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

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果，得出結論分組操作，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)的凈化作用匯總全班數(shù)據(jù)，得出結論情感升華，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。