探究影响普通卷甲虫分布的非生物因素苏教版.docx
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探究影响普通卷甲虫分布的非生物因素苏教版
探究:
影响普通卷甲虫分布的非生物因素
一、使用教材
苏教版七年级上册《生物学》第一章第二节。
二、实验器材
(一)自制器具:
1.“多功能环境因素探究实验箱”(组件:
PVC板箱罩、PVC板箱托、亚克力板实验盒、LED灯带5050贴片、5050连接器、双股红黑连接线、旋钮式调光器<12v>、直流电源适配器<12v,2A>、硅橡胶加热板、温控数显器<分度值:
1℃>、220v交流电源)
2.“小型动物手动投放器”(组件:
PVC活动式立筒、木质立柱、PVC底板)
(二)其他器具:
普通卷甲虫(20只)、湿土、干土、喷水壶、手表
三、实验创新要求/改进要点
(一)实验动物明确化
选用江苏地区常见的普通卷甲虫进行实验。
捕捉时容易甄别,实验效果明显。
(二)实验器材创新化
使用“多功能环境因素探究实验箱”:
箱体封闭,减少外界干扰少;LED灯垂直照射,“明亮”、“阴暗”面积均等且对比明显。
用喷水壶喷水,有效控制湿度。
使用“小型动物手动投放器”,减少对实验动物的人为干扰。
全套实验器材,制作简便,成本较低,实验效果显著,可大规模推广使用。
(三)实验因素丰富化
在对“光”和“水”探究的基础上,通过加热板的使用,对“温度”这一因素进行探究。
(四)器材用途多样化
探究种子萌发的外界条件
简易恒温水浴加热装置
“多功能环境因素探究实验箱”可以作为其他实验的实验器材:
在探究“种子萌发需要的外界条件”中,可对种子萌发中“温度”、“水”、“光”等因素进行探究;在探究“绿叶在光下产生淀粉”和“食物在口腔内的化学性消化”时,可作为简易恒温水浴加热装置使用,具有“体积巧,安全性高”的特点。
四、实验原理/实验设计思路
(一)实验对象的选择
教材中,推荐实验动物为“鼠妇”。
实际中,学生会捉到“能蜷曲”和“不能蜷曲”两种类型。
经过甄别,它们不是同种生物,不应混用。
潮虫亚目卷甲虫科普通卷甲虫潮虫亚目潮虫科光滑鼠妇
本设计中,选用江苏地区常见的普通卷甲虫。
学生捕捉时容易甄别,实验效果好。
(二)实验器材的选择与应用
本实验中,使用自制器具—“多功能环境因素探究实验箱”和“小型动物手动投放器”。
多功能环境因素探究实验箱
小型动物手动投放器
1.教材中推荐器材的缺陷
现有教材,推荐器材有以下两种(图1、图2)。
存在4点不足:
图1
图2
第一、培养皿侧面透光(图1),“阴暗”处遮光效果不佳;采用侧壁不透光装置(图2),仍存在外界光源并非垂直于底面照射,使得“明亮”与“阴暗”面积不均等,以及“明亮”处侧壁有阴影产生等问题;
第二、培养皿空间狭小,普通卷甲虫样本容量小,实验误差大;
第三,培养皿与普通卷甲虫的自然生活环境差距较大,普通卷甲虫易躁动不安;
第四,如果外界光线较暗,图1和图2“明亮”、“阴暗”对比均不明显。
2.“多功能环境因素探究实验箱”的优点
第一,采用不透明的箱罩,仅在顶部留有两个10*10cm的观察投放口(带盖子)。
方便观察的同时,最大程度的避免了外界光线的干扰;
第二,用“不落地”的PVC板把箱体一分为二,两侧箱体互不干扰,普通卷甲虫又能在箱体底部两侧来回移动。
第三,两侧箱体顶部各装有一组LED灯,既保证光线垂直照射于底面,使“明亮”、“阴暗”面积均等,又解决了“明亮”、“阴暗”对比不明显的问题。
第四,使用较大的实验盒盛放普通卷甲虫,并在实验盒中铺设2cm厚的土壤,模拟普通卷甲虫的自然生活环境,减少其不适应。
多功能环境因素探究实验箱(外观)
多功能环境因素探究实验箱(内部)
3.实验一:
探究“光对普通卷甲虫分布的影响”
【实验设计】
一侧LED灯打开,一侧LED灯关闭,模拟“明亮”和“阴暗”两种环境。
明亮阴暗
【实验现象】视频1
【实验结果分析】
学生经过多次重复实验,取平均值,数据如下:
探究“光对普通卷甲虫分布的影响”记录表
环境
1min
2min
3min
4min
5min
6min
7min
8min
9min
10min
阴暗
12
8
13
15
17
19
16
17
18
19
明亮
8
12
7
5
3
1
4
3
2
1
绘制散点图,可以发现:
“光”对普通卷甲虫的分布有影响,普通卷甲虫适宜生活在阴暗的环境中。
探究“光对普通卷甲虫分布的影响”散点图
4.实验二:
探究“水对普通卷甲虫分布的影响”
【实验设计】
一侧铺湿土,一侧铺干土。
湿土用喷水壶喷水,有效的控制了湿度。
干土湿土
喷水壶
【实验现象】
10min计数:
干土
湿土
20min计数:
干土
湿土
30min计数:
干土
湿土
【实验结果分析】
学生经过多次重复实验,取平均值,数据如下:
探究“水对普通卷甲虫分布的影响”记录表
环境
5min
10min
15min
20min
25min
30min
干土
16
11
9
6
5
2
湿土
4
9
11
14
15
18
绘制散点图,可以清晰的发现:
水对普通卷甲虫的分布有影响,普通卷甲虫适宜生活在潮湿的环境中。
探究“水对普通卷甲虫分布的影响”散点图
5.利用器材对实验因素的进一步探究
实验三:
探究“温度对普通卷甲虫分布的影响”
教材中,受实验器材的限制,不能对“温度”这一因素进行探究。
本设计中,使用加热板加热土壤,通过温控器调节加热温度(分度值1℃),能对“温度”这一因素进行探究。
预实验测得普通卷甲虫生活最适温度25—30℃。
【实验设计】
根据南京地区9月份白天平均气温为28℃。
使用温控器调温,一侧调温28℃(常温),一侧调温38℃(高温)。
【实验结果分析】
学生经过多次重复实验,取平均值,数据如下:
探究“温度对普通卷甲虫分布的影响”记录表
环境
1min
2min
3min
4min
5min
6min
7min
8min
9min
10min
28℃
15
14
13
8
10
14
15
16
16
17
38℃
5
6
7
12
10
6
5
4
4
3
绘制散点图,可以清晰的发现:
温度对普通卷甲虫的分布有影响,普通卷甲虫适宜生活在常温环境中。
探究“温度对普通卷甲虫分布的影响”散点图
(三)实验动物投放方式的改进
学生往往用手拨弄投放,普通卷甲虫受到惊吓,四处乱爬或蜷曲成球,影响结果。
本设计中,首先把普通卷甲虫放入投放器,静置。
实验开始,把投放器从实验箱的投放口放下,上拉活动式立桶,普通卷甲虫从底部自行爬出。
减少了人为干扰
五、实验教学目标
本实验学生探究兴趣浓厚,但学生此前并没有接触过科学探究,不了解科学探究的一般步骤。
基于此,制定教学目标如下:
(一)知识目标:
通过探究,举例说出光、水、温度等非生物因素对生物分布的影响。
(二)能力目标:
1.初步体验科学探究的一般过程。
2.尝试设置对照实验和控制实验变量。
3.学会记录、分析实验数据。
(三)情感目标:
1.参与探究活动,体验合作交流的乐趣。
2.养成善于观察、思考和乐于探究的习惯,培养严谨的科学态度。
教学重点:
1.体验科学探究的一般过程。
2.养成善于观察、思考,乐于探究的习惯。
教学难点:
1.体验对照实验的设置和实验变量的控制。
2.实验结果的分析。
六、实验教学内容
(一)实验一:
探究“光对鼠妇分布的影响”
1.2人一组,在实验盒底部铺一层2cm厚的湿土,一侧LED灯打开,一侧LED灯不开。
2.使用投放器将普通卷甲虫放入实验装置,两侧各10只,投放完毕后,取出投放器,阴暗侧投放口盖上盖子。
3.通过明亮侧投放口观察,并推算阴暗处普通卷甲虫数目,1min观察1次,共10次。
4.重复多次,取平均值,绘制散点图,说出“光”对普通卷甲虫分布的影响。
(二)实验二:
探究“水对普通卷甲虫分布的影响”
1.2人一组,在实验盒底部铺一层2cm厚的干土。
一侧用喷水壶进行喷水使之湿润,另一侧不作处理。
2.使用投放器将普通卷甲虫放入实验装置,两侧各10只,投放完毕后,取出投放器。
3.通过两侧投放口观察记录,5min观察1次,共6次。
4.重复多次,取平均值,绘制散点图,说出“水”对普通卷甲虫分布的影响。
(三)实验三:
探究“温度对普通卷甲虫分布的影响”
1.2人一组,在实验盒底部铺一层2cm厚湿土,一侧调温28℃,一侧调温38℃。
2.使用投放器将普通卷甲虫放入实验装置,两侧各10只,投放完毕后,取出投放器。
3.通过投放口观察记录,1min观察1次,共10次。
4.重复多次,取平均值,绘制散点图,说出“温度”对普通卷甲虫分布的影响。
七、实验教学过程
(一)实验准备
2人一组。
教师指导学生课前甄别、捕捉普通卷甲虫。
要求学生观察普通卷甲虫的生活环境。
*注意:
捕捉过程中,不要破坏绿化。
(二)实验导入
提问:
“你是在哪里捕捉到普通卷甲虫的?
”(学生回答);
继续提问:
“普通卷甲虫生活的环境有什么特点?
”(学生回答);
教师板书关键词:
“阴暗”、“潮湿”等,突出环境因素对生物的影响,进而提出问题:
“影响普通卷甲虫分布的非生物因素是什么?
”
(三)作出假设
“光、水、温度是影响普通卷甲虫分布的非生物因素。
”在作出假设的基础上,引导学生用实验法对假设进行验证。
(四)制定计划
教师介绍实验器材。
学生根据假设,选择验证自己假设的实验器材。
制定计划时,教师引导学生思考实验因素与其他因素的关系。
重点指导对照实验的设置和实验变量的控制。
指导学生记录实验数据,绘制散点图。
(五)实施计划
教师巡视指导,学生认真观察实验现象,如实记录实验数据。
(六)得出结论和表达、交流
小组汇报实验结果,教师指导学生分析数据。
讨论结果与假设是否一致?
如果一致,能够得出什么结论?
如果不一致,分析可能的原因。
*活动结束,学生整理器材,将普通卷甲虫放到适宜它们生活的环境中。
八、实验效果评价
本实验通过创新性的器材使用,有效的控制了实验变量,有力的说明了非生物因素对生物生存的影响。
学生在学习过程中不仅体验了科学探究的一般过程,而且培养了他们善于观察、思考,乐于探究的习惯。
为后续实验探究奠定了良好的基础。
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- 探究 影响 普通 甲虫 分布 生物 因素 苏教版