用实验指导学生进行创新思维_植物论文

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在实验中培养学生的观察能力、发现能力、想像能力、思维能力,提出问题分析和解决问题的能力。为此教师在教学过程中要善于创设实验情景,运用实验手段,巧妙地引导学生展开创新思维。下面以补充的有关实验为例谈谈我的做法。

1 通过分析实验引导学生展开创新思维

为了说明是绿色植物进行光合作用的原料,课前设计了一个实验装置,如图1所示,上课时放置讲台上。介绍此装置是透明密封的。其内气体是空气,底部是浓NaOH溶液。现在若将此装置先放暗处24h,再移至阳光下。让学生观察后提问:由此实验可以说明哪些问题?通过学生讨论:有的提出这是一个验证是绿色植物光合作用的原料的实验。其理由是:当绿色植物在暗处放置24h,进行了较长时间的呼吸作用,叶片上的淀粉几乎全部发生了反应,且产生的又被NaOH溶液吸收,当移至阳光下照射较长时间后,取叶片捣碎,在滤液中加入碘水,若不变蓝,说明未发生光合作用,由此证实了前面的结论;有的认为容器里的这株植物在没有O[,2]和存在的情况下几天后会死去。理由是:容器里的O[,2]耗尽后,在黑暗中呼吸作用停止,容器里没有气体,光照时不能进行光合作用。由于整个新陈代谢停止,所以植物不久就会死亡。由此还说明了是地球上有机物最初合成的基础物质。还有同学认为此实验可用来测试绿色植物的呼吸强度。方法是:在暗处放置24h,呼吸作用产生的全被NaOH溶液吸收,然后取此溶液进行中和滴定测量吸收的总量,再做同体积空气用NaOH溶液处理的对比实验,计算绿色植物叶片的呼吸强度。

发言的同学一个接一个,气氛热烈,发言内容有理有据,思路开阔,产生的效果远远超过了设计者的初衷。

2 通过演示实验启发学生展开创新思维

能灭火这是学生熟悉的知识,为了使这一常识性的知识在实际生活中得到正确运用,设计了如图2所示的一组实验:

当在大烧杯内和桌上点燃长短相同的2组蜡烛时设问:若向烧杯里慢慢倒入气体,和将一容积与烧杯相近的烧杯盖在桌上,指出2组先熄灭的蜡烛,并解释原因。讨论中对甲实验中短蜡烛先熄灭的观点基本一致,原因是的密度比空气重。对乙实验有2种观点:一种认为是短的先熄灭,理由是蜡烛燃烧时产生的落在烧杯的下面;另种观点认为长的先熄灭,理由是蜡烛燃烧时产生的是热气体,其分子间的距离较大而导致气体密度比空气小,热的气体此时聚积在上部。讨论完毕后,学生静悄悄地等待着演示实验的结果。当向烧杯中倒入时,是短蜡烛先熄灭了。当用烧杯盖在桌上蜡烛上时,不一会是长蜡烛先熄灭了(掌声)。

随后又提出了2个与生活实际相关的问题再让学生讨论:若你晚上在某一剧院看演出时,当楼下部位起火时,是选择高处的门逃生还是选样低处的门逃生。若你去山林灭火,去时峡谷的风很大,灭火人员从峡谷的大路进入两侧靠近火场扑火,火扑灭后风也停了,灭火人员该选择何路径撤回来。此时学生依据实验乙的原理知道前者要选择低处的门逃生,因低处的门正在进入新鲜空气。而高处的门正是热气体()烟尘的出口处。对后一问题讨论中也有2种观点:一种认为由原路返回,因燃烧时形成了热气流冲入上空扩散了,峡谷里是起风进入的新鲜空气,不会出现问题;另一种认为不能由原路返回,因火熄灭后,上空中的随气温降低在向下慢慢沉降,最后聚集在谷底,为了避免危险的发生,应选择山岭或山腰撤回。讨论中持前一种观点的同学认为后者的分析是正确的。生活中的这种悲剧是出现过的,某地政府动员学生上山灭火,返回时带领学生走峡谷的原路,不多久就学生晕倒,由于抢救不及时,有的学生窒息性死亡。悲剧的原因是领导“科盲”所致。

3 组织设计实验激励学生展开创新思维

是目前公认的温室气体,温室效应是世界目前所面临的三大环境问题之一。现请同学们设计一个最简单的实验来验证是否会产生温室效应。经过一番思考,大多数同学的设计比较合理。图3所示的一组装置是比较具有代表性的,并通过摄像投影仪打在屏幕上,然后请设计者讲述实验方法:用排气法收集一瓶气体,从室温的状态下移到太阳光下照射一段时间,观察温度计上读数的变化,若装瓶里的温度比装空气瓶的温度高一些即可证明是温室气体。后来的实验也证实了装瓶里的温度是高一些。

据此实验又设问讨论:过度排放对环境有哪些危害?人类如何控制温度效应?人类能否利用温室效应?同学们通过讨论对危害提出了3条:一是温室效应使地球表面温度升高,加快了地表水分的蒸发,会造成干旱及北方地区加快沙漠化进程,造成生态失衡。二是温室效应会使地球上的冰山。雪山融化,使海平面升高。三是地球表面温度升高,很多病虫害可以顺利越冬,将导致来年病虫害的大量繁殖。关于对策,有的同学建议从原头治起,即全球限制化石燃料的开采量,以减少的排放总量。有的同学提出开辟新的能源途径,如采用高效分解水的方法以获得清洁的氢气能源,开发核能、太阳能、地热、风能等新能源。有的同学认为政府要严禁对现有森林的乱砍乱伐,保护地表绿色植被,同时大搞植树造林,绿化荒山秃岭,增大绿色植物光合作用的总面积,使过量排放的转化为有机物成为地球上的财富。关于利用问题,有的同学提出创办高效农业园。即建造温室,特别是冬季,在室里放一燃着的煤炉,此举3得:一是直接燃煤放出的热量提高了室温;二是产生的可作光合作用原料;三是产生的在白天太阳的照射下产生温室效应,使室内温度提高,加快光合作用的速率和强度,从而提高产量。

教学过程中,通过增加这些实验内容,不仅能使学生深刻理解其基本原理,更重要的是以实验为基础,结合社会生活实际使学生展开了一系列创新思维,从而实现了知识向能力的转化。

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