STEM理念在初中生物实验课堂中的探索--探究水华现象的成因说课课件.pptx

1、教材分析教学目标实验创新关注生活课后思考科学探究科学思维社会责任生命观念实验过程1磷元素、氮元素能磷元素、氮元素能促进藻类植物的生促进藻类植物的生长。生活污水中含长。生活污水中含有这些元素，任意有这些元素，任意排放对水体有利还排放对水体有利还是有弊呢？是有弊呢？提出问题2水污染不但影响水污染不但影响植物的生长和发植物的生长和发育，还会使动物育，还会使动物和人中毒。严重和人中毒。严重时可形成水华现时可形成水华现象。象。教材分析3生物与环境相互依生物与环境相互依赖、相互影响。理赖、相互影响。理解人与自然和谐发解人与自然和谐发展的意义，提高环展的意义，提高环境保护意识十分重境保护意识十分重要。要。课

2、程标准教材分析探究水华现象的成因教学目标教学目标学生通过学生通过思维批判、分析思维批判、分析对比、探究本质、总结规对比、探究本质、总结规律，探究律，探究含磷、含氮无机含磷、含氮无机盐对藻类植物的影响，盐对藻类植物的影响，理理解解水华现象的形成。水华现象的形成。运用运用已有知识进行科学已有知识进行科学探究、探究、设计设计探究方案并探究方案并动手实践动手实践完成实验。完成实验。学生学生参与参与社会事务讨论，社会事务讨论，关注关注环境保护，环境保护，培培养养社会社会责任。责任。通过实验探究建构生物通过实验探究建构生物与环境相互依赖、相互与环境相互依赖、相互影响的影响的科学概念科学概念，形成，形成稳态

3、与平衡观稳态与平衡观。科学探究社会责任生命观念科学思维实验创新定量观察科学技术鼻闻眼看鼻闻眼看酶标仪酶标仪观察动物的生存状况观察动物的生存状况三聚磷酸钠三聚磷酸钠池塘水溶液池塘水溶液 活性碳活性碳跨学科整合模拟实验尿素尿素溶氧仪溶氧仪磷酸盐测试盒磷酸盐测试盒分光镜分光镜实验创新实验过程搜集资料模拟实验深入探究实验拓展实验过程生命观念学生搜集资料：认识现象水华的概念水华的成因水华的危害水华指淡水中藻类大量繁殖的一种自然生态现象，是水体富营养化的一种特征。富营养化是生物所需的氮和磷等营养物质大量进入湖泊、河流等缓流水体，引起藻类过度繁殖，使得水体透明度下降、溶解氧降低、水质明显恶化、造成鱼类等水生

4、生物大量死亡。由于营养盐耗尽，藻类过度繁殖后又会大量死亡。在腐败、被分解的过程中，造成环境严重缺氧并产生硫化氢等有害物质，使水生生物缺氧或中毒死亡。实验过程水温、水体的pH值、光照强度等均会对藻类等水华生物的大爆发产生影响。学生借助信息化手段的辅助发现课题的实际意义，学生借助信息化手段的辅助发现课题的实际意义，为后续探究奠定理论基础。为后续探究奠定理论基础。文献监测标准检测结果学生取样测试水体中叶绿素含量大于10g/L时，可见水华现象。发生水华时，藻类植物的密度一般是105-109Cell/L。学生搜集资料：监测标准实验过程学校池塘 公园池塘 民心河 学校池塘水学校池塘水民心河水民心河水公园池

5、塘水公园池塘水项目铜绿微囊藻 螺旋藻叶绿素COD（化学需氧量） PH总含磷量总含氮量学校池塘5.8 X 107个个/L4.0 X 106个个/L 18g/L624mg/L6.70.43mg/L0.07mg/L公园池塘3.7 X 103个个/L9.8 X 102个个/L7.8g/L58mg/L7.00.28mg/L0.04mg/L 民心河2.1 X 103个个/L5.5 X 102个个/L6.0g/L77mg/L7.10.11mg/L0.06mg/L学生搜集资料，进行数据的分析对比，学生搜集资料，进行数据的分析对比，培养了思维的严密性。培养了思维的严密性。称量药品称量药品溶解药品溶解药品配制溶液

6、配制溶液实验过程学生用跨学科整合的眼光去解决问题学生用跨学科整合的眼光去解决问题学生通过模拟实验，探究本质，学生通过模拟实验，探究本质，培养了思维的深刻性。培养了思维的深刻性。采买原料实验操作普通池塘水普通池塘水0.2mg/L0.2mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液0.5mg/L0.5mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液含磷含磷0.5mg/L0.5mg/L、含氮、含氮0.1mg/L0.1mg/L池塘水溶液池塘水溶液不同浓度含磷池塘水溶液不同浓度含磷池塘水溶液不同浓度含氮池塘水溶液不同浓度含氮池塘水溶液含磷、含氮池塘水溶液含磷、含氮池塘水溶液实验过程0.3mg/L0.3mg/L含磷含磷池塘水溶

7、液池塘水溶液0.4mg/L0.4mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液普通池塘水普通池塘水0.01mg/L0.01mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液0.1mg/L0.1mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液0.04mg/L0.04mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液0.07mg/L0.07mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液静置一个月后静置一个月后手机拍摄分光镜分光手电筒光源临时玻片标本 光谱图：普通池塘水光谱图：含磷、含氮池塘水溶液实验结论：含磷、含氮池塘水溶液中叶绿素含量高于普通池塘水。如何实现定量观察呢？如何实现定量观察呢？ 叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。红光和蓝紫光明显减少。溶液中叶绿素含

8、量是否有变化呢？溶液中叶绿素含量是否有变化呢？叶绿素主要吸收红光和蓝紫光。普通池塘水普通池塘水0.01mg/L0.01mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液0.1mg/L0.1mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液0.04mg/L0.04mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液0.07mg/L0.07mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液 不同浓度含氮池塘水溶液叶绿素含量不同浓度含氮池塘水溶液叶绿素含量项目普通池普通池塘水塘水0.01mg/L0.01mg/L含氮含氮池塘水溶液池塘水溶液0.04mg/L0.04mg/L含氮含氮池塘水溶液池塘水溶液0.07mg/L0.07mg/L含氮含氮池塘水溶液池塘水溶液

9、0.1mg/L0.1mg/L含氮含氮池塘水溶液池塘水溶液叶绿素（g/L) 2.3 3.0 4.9 9.3 9.8普通池塘水普通池塘水0.2mg/L0.2mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液0.5mg/L0.5mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液0.3mg/L0.3mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液0.4mg/L0.4mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液实验结论1：在一定浓度范围内，磷元素含量越多，藻类植物和叶绿素的含量越多，促进水华形成。实验结论2：在一定浓度范围内，氮元素含量越多，藻类植物和叶绿素的含量越多，对水华影响较小。含磷含磷0.5mg/L0.5mg/L、含氮、含氮0.1mg/L0.

10、1mg/L池塘水溶液池塘水溶液 不同浓度含磷池塘水溶液叶绿素含量不同浓度含磷池塘水溶液叶绿素含量项目普通普通池池塘水塘水0.2mg/L0.2mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液0.3mg/L0.3mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液0.4mg/L0.4mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液0.5mg/L0.5mg/L含磷含磷池塘水溶液池塘水溶液叶绿素（g/L) 2.3 3.0 6.8 9.3 21.7 含磷含磷0.5mg/L0.5mg/L、含氮、含氮0.1mg/L0.1mg/L池塘水溶液池塘水溶液叶绿素（g/L) 28.228.2实验结论3：生活污水和工业废水中都含有磷、氮两种元素，能明显促进藻

11、类植物生长。10g/L10g/L藻类植物过度生长藻类植物过度生长, ,对其它水生生物有影响吗？对其它水生生物有影响吗？酶标仪 -分光光度法实验过程几种池塘水饲养观赏鱼几种池塘水饲养观赏鱼几种池塘水饲养饲料鱼几种池塘水饲养饲料鱼学生破除定势，培养了思维的批判性。学生破除定势，培养了思维的批判性。实验过程-学生破除定势，培养了思维的批判性。学生破除定势，培养了思维的批判性。向不同池塘水中放入数量相等的小鱼向不同池塘水中放入数量相等的小鱼一天后，观察小鱼生存状况，对死亡数量进行记录。一天后，观察小鱼生存状况，对死亡数量进行记录。0001350123456普通池塘水0.2mg/LP0.3mg/LP0.

12、4mg/LP0.5mg/LP0.5mg/LP、0.1mg/LN不同浓度含磷池塘水饲养小鱼记录死亡数目 0000450123456普通池塘水0.01mg/LN0.04mg/LN0.07mg/LN0.1mg/LN0.5mg/LP、0.1mg/LN不同浓度含氮池塘水饲养小鱼记录死亡数目 实验结论1：在一定浓度范围内，磷元素含量越多，小鱼死亡数量越多。实验结论2：在一定浓度范围内，氮元素含量越多，小鱼死亡数量越多。实验结论3：在一定浓度范围内，磷、氮两种元素会造成小鱼死亡数量明显上升。小鱼死亡的主要原因是什么？水中氧气变少？小鱼死亡的主要原因是什么？水中氧气变少？实验过程-普通池塘水普通池塘水溶解氧溶

13、解氧8.11mg/L8.11mg/L实验过程-实验过程-溶氧仪测定不同浓度含磷溶液中溶解氧的多少8.119.7410.236.656.25024681012普通池塘水0.2mg/L0.3mg/L0.4mg/L0.5mg/L溶解氧mg/L8.118.348.578.927.03012345678910普通池塘水0.01mg/L0.04mg/L0.07mg/L0.1mg/L实验结论3：藻类植物过度生长极大地降低淡水中溶解氧的含量，对水生生物十分不利。0001350123456普通池塘水0.2mg/LP0.3mg/LP0.4mg/LP0.5mg/LP0.5mg/LP、0.1mg/LN不同浓度含磷池塘

14、水饲养小鱼记录死亡数目 0000450123456普通池塘水0.01mg/LN0.04mg/LN0.07mg/LN0.1mg/LN0.5mg/LP、0.1mg/LN不同浓度含氮池塘水饲养小鱼记录死亡数目 实验结论2：在一定浓度范围内，氮元素含量越多，溶液中氧气含量越高。但超出此范围，溶液中氧气含量会逐渐降低，对水生生物产生不利影响。还有其它因素会促进水华现象的形成吗？还有其它因素会促进水华现象的形成吗？溶氧仪测定不同浓度含氮溶液中溶解氧的多少实验结论1：在一定浓度范围内，磷元素含量越多，溶液中氧气含量越高。但超出此范围，溶液中氧气含量会逐渐降低，对水生生物产生不利影响。202835电热恒温培养

15、箱17.0927.3315.65.574.036.28051015202530202835叶绿素含量溶解氧不同温度下含磷、含氮池塘水的成分实验结论：28 左右是水华发生的适宜温度。实验过程-实验结论一：生活污水和工业废水中的磷、氮两种元素，会促进藻类植物的生长。模拟实验实验结论二：藻类植物过度生长会降低淡水中溶解氧的含量，对水生生物十分不利。深入探究实验结论三： 25 -30 是水华发生的适宜温度，28 为最适宜温度。实验拓展科学概念实验过程-生物与环境相互依赖、相互影响。稳态与平衡观本节课围绕实际问题展开实验，通过问题引导学本节课围绕实际问题展开实验，通过问题引导学生探究新知，提高解决实际问

16、题的能力，学会用生探究新知，提高解决实际问题的能力，学会用整合的眼光去研究身边有价值的生活问题。整合的眼光去研究身边有价值的生活问题。学生总结规律，培养了思维的敏捷性。学生总结规律，培养了思维的敏捷性。新问题：为避免和消除水华现象，应如何处理污水呢？新问题：为避免和消除水华现象，应如何处理污水呢？关注生活净水活性炭活性炭含有的大量微孔，大大增加了其表面积，能有效地吸附水中有机污染物和无机物。关注生活水龙头净化器过滤水华污水水华污水净化前后对比 净化前：水质含磷量0.50mg/L 净化后：水质含磷量0.25mg/L实验结论：活性炭能够吸附污水中的含磷无机盐，对水华现象具有抑制作用。 材料用具：旧油桶、矿泉水瓶、 旧鱼缸上的抽水泵、活性碳包。无磷洗衣粉我国从1994年开展环境标志产品认证，无磷洗涤品拥有了明显的绿色标志。绿色蔬果湿地公园倡导绿色生活，发展绿色食品。减少化肥农药的使用。我国正在形成以自然保护区为主体，湿地公园、湿地保护小区等多种保护管理形式并存的保护管理体系。关注生活同学们通过提问、设计、讨论、思考、尝试、改变，克服了一个个困难。蜕变提高欠缺不足同学们将持续关注水与人类、水与生态的关系。继续前行实验科学 课后思考由于时间和仪器的限制，我们的实验还有待完善。实验操作采买原料实验操作实验改进得出结论