跨学科融合实验探究：种子呼吸作用产生气体的性质探究

跨学科融合实验探究：种子呼吸作用产生气体的性质探究 二氧化碳气体（CO2）是大气组成的一部分（约占大气总体积的0.03%），在人教版初中化学中也是重要的学习内容，主要会讲到CO2的实验室制取和工业制取方法，以及CO2的性质探究和实际用途。但往往在学习过程中会忽略掉除制取外，自然界中产生CO2的方式。借助人教版七年级生物（上）中就提到种子呼吸作用产生CO2的知识点将初中化学和初中生物两大学科融合，用化学中气体性质的探究手段检验种子呼吸作用产生的气体，有利于学生对学科与学科之间联系关系更好的理解，极大的培养和发展了学生的科学思维以及核心素养。我将从以下几个方面进行我的说课： 1、 使用教材 本次说课内容出自出自人教版《九年级化学（上）》《七年级生物（上）》 2、 实验器材 集气瓶、漏斗、导管、托盘天平、酒精灯、小木条、澄清石灰水、黄豆种子、紫色石蕊溶液、试管等 3、 实验创新要点 刚升入九年级的学生对化学这门学科充满了好奇，并且在逐渐学习的过程中更加明白化学是一门以实验为基础的自然学科。在刚结业的生物学科，学生们可能还保持着想继续探索的热情，所以借助种子呼吸作用产生的气体作气体性质探究。能极大的培养和发展了学生的科学思维以及核心素养。 四、实验原理：对种子呼吸作用产生的气体作性质探究 实验设计思路： （1） 利用种子的呼吸作用作性质探究：萌发的种子和煮熟的种子进行对照实验，不仅能从生物学科的角度观察种子萌发的过程，还能从化学学科的角度探究萌发过程中呼吸作用到底时发生了怎样的化学变化。 （2） 将CO2不燃烧也不支持燃烧、能使澄清石灰水变混浊、能使紫色石蕊试液变红等性质进行气体探究实验。 4、 实验教学目标 （1） 培养学生分析问题的能力以及设计并操作简单实验的技能。 （2） 通过跨学科融合探究，加强学生对学科与学科之间联系，极大的培养和发展学生的科学思维以及核心素养。 5、 实验教学内容 （1） 通过托盘天平分别称量等质量的2份种子（1份不作处理，1份煮熟） （2） 将2份种子分别放在集气瓶中并密封完全，一段时间后用燃烧的蜡烛进行检验，如图1所示。 图1 （3） 将温度计分别插入2份对照种子的集气瓶中，一段时间后观察温度计示数变化。如图2所示。 图2 （4） 再将萌发的种子放在组装好的集气瓶中，一段时间后用澄清石灰水检验，如图3所示。 图3 （5） 为了巩固二氧化碳的性质探究，还可以将图3试管中的澄清石灰水换成紫色石蕊溶液。 （6） 通过四组实验，可以得出实验结论。 6、 实验教学过程 （1） 查阅资料 （2） 设计实验 （3） 进行实验，观察现象，得出结论 （1） 将2份种子分别放在集气瓶中并密封完全，一段时间后用燃烧的蜡烛进行检验，如图4所示： 图4 图4的实验现象：装有萌发的种子的广口瓶蜡烛熄灭（c），装有煮熟的种子的广口瓶蜡烛正常燃烧（b） 实验结论：装有萌发种子的广口瓶中缺少氧气。 （2） 将温度计分别插入2份对照种子的塑料瓶中，一段时间后观察温度计示数变化。如图5所示。 图5 图5的实验现象：萌发的种子温度升高，煮熟的种子温度基本不变。 实验结论：种子在萌发的过程中的呼吸作用要释放出热量（能量）。 （3）再将萌发的种子放在组装好的集气瓶中，一段时间后用澄清石灰水检验，如图6所示。 图6 图6的实验现象：装有萌发种子的集气瓶中的气体能使澄清石灰水变浑浊。 实验结论：种子在萌发的过程中消耗氧气，生成二氧化碳。 （4）为了巩固二氧化碳的性质探究，还可以将图6试管中的澄清石灰水换成紫色石蕊溶液。 图7 图7实验现象：集气瓶中所产生的气体能使紫色石蕊溶液变红。 实验结论：种子在萌发的过程中消耗氧气，生成二氧化碳。 （5）通过四组实验，可以得出实验结论： 通过托盘天平分别称量等质量的2份种子，一份正常萌发，一份煮熟，煮熟的种子细胞已经死亡，不能进行呼吸作用，所以能形成对照组。 萌发的种子进行呼吸作用分解有机物时，不但吸收氧气，产生二氧化碳和水，而且还会释放能量。 化学表达式： （4） 反思与评价 1. 在初中化学中讲到CO2溶于水且能与水反应生成碳酸（H2CO3）。在本实验中用加水排气法促使CO2从导管排出，忽略了这一性质，使得集气瓶内CO2的浓度降低，影响实验结果。所以可以将加水排气法改为加压排气法。 2. 实验耗时太长，可以将气密性增加，缩短实验准备时间。 3. 该实验在材料的利用价值方面有所欠缺，尽可能将一次性实验改进为可重复实验，真正做到合理利用资源，节约不浪费。 （5） 分组讨论并总结 煮熟的种子细胞已经死亡，不能进行呼吸作用，而萌发的种子进行呼吸作用分解有机物时，不但吸收氧气，产生二氧化碳和水，而且还会释放能量。 7、 实验效果评价 （1） 跨学科融合探究，有利于学生对学科与学科之间联系关系更好的理解，极大的培养和发展了学生的科学思维以及核心素养。 （2） 初三化学从教学层面上的要求是启蒙性和基础性。培养学生运用化学知识和科学方法分析和解诀简单问题的能力，使学生从化学、生物角度逐步认识人类与自然的关系，更加贴近于生产生活。 （3） 学生们在实验中观察，在观察中讨论，在讨论中形成探究共识。学生们在这种教学模式下不仅能学到新的知识，而且还能对化学知识的内在联系有更深的理解。 学科网（北京）股份有限公司 $$