《水质对生物的影响》教学案例及反思

一、教学目的
　　本节课是在数字化实验室条件下探索水质对生物的影响，希望学生在课堂实验中感受生物实验的乐趣，从中学会一些基本的实验技能和设计实验的方法。学会进行知识迁移，用生物方法判断未知水样是否受到污染，会用传感器测定未知水样的指标并作出一定的分析。在实验过程中注重小组分工合作、对实验结果进行交流和讨论，共同分享实验成功的喜悦，培养学生团结合作精神。希望通过这节实验课，学生能够切身体会水质污染对生物产生的影响，从而关注周围的水资源，自觉提高保护水资源的意识。
二、教学设计
教学流程 ：引入——课本实验——未知水样探索——学生分析实验结果——教师小结
教学过程
1、引入：
　　学生看一则近期的新闻图片 
　　在一星期以前，一场灾难降临在西安市某镇的渔民身上。一天早晨，他发现自己辛辛苦苦养在鱼塘里的鱼全都翻着白肚皮，死了。这到底是什么原因造成的呢？原来鱼塘上游是一家镇集体企业性质的化工厂，该厂购进原料进行调配生产农药。5月9日，厂里机器发生故障，工人对清洗完机器的污水处理不当，致使污水直接排出，由于污水中含有农药成分，使下游3个鱼塘出现死鱼现象。我们知道由于人类的活动造成自然水体水质的改变，可能给水生生物的生存带来影响。今天我们来实验探索水质对生物的影响。 
　　以一则近期的发生的水质污染对生物影响的具体事例作为情景引入，既能使学生从情感上体会到水受到污染后给人带来的直接影响，又能使学生快速的了解本节课的实验内容。

2、未知水样的探索
　　每组同学桌上都有一个未知水样，六个小组的未知水样各不相同。这些水样有的受到了污染，有的没有受到污染。你们能够想到什么方法再探索手中得水样是否受到污染呢？
　　我们给大家提供了两种水生生物——鱼和水蚤。水蚤是淡水中的浮游生物，又称“鱼虫”或“红虫”，身体半透明，在显微镜下可以看见它的心跳。水蚤对环境的变化比较敏感，在受污染的水中水蚤很难生存，同时水中的某些离子或物质可能改变水蚤的心跳。因此我们可以通过蚤在不同的水样中的成活情况或水蚤心跳的变化推测水样的污染程度。
　　学生自由发言
　　结合课本实验讲授实验方法，学生学会方法后进行未知水样的探索。
……
　　通过实验，你认为手中的水样是否受到了污染？你手中的水样可能是自来水、酸溶液、碱溶液、酒精溶液、废电池浸出液、酒精溶液、烟丝浸出液中的一种，你能否通过它们对生物的影响来推测出是哪一种溶液？如果不能得话，你们可以借助pH传感器和导电率传感器来测定一下，然后进行推测。
　　学生用传感器对水样进行测定，并根据测定的结果进一步推测。
　　由于自然界中得水样就是个未知水样，因此这里设计了六种未知水样让学生探索它们是否受到污染以及受到怎样的污染，激发学生强烈的探索兴趣。但若要让学生完全自主探究是很困难的，因此在学生有了一定想法的基础上，借助课本实验传授实验方法，接着学生学以致用，进行知识迁移，对未知水样进行探索。通过水样对生物的影响学生可以初步判断水样是否受到污染，若想要得知具体答案，则要借助传感器的使用。利用传感器测出水样的pH值和导电率，根据自来水、酸溶液、碱溶液、酒精溶液、废电池浸出液、酒精溶液、烟丝浸出液在pH值和导电率的不同作出较为准确的推测。

3、实验方法和技能的传授
　　在合成洗涤剂对生物的影响这一实验中，提出问题 ：1号试管的作用是什么？——空白对照。为什么4个试管都要选取5只水蚤，如果水蚤数量不同会对结果造成怎样的影响？希望大家在选取水蚤时4个实验组中5只水蚤选取的大小尽量相同。你觉得若每组水蚤的大小相差很大，会对结果造成怎样的影响？
　　学生进行知识迁移，用同样的方法探索未知水样对水蚤存活状况的影响实验
　　在KCl对水蚤心跳的影响这一实验中，操作过程：吸取少量水蚤置于载玻片上，用镊子轻轻盖上盖玻片。低倍镜观察水蚤心跳。记录每分钟心搏数，重复三次，求平均值。用引流法使水蚤浸于1%(或2%)KCl溶液中，连续观察5～6分钟，看水蚤活动状况和心搏变化。这里提醒学生注意三点：一是水蚤心脏的位置。通过看显微镜下拍的水蚤录像，指导学生找到水蚤心脏位置；二是水蚤心跳的计数。提问：如何能够数清水蚤心跳的次数？学生发言后总结出划线法，即目测每十下划一条线，可以记录十秒钟或十五秒钟；三是如何将水蚤至于KCl溶液中——用引流法，引流操作最好在载物台上进行，确保前后观察同一只水蚤，便于对照。
　　学生进行知识迁移，用同样的方法探索未知水样对水蚤心跳的影响实验
　　通过问题和假设的形式让学生实验体会设计的原则——对照原则和控制变量原则，因为只有对这些原则有了充分的体会，学生才能在实际操作过程中注意细节，减少实验误差。教师借助显微镜下拍摄的录像将原先水蚤心跳不宜观察的难点解决，并且让学生动脑如何进行水蚤心跳的计数。

4、实验结果交流和讨论
（1）KCl溶液对水蚤的心跳产生了怎样的影响？不同浓度的KCl溶液对水蚤心跳影响相同吗？
（2）未知水样对水蚤的心跳产生了怎样的影响？
（3）普通洗衣粉对水蚤存活情况的影响。若水蚤的活性没有明显变化是否说明低浓度的洗衣粉溶液对它没有毒害作用？
（4）未知水样对水蚤的存活情况的影响
（5）未知水样对鱼活性的影响
（6）同种水样对不同生物的影响是否相同？
　　实验结果的交流以学生口头表达为主，通过逐个问题的回答让学生看到各小组实验结果的差异，并能够对这些差异进行的一定的分析和说明。在这个过程中培养学生共同交流学习的意识

5、教师总结
　　通过实验，我们亲眼目睹了各种水污染对生物的影响，希望大家能够关注周围的水体，保护水环境，保护我们唯一的家园，保护人类自己。

三、教学反思
　　本节课除了课本实验外，设计了一个悬念——未知水样，希望学生在掌握了一定实验方法的基础上自行设计实验对未知水样进行探索。探索过程分为两部分：一是通过未知水样对生物的影响判断水样是否受到了污染；二是利用pH传感器和导电率传感器对未知水样进行检测，从而准确判断出水样受到了怎样的污染。通过整个实验过程希望学生进一步体会到水质污染对生物

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>生存的影响，从而能自觉提高保护水资源的意识。正确的实验设计和方法是实验成功的基础，因此在教学过程中我注意对学生实验方法和技能的培养，如在讲不同浓度的洗衣粉溶液对水蚤活性的影响实验时，我将课本上的实验过程简化成几行文字：并提问：1号试管的作用是什么？若每组水蚤的大小相差很大，会对结果造成怎样的影响？在讲KCl对水蚤心跳的影响实验时，提醒学生在载物台上进行引流操作，以保证前后观察同一只水蚤，进行前后对照。提醒学生注意了这些实验设计原则后，学生就会在实验的过程中体会和运用了这些原则，培养了学生缜密的科学思维。

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