利用自制教具探究影響植物產(chǎn)生氧氣的因素

陳嬌珍

一、教材存在問題

筆者在執(zhí)教“金魚藻會產(chǎn)生氧氣嗎”、“檢測植物光合作用時氧氣和二氧化碳的含量”和“探究影響植物光合作用的因素”等實驗內容時，發(fā)現(xiàn)存在以下不足：

（一）缺乏實驗教具

“檢測植物光合作用時氧氣和二氧化碳的含量”和“探究影響植物光合作用的因素”等探究性實驗活動中，教材沒提供演示教具，教學中缺乏直觀性、實用性的教具，難以突破教學重難點。另外，雖然“金魚藻會產(chǎn)生氧氣嗎”這個探究性的實驗活動中，教材有提供教具，但教學中，但筆者發(fā)現(xiàn)存在以下不足。

（二）教材中提供的教具存在不足

1.局限性。植物光合作用需要光照條件，教室里沒太陽，光線弱。 在雨天，無法帶學生到室外開展實驗，從而影響實驗開展的進度。

2.效果不明顯性。氧氣和二氧化碳是一種無色無味的氣體，通過肉眼無法觀察到氧氣和二氧化碳的變化情況。

3.持久性。金魚藻光合作用產(chǎn)生氧氣量少，收集氧氣的時間長。

4.安全隱患性。學生長期在太陽下觀察實驗現(xiàn)象，容易發(fā)生中暑、頭暈等現(xiàn)象。

5.缺乏趣味性。學生通過肉眼無法觀察到氧氣和二氧化碳的變化情況，從視覺上無法享受到成功的樂趣，容易使學生喪失好奇心。

6.缺乏嚴謹性。通過不明顯的“泡泡”就得出結論，得出結論比較牽強，不夠嚴謹。

二、創(chuàng)新教具的結構及各結構的功能

為了解決以上問題，我利用溫度傳感器、氧氣溶解儀、二氧化碳感應器、植物補光燈、光敏傳感器和C#軟件編寫程序，制作一個創(chuàng)新教具。其中，植物補光燈模擬太陽光，強度均勻，具有“24小時太陽光”：氧氣溶解儀能精準地檢測出金魚藻中溶解氧氣的量：二氧化碳感應器能檢測到二氧化碳的量：溫度傳感器能精準地測出魚缸里的水的溫度：光敏傳感器能采集光線的強弱程度。

三、創(chuàng)新教具材料

透明儲物箱、植物補光燈（模擬太陽光）、C#軟件、金魚藻和AZ8403溶氧儀。

四、創(chuàng)新教具的使用方法

此教具操作簡單。打開C#軟件，點擊“開始”鍵，創(chuàng)新教具開始執(zhí)行工作，各感應器開始采集信息，USB線將采集到的信息上傳到電腦，電腦將相關的信息轉化成數(shù)據(jù)和折線圖：點擊“暫?！辨I，創(chuàng)新教具停止工作。

五、教具應用延伸

（一）引出新知，趣起“魚缸”

為了吸引學生，在引入環(huán)節(jié)，筆者將呈現(xiàn)出兩個裝不同東西的魚缸，讓學生觀察這兩個魚缸里的魚的生長情況。這時學生都說到：裝有金魚藻和植物補光燈的魚缸里的魚是活的，而沒有金魚藻和沒有植物補光燈的魚缸里的金魚是死的。于是，我順勢提問：為什么沒有金魚藻那個魚缸里的金魚會死？而有金魚藻的那個魚缸里的魚沒有死呢？就這樣，學生在好奇中進入探究新知環(huán)節(jié)。

（二）任務驅動，探究新知

這一環(huán)節(jié)包括三個活動，活動1：探究金魚藻光合作用產(chǎn)生的氣體是氧氣，活動2：測量植物光合作用時氧氣和二氧化碳的含量，活動3：探究影響植物光合作用的因素三大部分。

活動1：探究金魚藻光合作用產(chǎn)生的氣體是氧氣

那怎么證明金魚藻光合作用會產(chǎn)生氧氣呢？分別往兩個相同的箱子里裝相同量的清水，并往其中一個箱子里裝一定量的金魚藻，另外一個箱子不裝金魚藻，利用創(chuàng)新教具分別檢測出箱子里的溶氧值。通過數(shù)據(jù)表和折線圖，可以直觀地看出裝有金魚藻那個箱子里的溶氧值高，從而得出結論：金魚藻光合作用時會產(chǎn)生氧氣。

活動2：測量植物光合作用時氧氣和二氧化碳的含量

氧氣和二氧化碳都是無色無味的氣體，怎么測量它們的含量？控制金魚藻的量及溫度相同，利用創(chuàng)新教具，分別檢測出有光照的條件下氧氣及二氧化碳的量。通過數(shù)據(jù)可知：在光照的條件下，金魚藻中的溶氧值越來越大，二氧化碳的含量越來越少。

活動3：探究影響植物光合作用的因素

植物的光合的快慢與哪些因素有關呢？引導學生大膽猜想，并利用創(chuàng)新教具進行驗證。先探究的是植物的光合作用與光照強度有關?？刂茰囟群徒痿~藻的量等條件相同，利用創(chuàng)新教具分別測出無光照和有光照的條件下金魚藻中的溶氧值。通過分析學生發(fā)現(xiàn)：光照條件下，金魚藻中的溶氧值比無光照的溶氧值高。從而，學生能快速地歸納出影響植物光合作用的因素有光照的強弱。同樣，改變金魚藻量，控制其它條件相同，在光照的條件下分別測出不同數(shù)量的金魚藻中的溶氧值。通過折線圖，學生能直觀地看出植物的光合作用與葉片的數(shù)量有關。

六、教具的創(chuàng)新點：

（一）具有24 小時的“太陽光”。教具中裝有植物補光燈，其模擬太陽光，光照強度均勻，具有 24 小時的“太陽光”。

（二）實驗現(xiàn)象明顯性。軟件和硬件相結合，將無色無法的氧氣和二氧化碳轉化為可視化的數(shù)據(jù)和折線圖。

（三）快速性。每隔幾秒就能采集數(shù)據(jù)，并能將數(shù)據(jù)記錄在電腦上，不需要學生畫圖表，學生能快速、準確地分析歸納出植物在不同環(huán)境下金魚藻消耗二氧化和產(chǎn)生氧氣的情況，縮短實驗時間。

（四）嚴謹性。創(chuàng)新教具感應器靈敏度高，能精準地采集到光線強弱、水溫高低、葉片的多少，并將不可視化的信息轉化為具有動態(tài)化和可視化的折線圖，從而避免通過肉眼觀察而產(chǎn)生在誤差。

（五）安全性。創(chuàng)新教具的使用方便，不受氣候和區(qū)域的限制，可隨時隨地進行實驗，不需要將學生帶到太陽下進行實驗，從而避免學生在實驗操作時有中暑、頭暈等現(xiàn)象。

（六）功能多樣性?？梢杂脕硖骄俊吨参锬軌蚶藐柟狻贰队绊懼参锕夂献饔玫囊蛩亍贰稖y量氧氣和二氧化碳的含量》《葉片的蒸騰》等課程。

（七）趣味性：將不可視化的氧氣和二氧化碳轉化為具有動態(tài)化的折線圖，學生從視覺上享受到成功的樂趣，體驗到智能化給生活帶來便利，激發(fā)了學生的興趣，能進一步培養(yǎng)學生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識。5842178A-00EE-4309-BA4B-1F4CFA18A2C5