陳嬌珍

一、教材存在問(wèn)題

筆者在執(zhí)教“金魚(yú)藻會(huì)產(chǎn)生氧氣嗎”、“檢測(cè)植物光合作用時(shí)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(shí)驗(yàn)內(nèi)容時(shí)，發(fā)現(xiàn)存在以下不足：

（一）缺乏實(shí)驗(yàn)教具

“檢測(cè)植物光合作用時(shí)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(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，教材沒(méi)提供演示教具，教學(xué)中缺乏直觀性、實(shí)用性的教具，難以突破教學(xué)重難點(diǎn)。另外，雖然“金魚(yú)藻會(huì)產(chǎn)生氧氣嗎”這個(gè)探究性的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，教材有提供教具，但教學(xué)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(méi)太陽(yáng)，光線弱。 在雨天，無(wú)法帶學(xué)生到室外開(kāi)展實(shí)驗(yàn)，從而影響實(shí)驗(yàn)開(kāi)展的進(jìn)度。

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

3.持久性。金魚(yú)藻光合作用產(chǎn)生氧氣量少，收集氧氣的時(shí)間長(zhǎng)。

4.安全隱患性。學(xué)生長(zhǎng)期在太陽(yáng)下觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，容易發(fā)生中暑、頭暈等現(xiàn)象。

5.缺乏趣味性。學(xué)生通過(guò)肉眼無(wú)法觀察到氧氣和二氧化碳的變化情況，從視覺(jué)上無(wú)法享受到成功的樂(lè)趣，容易使學(xué)生喪失好奇心。

6.缺乏嚴(yán)謹(jǐn)性。通過(guò)不明顯的“泡泡”就得出結(jié)論，得出結(jié)論比較牽強(qiáng)，不夠嚴(yán)謹(jǐn)。

二、創(chuàng)新教具的結(jié)構(gòu)及各結(jié)構(gòu)的功能

為了解決以上問(wèn)題，我利用溫度傳感器、氧氣溶解儀、二氧化碳感應(yīng)器、植物補(bǔ)光燈、光敏傳感器和C#軟件編寫程序，制作一個(gè)創(chuàng)新教具。其中，植物補(bǔ)光燈模擬太陽(yáng)光，強(qiáng)度均勻，具有“24小時(shí)太陽(yáng)光”：氧氣溶解儀能精準(zhǔn)地檢測(cè)出金魚(yú)藻中溶解氧氣的量：二氧化碳感應(yīng)器能檢測(cè)到二氧化碳的量：溫度傳感器能精準(zhǔn)地測(cè)出魚(yú)缸里的水的溫度：光敏傳感器能采集光線的強(qiáng)弱程度。

三、創(chuàng)新教具材料

透明儲(chǔ)物箱、植物補(bǔ)光燈（模擬太陽(yáng)光）、C#軟件、金魚(yú)藻和AZ8403溶氧儀。

四、創(chuàng)新教具的使用方法

此教具操作簡(jiǎn)單。打開(kāi)C#軟件，點(diǎn)擊“開(kāi)始”鍵，創(chuàng)新教具開(kāi)始執(zhí)行工作，各感應(yīng)器開(kāi)始采集信息，USB線將采集到的信息上傳到電腦，電腦將相關(guān)的信息轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)和折線圖：點(diǎn)擊“暫?！辨I，創(chuàng)新教具停止工作。

五、教具應(yīng)用延伸

（一）引出新知，趣起“魚(yú)缸”

為了吸引學(xué)生，在引入環(huán)節(jié)，筆者將呈現(xiàn)出兩個(gè)裝不同東西的魚(yú)缸，讓學(xué)生觀察這兩個(gè)魚(yú)缸里的魚(yú)的生長(zhǎng)情況。這時(shí)學(xué)生都說(shuō)到：裝有金魚(yú)藻和植物補(bǔ)光燈的魚(yú)缸里的魚(yú)是活的，而沒(méi)有金魚(yú)藻和沒(méi)有植物補(bǔ)光燈的魚(yú)缸里的金魚(yú)是死的。于是，我順勢(shì)提問(wèn)：為什么沒(méi)有金魚(yú)藻那個(gè)魚(yú)缸里的金魚(yú)會(huì)死？而有金魚(yú)藻的那個(gè)魚(yú)缸里的魚(yú)沒(méi)有死呢？就這樣，學(xué)生在好奇中進(jìn)入探究新知環(huán)節(jié)。

（二）任務(wù)驅(qū)動(dòng)，探究新知

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

活動(dòng)1：探究金魚(yú)藻光合作用產(chǎn)生的氣體是氧氣

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

活動(dòng)2：測(cè)量植物光合作用時(shí)氧氣和二氧化碳的含量

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

活動(dòng)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(guān)呢？引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想，并利用創(chuàng)新教具進(jìn)行驗(yàn)證。先探究的是植物的光合作用與光照強(qiáng)度有關(guān)?？刂茰囟群徒痿~(yú)藻的量等條件相同，利用創(chuàng)新教具分別測(cè)出無(wú)光照和有光照的條件下金魚(yú)藻中的溶氧值。通過(guò)分析學(xué)生發(fā)現(xiàn)：光照條件下，金魚(yú)藻中的溶氧值比無(wú)光照的溶氧值高。從而，學(xué)生能快速地歸納出影響植物光合作用的因素有光照的強(qiáng)弱。同樣，改變金魚(yú)藻量，控制其它條件相同，在光照的條件下分別測(cè)出不同數(shù)量的金魚(yú)藻中的溶氧值。通過(guò)折線圖，學(xué)生能直觀地看出植物的光合作用與葉片的數(shù)量有關(guān)。

六、教具的創(chuàng)新點(diǎn)：

（一）具有24 小時(shí)的“太陽(yáng)光”。教具中裝有植物補(bǔ)光燈，其模擬太陽(yáng)光，光照強(qiáng)度均勻，具有 24 小時(shí)的“太陽(yáng)光”。

（二）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯性。軟件和硬件相結(jié)合，將無(wú)色無(wú)法的氧氣和二氧化碳轉(zhuǎn)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(xué)生畫圖表，學(xué)生能快速、準(zhǔn)確地分析歸納出植物在不同環(huán)境下金魚(yú)藻消耗二氧化和產(chǎn)生氧氣的情況，縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間。

（四）嚴(yán)謹(jǐn)性。創(chuàng)新教具感應(yīng)器靈敏度高，能精準(zhǔn)地采集到光線強(qiáng)弱、水溫高低、葉片的多少，并將不可視化的信息轉(zhuǎn)化為具有動(dòng)態(tài)化和可視化的折線圖，從而避免通過(guò)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(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不需要將學(xué)生帶到太陽(yáng)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，從而避免學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作時(shí)有中暑、頭暈等現(xiàn)象。

（六）功能多樣性。可以用來(lái)探究《植物能夠利用陽(yáng)光》《影響植物光合作用的因素》《測(cè)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(zhuǎn)化為具有動(dòng)態(tài)化的折線圖，學(xué)生從視覺(jué)上享受到成功的樂(lè)趣，體驗(yàn)到智能化給生活帶來(lái)便利，激發(fā)了學(xué)生的興趣，能進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和創(chuàng)新意識(shí)。5842178A-00EE-4309-BA4B-1F4CFA18A2C5