数字化实验在高中生物实验教学中的应用初探论文_纪晓倩

山东省淄博市淄川区般阳中学 255100

摘 要:2017年高中生物学课程标准的提出,凝练了生物学科的核心素养,让学生在科学探究的实证过程中,以科学思维为导向,完成生命观念的构建和社会责任的培养,提高解决实际问题的能力。生物来源于实验,也要得到实验的检验。因此开展科学合理的生物实验,是提升教学水平的重要举措。利用传感器进行生物数字化实验,既支持了信息技术与生物的全面整合,又提高了学生的兴趣,发展了学生的辨证思维能力。

关键词:核心素养 科学探究 传感器 数字化实验

数字化实验,一般由传感器、数据采集器、计算机及相关数据处理软件等构成。通过他们与实验仪器连接,将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据,呈现出来,实现了对实验结果的定量分析。数字化实验,既支持了信息技术与生物的全面整合,又提高了学生的兴趣,发展了学生的辨证思维能力。

实例:“二氧化碳浓度对光合作用的影响”案例分析。

一、实验目的

验证二氧化碳浓度对植物光合作用强度的影响。

二、实验原理

CO2是光合作用的原料,对光合速率影响很大。绿色植物的光合作用强度在CO2的饱和点之前,随CO2浓度的增加光合强度增加;当超过CO2的饱和点后,CO2的浓度再增加,光合强度不再增加。浸没在水中的绿色植物,其光合作用的碳源是溶于水中的CO2、碳酸盐和重碳酸盐,这些物质可通过表皮细胞进入叶子。通过测定装置中的溶氧量来测定光合作用的强度大小。

三、实验器材及试剂

朗威RDISLab6.5数据采集器、光照度传感器、溶解氧传感器、水生植物(水生蜈蚣草)、光源(投影机光源)、可密封玻璃瓶3只(300mL,自来水、冷开水、NaHCO3)。

四、实验过程

1.材料预处理。将选好的植株 (品种、大小、苗龄、长势相同的水生蜈蚣草)置于一只实验瓶内,放在暗箱内一夜。

2.将预处理后的植株取出,分别置于盛有自来水、冷开水及加入1gNaHCO3的自来水的玻璃瓶中(3瓶贴好标签、编号)。

3.连接计算机、数据采集器及溶解氧传感器、光照度传感器,打开计算机,进入V6.5实验软件系统。点击“通用软件”,系统自动识别所接入的传感器,并显示溶解氧数值及光照度数值。

4.分别将溶解氧传感器电极置于三瓶内,待示数稳定后测得瓶中溶解氧浓度的初始数据。

溶解氧浓度初始数据

5.将3个实验瓶置于强光下照射,使用光照度传感器测得光照度数据为26513Lux。

6.0.5h后分别将溶解氧传感器电极置于三瓶内,待示数稳定后测得瓶中溶解氧浓度的终结数据,进行数据分析。

五、实验数据分析

1号实验瓶(自来水),溶解氧数值下降,为-0.18 mg/L。说明在0.5h内,植物呼吸作用大于其光合作用强度。

2号实验瓶(冷开水)溶解氧数值下降 为-0.67mg/L。说明在0.5h内,植物不仅呼吸作用大于其光合作用强度,无二氧化碳时氧消耗更多,植物光合作用几乎不能进行。

3号实验瓶(加入1g NaHCO3的自来水)溶解氧上升,为+0.87 mg/g。说明在0.5h内,植物光合作用大于其呼吸作用强度。

六、实验结论

二氧化碳浓度对光合作用强度的影响非常明显。

利用数字化信息系统实验室,可以在常规实验的基础上更加直观、精确地反映实验结果,也可以做许多由于常规实验条件达不到而不能完成的实验,而且学生在组装实验的过程中,由于面对的都是高科技仪器,不管是兴趣还是重视程度上都大有提高。这样一节实验课完成之后,用时短、学生参与度高、重视程度高、对知识的掌握也较好,起到了很好的复习、巩固作用。

参考文献

[1]唐晓春 DIS在高中生物学实验中的应用初探[J].生物学通报,2008,(08),42-43。

[2]朱晓林 马九林 张春明 利用DIS探究光照强度对光合作用速率的影响[J].生物学通报,2009,44,(07),50-51。

论文作者:纪晓倩

论文发表刊物:《中小学教育》2019年第364期

论文发表时间:2019/5/27

标签:;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  ;  

数字化实验在高中生物实验教学中的应用初探论文_纪晓倩
下载Doc文档

猜你喜欢