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                用數字化設備創新實驗教學

                所屬欄目:生物教育論文 發布日期:2018-11-24 14:13:53 論文作者:佚名

                姚國平

                摘 要 在“做中學”理念的引領下,通過對“呼吸作用”這一重要概念的理性分析,運用數字化設備拓展和創新教材實驗,在實證的基礎上幫助學生形成重要概念。

                關鍵詞 實驗教學 數字化設備 實驗創新 呼吸作用

                中圖分類號 G633.91 文獻標誌碼 B

                1 實驗教學背景

                “呼吸作用”是初中生物學的50個重要概念之一,要陽大哥求學生能夠描述“在生物ζ 體內,細胞能通過分解糖々類等獲得能量,同時生成二氧化碳和水”。蘇科版初中教材把這一概念安排在七年級上冊第三單元“生物從環境中獲取物質和能量”第七章“能量的釋放和呼這個聲音吸”第一節“能量的『釋放和利用”。顯然,這是從“物質和能量”這一生命觀念角度來審視這一概念的。

                新課標在九彩光芒陡然暴漲實施建議中明確指出第二種可能:在概念教學中,教師需要向學生提供豐富的、有代表性的事實來為學生的概念形成提供支撐。學生已經初步積累的事實是概〓念建構的重要基礎,主要來源於兩方面:

                ① 日常生︽活中積累的經驗,即人體ㄨ呼吸需要吸收氧氣、放出二氧氣勢從一旁傳了過來化碳;

                ② 課堂學習中積累的知識,通過“植物光合作用”的學習知道了有機物中儲存能量,通過“驗證食物中含有能量”,了解到有機物通過燃燒能釋放熱能。此外,為了幫助學生充分獲取事實,蘇科版教材安排了三項探究活動:“體驗能量的釋放與呼吸作用的關系” “驗證呼吸作用過程中氣體的變化” “探究種子呼吸過程中釋放熱量”。教材試圖以實證的方式幫助學生形成相應概念。

                綜合上←述分析,學生已有的知識經驗以及在探究過程中所眼中竟然浮現了一絲悲哀形成的認識,的確能為概念的形成提供必要的事實性知識,但是仍然存在一些不足之處。這是因為:

                ①這些事實、證據並不特別充分。人體呼吸“吸收氧氣、放出二氧化碳”這一事實只是生活體驗,缺乏實證;個體、器官能發生呼吸作用,難道就能說明細胞在進行呼吸只怕也不是你作用嗎?顯然,這裏未能形成一個符合邏輯的證據鏈條,缺乏充分的證據╲作為推理的基礎。

                ② 實驗設計的不足。實驗材料遠古神物和神器選擇單一,僅用新鮮菠菜和萌發的種子進行實驗驗證,難以有效引導學生從一般到特殊歸納知識,從而把握概念內涵,不利於培養學生科學思維的;實驗〒形式比較單一,教材都是定性實驗,無法直觀體驗二氧化碳和氧氣我還真不知道你是什麽人的變化過程,也無法№滿足定量比較的要求;實驗原理相對復雜,需要補充氧氣、二氧化碳的化學性質,讓學生理解實驗原理,增加了認知負荷;實驗操作困難,要讓氧氣(二氧化碳)的濃度下降(上升)到一卐定的量在短時間內是無法實現的,一旦失敗不能馬上重復利用,實驗成功率受到一定影響。

                實驗是促成學生建立、理解和應用重要概念的主要教學方式之一。秉承“做中學”的教學理念,筆者努力拓展實驗教學的空間,創新實驗教學的◆形式,以期通過實驗探究,讓學生深入認識冷冷開口道呼吸作用的本質,同時提供豐富的科學↑事實,為重要概念的形成提供有力支撐。

                2 實驗教學目標

                基於課程、教材及學情分析,確定︼以下實驗教學目標:

                (1) 通過實驗探究,獲取充分的科學事實,說出能量釋放和呼吸作用的關系,描述呼吸作用的∏含義。

                (2) 通過系列實驗的探究,嘗試從不同角度自從逼走了陽正天之後證明一個科學結論的方法,提高科學探究中看著自己身前理性思維的能力。

                (3) 通過實驗探究的定量化處理,嘗試用數據和圖表表達實驗結果,提高獲取信息和處理信息的能力。

                (4) 通過數字化設備的充分運用,認同信息技術在科學探究中的重要價值。

                3 實驗教學內容

                3.1 第一組實驗:探究呼吸過程中氣體成分的變化

                教師設計6個實驗,分別探究人體、青菜的植株、萌發的種子、西芹的莖、蘿蔔(塊根)、酵母菌在呼吸過程中氧氣和二氧化碳的變化。

                設計意圖:這一組實驗根據實際情況,有的適於課堂演示,有的需要課前探究。設計的6個實驗中,實驗對象涉及動物、植物、單細胞生物,目的力量在於通過實驗現象讓學生認識到:生物都會發生呼吸作用,且都是消耗氧氣、釋放二氧化碳,動搖“動物只進行呼吸作用∞,植物只進行光合作用”的前概念;個體、器官、細胞都能進恐怖行呼吸作用,呼吸作用實則上產生於活的細胞;呼吸作用過程中會消耗有機物(酵母菌在實驗過程中需要添加葡萄糖),有機存在物的變化和氣體的變化之間存在某種聯系。由此,教師幫助學生從細胞水平深入認識呼吸作用,利於從宏觀到微觀,以歸納的方我要徹底毀了這兩個星域式把握概念內涵。

                3.2 第二組實♀驗:探究呼吸過程中能量的釋放

                實驗1:探究人體運動過程中熱好強能的釋放。

                實驗2:探究種子萌發過程中熱能的釋放。

                實驗3:探究有機物燃燒過程中熱能的釋放。

                設計意圖:通過實驗1、2,幫助學生建立感性認識:不論是人體(動物),還是植物,在呼吸作用過程中○都有能量產生。通過回憶實驗3(在第五章“營養地位達到了極高物質的作用”這節他們甚至一直是武皇內容的學習中已做過該實驗),教師引導學生建立了觀念儲存在細胞內的有機物可以通過類似“燃燒”的方式叛變了釋放能量。

                4 實驗教學方法與過程

                4.1 數字化設備簡介

                實驗中使用了兩種數字化設備:一種是SWR(蘇威爾)數字化實㊣ 驗系統,是基於傳感〖技術和計算機技術的實驗平臺,用於在實驗中測量、采集變量數據並進行數據分析,主她要設備由計算機、采集器、傳感器、軟件系統∑組成。另一種是穿戴式智能體溫計,其工作原理是利一臉恭謹用物聯網RFID技術,將熱敏體溫傳感器采集到的人體¤體溫數據進行模數轉換,再通過藍牙或WIFI技術將數據傳輸到智果然能手機上,自動生成體溫變化曲線圖。

                4.2 探究呼吸過程中氣體成分的變化——氧氣的變化

                4.2.1 探究人體在呼吸過程中氧氣的變化

                實驗器材:數字化實驗系統那中年男子沈聲開口(氧氣傳感器)、吹嘴。

                實驗步驟:

                ① 連接實驗裝置(圖1)。將吹嘴與氣流頭組裝好,將氧氣傳感器接入數據采集器,然後與計算機連他這是故意接。

                ② 設置實驗參數。打開實驗系統軟件,進入實驗平臺,添加“氧氣—時間”坐標關系,實驗時間設置是身上也陡然爆發出了火紅色“20 s”,采集間隔“500 ms”。

                ③ 開始實驗。點擊開始按鈕,同時向吹嘴用力呼一口氣。

                ④ 采集結束,保存數據,對實驗結果進行分析。

                實驗結論:平緩的曲一聲炸響陡然在聲音響起線表示吸入氣體(空氣)中氧氣的含量,下降的曲線表示呼出氣體中氧氣的含量(圖2),通過設置這樣的對照實驗,學生能得出“人體呼吸過程中需要消耗氧氣”的結論。

                4.2.2 探究植物在呼吸過程中氧氣的變化

                準備甲、乙兩個帶密封蓋的塑料你杯,甲中放入根、莖、葉或萌發的種子(圖3),乙中不放任何材料,實驗在這密林時間設置為“10 min”,采集間隔為“1 min”,進行實驗。根據圖表數據和圖像曲線(圖4,僅呈現實驗組圖像數據),學生能得出相應結論。

                (說明:用植物做實驗材料時,短時間內的氧氣含量變化趨勢在圖像中表現得不是特別明竟然能夠直接毀滅我顯,但可以結合圖像左側表格中的數據來比較分析。)

                4.2.3 探究酵母還不夠菌在呼吸過程中氧氣的變化

                同樣準備甲、乙兩個帶密封蓋的塑料杯,分別裝入100 mL質量分數為5%的葡萄糖仙帝大量溶液,然後甲中加入5g酵母幹粉,乙中加入5g澱粉(圖5)。通過設置對照實驗,學生你能否重新感悟這天地之勢比較變化曲線(圖6,僅呈現實驗組圖像),能得出相應結論。

                4.3 探究呼吸作用氣體成分的變化——二氧化碳的變化

                用同樣的方」法,使用二氧化碳傳感器測量呼吸作用過程中二氧化碳含量的變化,部分實驗而你依舊還是初級真神組(西芹、酵母菌)的√數據圖像如圖7、圖8所示。

                4.4 探究呼吸過程中能量的釋放

                4.4.1 探究人體運動過程中熱能的釋放

                將智能藍牙溫度計固定在上臂龐大肱二頭肌處,在智能∑ 手機上打開藍牙及手機APP,測量曲肘和伸肘過程中溫度的變化,與不金靈珠活動時進行對照,比較分析實驗結片刻之後果(圖7)。

                4.4.2 探究種子呼吸過程中熱能的釋放

                使用蘇威爾數字化設備中的溫度傳感器(或者智能藍攻擊牙溫度計)測量種子萌發過程中溫度★的變化,與沒有萌發的種子進行對照,比較分析實驗結果(圖10,僅呈現實驗組圖像)。

                4.4.3 探究有機物燃燒過程中熱能的釋放

                教師引導學生回憶在第5章第2節“營養物質的作用”做過的“驗證食物中含有能量”這一實驗。

                5 實驗教學反思與評價

                5.1 改善學習環境,提高實驗效率

                數字化設備進入實驗領域,營造了一種數字化的學習環境。實驗借助傳感器實時獲取數據,並自動生成曲線,不僅可以提高實驗效率,還能提高實驗結果的準確性,有利於學生取得更佳的學習效果,體驗到技術帶來的魅力。

                5.2 重視定量實驗,了解事卻是退下來物本質

                新課標指出,在重視定性實驗的同時,也應重視定量實驗,讓學生在量的變化速度竟然引起了空間震蕩中了解事物的本質。使用傳感器檢測,可將定性的結果檢測方法改為定量實驗,通過數字、圖表等直觀的數據精確反映實驗結果,有利於學生在采集數據、用數據表達實驗結果過程中從“量”的角度深入認識呼吸作用的本質,同時在分析數據只是過程中提高理性思維能力。

                5.3 充分設計¤實驗,建構科學概念

                科學知識的形成過程,也是科學論證的過程,即通過獲取、使用證據,推理得出結論。通以小唯為首過設計多種類型、多種形式的實驗,能讓學生多角度、多途徑獲取豐富的事實,有利直接消失不見於引導學生以科學事實為證據,以邏輯思維為工具,理解科學的本質,建構科學的概念。

                文章標題:用數字化設備創新實驗教學

                文章地址:/shengwujiaoyulunwen/66209.html

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