利用自制教具探究影响植物产生氧气的因素

陈娇珍

一、教材存在问题

笔者在执教“金鱼藻会产生氧气吗”、“检测植物光合作用时氧气和二氧化碳的含量”和“探究影响植物光合作用的因素”等实验内容时，发现存在以下不足：

（一）缺乏实验教具

“检测植物光合作用时氧气和二氧化碳的含量”和“探究影响植物光合作用的因素”等探究性实验活动中，教材没提供演示教具，教学中缺乏直观性、实用性的教具，难以突破教学重难点。另外，虽然“金鱼藻会产生氧气吗”这个探究性的实验活动中，教材有提供教具，但教学中，但笔者发现存在以下不足。

（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条件，教室里没太阳，光线弱。 在雨天，无法带学生到室外开展实验，从而影响实验开展的进度。

2.效果不明显性。氧气和二氧化碳是一种无色无味的气体，通过肉眼无法观察到氧气和二氧化碳的变化情况。

3.持久性。金鱼藻光合作用产生氧气量少，收集氧气的时间长。

4.安全隐患性。学生长期在太阳下观察实验现象，容易发生中暑、头晕等现象。

5.缺乏趣味性。学生通过肉眼无法观察到氧气和二氧化碳的变化情况，从视觉上无法享受到成功的乐趣，容易使学生丧失好奇心。

6.缺乏严谨性。通过不明显的“泡泡”就得出结论，得出结论比较牵强，不够严谨。

二、创新教具的结构及各结构的功能

为了解决以上问题，我利用温度传感器、氧气溶解仪、二氧化碳感应器、植物补光灯、光敏传感器和C#软件编写程序，制作一个创新教具。其中，植物补光灯模拟太阳光，强度均匀，具有“24小时太阳光”：氧气溶解仪能精准地检测出金鱼藻中溶解氧气的量：二氧化碳感应器能检测到二氧化碳的量：温度传感器能精准地测出鱼缸里的水的温度：光敏传感器能采集光线的强弱程度。

三、创新教具材料

透明儲物箱、植物补光灯（模拟太阳光）、C#软件、金鱼藻和AZ8403溶氧仪。

四、创新教具的使用方法

此教具操作简单。打开C#软件，点击“开始”键，创新教具开始执行工作，各感应器开始采集信息，USB线将采集到的信息上传到电脑，电脑将相关的信息转化成数据和折线图：点击“暂停”键，创新教具停止工作。

五、教具应用延伸

（一）引出新知，趣起“鱼缸”

为了吸引学生，在引入环节，笔者将呈现出两个装不同东西的鱼缸，让学生观察这两个鱼缸里的鱼的生长情况。这时学生都说到：装有金鱼藻和植物补光灯的鱼缸里的鱼是活的，而没有金鱼藻和没有植物补光灯的鱼缸里的金鱼是死的。于是，我顺势提问：为什么没有金鱼藻那个鱼缸里的金鱼会死？而有金鱼藻的那个鱼缸里的鱼没有死呢？就这样，学生在好奇中进入探究新知环节。

（二）任务驱动，探究新知

这一环节包括三个活动，活动1：探究金鱼藻光合作用产生的气体是氧气，活动2：测量植物光合作用时氧气和二氧化碳的含量，活动3：探究影响植物光合作用的因素三大部分。

活动1：探究金鱼藻光合作用产生的气体是氧气

那怎么证明金鱼藻光合作用会产生氧气呢？分别往两个相同的箱子里装相同量的清水，并往其中一个箱子里装一定量的金鱼藻，另外一个箱子不装金鱼藻，利用创新教具分别检测出箱子里的溶氧值。通过数据表和折线图，可以直观地看出装有金鱼藻那个箱子里的溶氧值高，从而得出结论：金鱼藻光合作用时会产生氧气。

活动2：测量植物光合作用时氧气和二氧化碳的含量

氧气和二氧化碳都是无色无味的气体，怎么测量它们的含量？控制金鱼藻的量及温度相同，利用创新教具，分别检测出有光照的条件下氧气及二氧化碳的量。通过数据可知：在光照的条件下，金鱼藻中的溶氧值越来越大，二氧化碳的含量越来越少。

活动3：探究影响植物光合作用的因素

植物的光合的快慢与哪些因素有关呢？引导学生大胆猜想，并利用创新教具进行验证。先探究的是植物的光合作用与光照强度有关。控制温度和金鱼藻的量等条件相同，利用创新教具分别测出无光照和有光照的条件下金鱼藻中的溶氧值。通过分析学生发现：光照条件下，金鱼藻中的溶氧值比无光照的溶氧值高。从而，学生能快速地归纳出影响植物光合作用的因素有光照的强弱。同样，改变金鱼藻量，控制其它条件相同，在光照的条件下分别测出不同数量的金鱼藻中的溶氧值。通过折线图，学生能直观地看出植物的光合作用与叶片的数量有关。

六、教具的创新点：

（一）具有24 小时的“太阳光”。教具中装有植物补光灯，其模拟太阳光，光照强度均匀，具有 24 小时的“太阳光”。

（二）实验现象明显性。软件和硬件相结合，将无色无法的氧气和二氧化碳转化为可视化的数据和折线图。

（三）快速性。每隔几秒就能采集数据，并能将数据记录在电脑上，不需要学生画图表，学生能快速、准确地分析归纳出植物在不同环境下金鱼藻消耗二氧化和产生氧气的情况，缩短实验时间。

（四）严谨性。创新教具感应器灵敏度高，能精准地采集到光线强弱、水温高低、叶片的多少，并将不可视化的信息转化为具有动态化和可视化的折线图，从而避免通过肉眼观察而产生在误差。

（五）安全性。创新教具的使用方便，不受气候和区域的限制，可随时随地进行实验，不需要将学生带到太阳下进行实验，从而避免学生在实验操作时有中暑、头晕等现象。

（六）功能多样性。可以用来探究《植物能够利用阳光》《影响植物光合作用的因素》《测量氧气和二氧化碳的含量》《叶片的蒸腾》等课程。

（七）趣味性：将不可视化的氧气和二氧化碳转化为具有动态化的折线图，学生从视觉上享受到成功的乐趣，体验到智能化给生活带来便利，激发了学生的兴趣，能进一步培养学生的创新能力和创新意识。5842178A-00EE-4309-BA4B-1F4CFA18A2C5