人教版生物学七年级上册《光合作用吸收二氧化碳释放氧气》实验的改进与创新

光合作用吸收二氧化碳释放氧气实验的改进与创新一、使用教材 本实验是对人教版生物学七年级上册中第五章第一节光合作用吸收二氧化碳释放氧气演示实验的改进与创新。二、实验器材 大烧杯、玻璃漏斗、试管、水草、溴麝香草酚蓝溶液、玻璃管、火柴、透明钟罩、小烧杯、绿色植物、固体氢氧化钠、二氧化碳检测仪、清水。三、实验创新要点/改进要点为了验证光合作用吸收二氧化碳释放氧气，教材中安排了两个实验，采用了图一和图二两组实验装置，得到“二氧化碳是光合作用的原料”和“光合作用释放氧气”两个结论，从而构建光合作用的概念。但实验设计存在一些不足：1、一节课两个实验，需要用到的器材多，实验准备繁琐，操作费时。2、“二氧化碳是光合作用的原料”实验存在的不足之处尤其多：耗时十分长，实验前植物需要暗处理24小时，光照2-3小时，水浴加热脱色10-20分钟，对于每周2节的生物课堂来说，时间完全不够；经过反复验证，实验中叶片变蓝、不变蓝效果不是十分明显；本实验中了解氢氧化钠能吸收二氧化碳是实验结果分析的关键点，但教材上一句话带过，很多同学不明白氢氧化钠吸收二氧化碳这句话是什么意思，从而不能准确的对实验进行分析，考试中屡屡失分。四、实验原理/实验设计思路根据以上的不足，我对实验进行了改进：1、对“光合作用释放氧气”的实验装置进行了改进，向原装置清水中加入溴麝香草酚蓝以检测水中二氧化碳含量的变化(实验装置如图三所示)，使“二氧化碳是光合作用的原料”和“光合作用释放氧气”两个实验集中在一套实验装置中完成。2、在“二氧化碳是光合作用的原料” 实验基础上对实验进行改进，自主设计了一组实验（实验装置如图四所示），利用二氧化碳含量检测仪，检测三套实验装置中二氧化碳含量的变化，用来验证“二氧化碳是光合作用的原料” 和 “氢氧化钠能吸收二氧化碳”这两个关键知识点 。五、实验教学目标1、知识目标：通过实验探究光合作用的原料和产物。2、能力目标：锻炼学生对实验现象的分析提炼总结能力。3、情感态度价值观：培养学生勇于实践的科学精神，提高团队合作能力。六、实验教学过程1、“二合一”的实验改进:进行二合一的实验演示，学生分组分析实验结果并得出实验结论。设计意图：向“光合作用释放氧气”实验装置的清水中加入溴麝香草酚蓝试剂后呈蓝绿色，用玻璃管向其中吹气，水中二氧化碳增多溶液变为黄色，随着植物光合作用的进行，溶液重新变为蓝绿色，说明植物光合作用消耗二氧化碳，从而证明了 “二氧化碳是光合作用的原料”。当试管内收集的气体到达二分之一时，取出试管，向其中伸入带火星的木条，木条复燃，证明“植物光合作用产生氧气”。2、增设对照实验：演示增设的实验，学生分组分析实验结果并得出实验结论。实验装置草图：实验装置实物图：设计意图：教材原实验中，由于二氧化碳是一种看不见摸不着的气体，原有的技术手段无法检测二氧化碳含量的变化，所以教材通过测定无二氧化碳时植物是否进行了光合作用，反推出二氧化碳是光合作用的原料。随着技术的发展，研究出了可以检测二氧化碳含量变化的仪器二氧化碳检测仪，使二氧化碳的含量变化变得直观可测。本节课中我设计增加了一组演示实验，利用二氧化碳测试仪，测量不同条件的三个装置中二氧化碳含量变化情况，装置如上图所示。装置一内放有植物，放在光下照射，一段时间后二氧化碳含量降低，由433降为330；装置二内放清水，放在光下照射，一段时间后二氧化碳含量不变；装置三内放氢氧化钠溶液，放在光下照射，一段时间后二氧化碳含量也会降低，由433降为386。“教书先生”恐怕是市井百姓最为熟悉的一种称呼，从最初的门馆、私塾到晚清的学堂，“教书先生”那一行当怎么说也算是让国人景仰甚或敬畏的一种社会职业。只是更早的“先生”概念并非源于教书，最初出现的“先生”一词也并非有传授知识那般的含义。孟子中的“先生何为出此言也？”；论语中的“有酒食，先生馔”；国策中的“先生坐，何至于此？”等等，均指“先生”为父兄或有学问、有德行的长辈。其实国策中本身就有“先生长者，有德之称”的说法。可见“先生”之原意非真正的“教师”之意，倒是与当今“先生”的称呼更接近。看来，“先生”之本源含义在于礼貌和尊称，并非具学问者的专称。称“老师”为“先生”的记载，首见于礼记?曲礼，有“从于先生，不越礼而与人言”，其中之“先生”意为“年长、资深之传授知识者”，与教师、老师之意基本一致。对照装置一和二数据可知植物光合作用吸收了二氧化碳，可证明“二氧化碳是光合作用的原料”， 再对照装置二和三数据，可证明氢氧化钠能吸收二氧化碳。这个实验不仅将原本的“二氧化碳是光合作用的原料”实验简易化、效果明显，而且还将氢氧化钠吸收二氧化碳以具体数值的形式展示在学生眼前，使学生对氢氧化钠的作用记忆更加深刻，从而能更好的运用此知识点分析实验结果。3、虚拟实验：利用虚拟实验室演示教材中 “二氧化碳是光合作用的原料”实验过程。 设计意图：虽然教学过程中改进实验比原实验方便，但在会考中，“二氧化碳是光合作用的原料”实验经常作为考点，因此学生需要知道实验过程及其实验结果分析方法，虚拟实验室演示实验过程和结果清晰明了且节省课堂时间。4、通过实验探究，总结光合作用的原料和产物，建构光合作用概念。家庭是幼儿语言活动的重要环境，为了与家长配合做好幼儿阅读训练工作，孩子一入园就召开家长会，给家长提出早期抓好幼儿阅读的要求。我把幼儿在园里的阅读活动及阅读情况及时传递给家长，要求孩子回家向家长朗诵儿歌，表演故事。我和家长共同配合，一道训练，幼儿的阅读能力提高很快。七、实验效果评价（一）创新之处1、运用组合的创新技法，对教材中实验进行改进，在一套装置中完成两个实验，实验操作更加简单便捷，实验现象更加直观明显。2、创造性的增加了一组实验，利用二氧化碳检测仪检测不同条件下二氧化碳含量数值变化，不仅验证了“二氧化碳是光合作用的原料”，效果明显、操作简单，还在同一套实验装置中清晰的验证了氢氧化钠的作用，使学生对氢氧化钠吸收二氧化碳这一关键考点理解变得直观、记忆深刻。3、对于耗时长，不能在课堂上当堂完成的实验，利用虚拟实验室模拟实验操作步骤和结果便捷、直观且高效。随着网络技术的发展，越来越多的学校里学生可以利用平板参与课堂互动，利用虚拟实验室让学生亲自动手，模拟操作课堂中无法实施的实验操作，远胜于教师单纯讲述。（二）有待改进