蚤身體透明,對污染物敏感,在短時間內(nèi)就能表現(xiàn)出變化,是污染生態(tài)學領域的模式生物。選取水蚤,受到人教版八年級下冊“探究酒精對水蚤心率的影響”的啟發(fā),也為該實驗積累經(jīng)驗。 (二)實驗二:探究生物對污染水質(zhì)的凈化作用 結(jié)合家庭養(yǎng)魚的經(jīng)驗,選取沉水植物、硝化細菌制劑對模擬污水進行凈化,觀察水蚤的心率變化。 (三)小組合作設計并實施實驗 學生小組根據(jù)興趣選擇模擬洗滌污水的種類及凈化生物(見表1),體現(xiàn)了實驗的開放性,極大地調(diào)動了學生積極思維、主動參與學習的積極性;選取同種模擬洗滌污水的小組之間可共享實驗數(shù)據(jù),不僅節(jié)省了重復實驗的時間,還可進行生物凈化效果的橫向?qū)Ρ取? 表1 學生分組實驗 硝化細菌凈化 沉水植物凈化 細菌+植物凈化 洗衣粉 第3小組 第2小組 第4小組 洗手液 第7小組 第1小組 第5小組 洗潔精 第6小組 第9小組 第8小組 (四)收集和分析數(shù)據(jù) 在數(shù)碼互動實驗室組織實驗觀察,收集水蚤在培養(yǎng)液、模擬污水及凈化水中的心率變化,進一步在Excel中完成作圖分析,有效提高課堂效率。有三個亮點:一是運用數(shù)碼顯微鏡的實時拍攝技術,突破水蚤心率計數(shù)難點;二是有助于教師實時反饋各小組的實驗進度,及時給予指導和幫助;三是有利于學生之間的共享和交流。 五、實驗教學目標 (一)設計并實施模擬探究活動,分析水污染對生物的影響,以及生物對污染水質(zhì)的凈化作用。 (二)在探究活動中與同伴合作解決問題,進一步理解科學探究,提升科學探究能力。 (三)關注生活中的污染問題,從愛護生物圈的角度,提升改進生活習慣,減少生活排污的自覺性。 教學重難點:小組合作設計并完成探究活動。 六、實驗教學內(nèi)容 (一)配置模擬污水梯度溶液 選取一種生活洗滌用品(見圖1),根據(jù)預實驗(以出現(xiàn)水蚤致死效應為界)確定污水濃度梯度,如洗衣粉選取四個濃度:0.25%、0.5%、1%、2%。 圖1 配置模擬污水梯度溶液 (二)第一次水蚤心率計數(shù) 觀察水蚤在對照組(培養(yǎng)液)和實驗組(模擬污水)中的心率變化,具體操作如下:用膠頭滴管吸取培養(yǎng)液中的水蚤置于載玻片中央,撕取少量棉絮置于液滴中,靜置1分鐘后置于數(shù)碼顯微鏡下觀察,用計數(shù)器輔助記錄水蚤心率;吸干載玻片上的培養(yǎng)液,迅速向水蚤滴加污水,靜置1分鐘后置于數(shù)碼顯微鏡下觀察,記錄水蚤心率(見圖2)。 圖2 水蚤心率計數(shù) (三)生物凈化處理 選取沉水植物(水蘊草)或硝化細菌制劑或兩者混合進行污水凈化,分別向200mL污水中加入20g水蘊草或2mL硝化細菌制劑,靜置24小時(見圖3) 圖3 生物凈化 (四)第二次水蚤心率計數(shù) 方法同步驟二。 (五)數(shù)據(jù)處理與繪圖 將水蚤在培養(yǎng)液、模擬污水、凈化水中的心率記錄整理在Excel實驗報告里,繪制折線圖(見圖4)。 圖4 用Excel繪制水蚤心率變化圖 (六)分析數(shù)據(jù) 對比分析水蚤在三種溶液中的心率變化,以下以水蘊草凈化洗衣粉溶液為例(見圖5)。 圖5 水蚤心率變化圖 其他模擬洗滌污水(洗潔精、洗手液)對水蚤心率的影響與洗衣粉溶液相似,生物凈化效果也相似。實驗結(jié)果顯示,生活洗滌類污水(洗衣粉、洗潔精、洗手液等)對水蚤心率有明顯的抑制作用,經(jīng)生物凈化后的污水對水蚤心率的抑制作用減弱。 七、實驗教學過程 教學環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 教學意圖 第一課時 導入 針對課前學生提出的問題,匯總各組討論結(jié)果,一起探索實驗材料: 1.從哪里收集被污染的水用于實驗? 2.選取何種生物作為水污染的指示生物? 全班討論,達成共識: 1.選取家庭洗滌類污水,以洗滌劑溶液模擬洗滌污水。 2. 分析不選綠豆種子、金魚的原因,最終確定對污染物敏感、在短時間內(nèi)就能表現(xiàn)出變化的水蚤作為水污染指示生物。 拓展思路 激發(fā)興趣 深度學習 探究1:水污染對生物的影響 實驗方案討論—— 1.只選用一種模擬污水濃度可行嗎? 2.是否需要設計對照實驗?如何設計? 3.如何保證在對水蚤心率進行計數(shù)時污水不被培養(yǎng)液稀釋? 4.只選取一只水蚤記錄心率,結(jié)果準確嗎? 5.為方便記錄心率,如何限制水蚤的運動? 6.只做一組模擬污水實驗,結(jié)果可靠嗎? 指導學生分組實驗 思考討論,全班達成共識: 1.參考酸雨實驗,設置模擬污水濃度梯度。 2.將培養(yǎng)液作為對照組,模擬污水作為實驗組。 3.先將載玻片上的培養(yǎng)液吸干,再迅速向水蚤滴加污水。 4.每組至少選取三只水蚤計數(shù),取平均值。 5.撕取少量棉絮平鋪在液滴中。 6.需做重復實驗,小組之間可形成重復組。 分組操作,運用數(shù)碼顯微鏡的實時拍攝技術,觀察記錄水蚤在培養(yǎng)液和模擬污水中的心率變化 引發(fā)學生思維碰撞 全員參與共創(chuàng)最優(yōu)實驗方案 小組成員分工合作 探究2:生物對污染水質(zhì)的凈化作用 針對學生小組提出的問題:水草能否凈化被污染的水?啟發(fā)全班進一步探究生物對污染水質(zhì)的凈化作用,引發(fā)學生思考選取何種生物用于污水的凈化? 指導學生分組實驗 小組討論:結(jié)合家庭養(yǎng)魚的經(jīng)驗,確定選取沉水植物和硝化細菌制劑進行污水凈化 分組操作,完成生物的凈化 聯(lián)系生活 創(chuàng)新設計 第二課時 探究2:生物對污染水質(zhì)的凈化作用 指導學生分組實驗 通過數(shù)碼互動實驗室系統(tǒng)發(fā)放實驗報告給各小組 引導全班共同討論實驗結(jié)果,得出結(jié)論 分組操作,運用數(shù)碼顯微鏡的實時拍攝技術,觀察記錄水蚤在凈化水中的心率變化 匯總實驗數(shù)據(jù),在Excel中繪制水蚤心率變化圖,完成并提交實驗報告 分析討論,表達交流,得出結(jié)論:洗滌污水對水蚤心率有明顯的抑制作用,經(jīng)生物凈化后的污水對水蚤心率的抑制作用減弱 組內(nèi)分工 組間合作 理性思維 情感升華 引發(fā)學生根據(jù)實驗結(jié)果談談如何保護環(huán)境 展望未來,介紹新興科技:無需洗滌劑的新型環(huán)保洗衣機,如離子洗衣機、超聲波洗衣機、新概念超能洗衣機等。 確立保護生物圈的意識: 1.生活中應減少洗滌劑用量 2.衣物盡量做到少次多量清洗 感悟生命 社會責任 教學流程: 實驗回顧,導入新課 發(fā)現(xiàn)問題,引發(fā)探究欲望 聯(lián)系生活,師生共創(chuàng)最優(yōu)方案 小組合作,探究水污染對生物的影響 小組合作,探究生物對污染水質(zhì)的凈化作用 匯總?cè)鄶?shù)據(jù),得出結(jié)論 情感升華,保護生物圈 八、實驗效果評價 學生受“酸雨對生物的影響”探究實驗的影響和啟發(fā),提出“探究水污染對生物的影響”的探究設想,在教師的指導下,合作設計解決方法,進而利用科學、技術、數(shù)學等知識解決問題,并運用理性方法驗證解決效果。從實驗設計到實施,班級成員匯聚集體的理解、努力和分工來尋求問題的解決??偟膩碚f,本實驗的創(chuàng)新價值主要表現(xiàn)在以下四個方面: (一)源于生活 關于人類活動對環(huán)境造成的影響,相對于大氣污染而言,家庭洗滌類污水更貼近學生的生活。本實驗選取洗滌劑溶液作為模擬生活污水,模擬探究水污染對生物產(chǎn)生的影響,同時調(diào)動學生家庭養(yǎng)魚經(jīng)驗提出污水凈化方法,有效激發(fā)了學生的探索欲望。 (二)創(chuàng)新思路 在教師的指導下,學生從生活中的真問題出發(fā),改進已有研究方法用于解決新問題,組內(nèi)分工、組間分享,從模仿“探究酸雨對生物的影響”所做的“探究水污染對生物的影響”,到進一步“探究生物對污染水質(zhì)的凈化作用”,拓展出全新的實驗。同時,借助數(shù)碼互動實驗室大大提高了實驗教學的效率,體現(xiàn)出技術創(chuàng)新對教學的促進作用。 (三)深度學習 生活中的問題往往是復雜的問題,本實驗立足于培養(yǎng)學生在真實情境下通過合作解決現(xiàn)實問題的能力,在實驗過程中,學生小組合作、充分運用理性思維共同完成實驗的設計、實施、分析和交流,并進一步深刻理解生物與環(huán)境的關系,這種深度學習正是學生成長所需要的。 (四)感悟責任 通過對本實驗的探究過程,學生直接觀察到生物與環(huán)境相互影響的現(xiàn)象,感悟到生活中習以為常的習慣也有可能對環(huán)境造成不良影響,需要做一些改進。從小處說,這是個人習慣的小改變,從大處看,如果人人都自覺踐行環(huán)保生活,那么人類對生物圈產(chǎn)生的負面影響一定會大大降低,由此增進學生的社會責任。- 配套講稿:
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