内容正文:
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HN
大单元·情境化作业设计
课时分层提优
单元整体提优
学业质量评价
衔接中考
依据课标
素养立意
紧扣课标
感知中考
一层 基础
二层 综合
三层 科学思维/探究
构建大概念体系
练习与提升
跨学科实践
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第七单元 生物与环境
第二章 人与自然和谐共生
跨学科实践活动 设计制作装置,探究某种环境污染的成因
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近期学校环保社团发现,近5年校园夏季平均气温较往年升高2~3℃,社团成员推测与温室效 应加剧有关。为弄清温室效应的成因及缓解方法,社团开展“模拟探究温室效应”的跨学科实践活 动,学习运用多学科知识解决环境问题。
任务一:真实情境链接
1.温室效应加剧导致全球气温升高,其主要影响气体是 ( )
A. 氧气 B.二氧化碳 C.氮气 D.氢气
2. 从生物学角度看,能直接减少大气中二氧化碳含量、缓解温室效应的生物角色是 ( )
A. 消费者 B. 生产者 C. 分解者 D. 非生物环境
3.下列行为中,能有效缓解温室效应的是 ( )
A.砍伐森林扩大耕地 B. 大量使用煤炭发电
C.推广使用新能源汽车 D.工业废气直接排放
B
B
C
任务二:跨学科原理分析
4.社团成员计划设计并制作一个模拟温室效应的装置。在制作模拟装置前,社团成员需先结合相关 学科知识对温室效应及其产生的原因进行学习。在学习的过程中他们提出了下列问题:
(1)生物学科:结合生物圈的碳循环,解释“绿色植物能影响大气中二氧化碳浓度”的原因。
绿色植物通过光合作用吸收大气中的二氧化碳, 将其合成有机物;同时通过呼吸作用释放二氧化碳,但 整体光合作用吸收的二氧化碳量大于呼吸作用释放的量,可降低大气中二氧化碳浓度,从而影响大气中二氧 化碳的浓度。
(2)地理学科:为什么二氧化碳等气体会导致“地表与低层大气温度升高”?请结合温室效应现象简要说明。
太阳光(短波辐射)到达地表,地表吸收热量后温度上升,并向外散热(长波辐射)。大气圈中的二氧化碳等气体能阻挡地表通过大气圈向外散热,导致热量 在地表与低层大气中积聚,从而使地表与低层大气温度升高。
(3)物理学科:若将模拟温室效应的装置放在充足光照下,太阳热量传递到装置内主要通过哪种热传递方式(从“传导、对流、辐射”中选择),并解释原因。
辐射。太阳光为短波辐射,热量以“沿直线向外射出”的方式传递到装置内,属于辐射;装置内空气受热流动属于对流,玻璃罐导热属于传导,但主要方式还是辐射。
任务三:制作模型,模拟探究
5.社团成员参考教材“温室效应模拟装置”示意图,并用常见的材料制作了下图所示的“温室效应模拟装置”并开展探究,请完成下列问题:
子任务1:探究二氧化碳浓度对温度的影响
(1)请结合实验设计的单一变量原则说明“探究二氧化碳浓度对温度的影响”的实验设计思路。
控制二氧化碳浓度为唯一变量,其他条件(如光 照、装置等)相同。具体设计思路:设置两组实验,对 照组(装置A) 向玻璃罐内充入空气,实验组(装置 B) 向玻璃罐内充入高浓度二氧化碳;将两组装置置于相 同光照下,通过温度计监测并对比两组装置内的温度变化,以此探究二氧化碳浓度对温度的影响。
(2)预测经过一段时间后,装置A 和装置B 的温度变化有何不同?请简要说明原因。
预测装置B 的温度升高幅度比装置A 大,因为二氧化碳能增强温室效应。
子任务2:探究绿色植物对温室效应的影响
(3)利用上述装置,已知装置A 和 B 内均充入了等量的高浓度二氧化碳,且有若干盆绿萝。请设计实验“探究绿色植物对温室效应的影响”。
向装置 A、B 中充入等量高浓度二氧化碳,装置 A 中放入一盆绿萝,装置B 中不放绿萝;将两组装置置于 相同光照下,监测并对比两者的温度变化。
(4)实验一段时间后,如果 ,则可证明 。
装置A 温度升高幅度比装置B 小
吸收二氧化碳,降低二氧化碳浓度,减弱温室效应,温度升高幅度小
绿萝光合作用
子任务3:模型改进日志
6.社团小组成员在完成探究后,记录实验现象并分析问题,补充“改进方案”:
实验名称 现象 问题分析 改进方案
子任务1:探究 二氧化碳浓度
对温度的影响 实验组与对照组温度无明显差异 ①玻璃罐密封性差, 二氧化碳泄漏;
②光照强度不足 ①
;
②
子任务2:探究 绿色植物对温室效应的影响 实验组温度下降 不明显 ①绿萝数量过少,光合作用吸收二氧化碳少;
②光照时间短 ①
②
用密封胶(或胶带)密封玻璃罐接
口(或更换密封性更好的容器)
将装置移至阳光直射处(或用台灯增强光照)
增加盆栽绿萝的数量
延长装置接受光照的时间
任务四:展示交流
7.社团计划向全校师生宣传“缓解温室效应”的方法,请结合探究结果,提出2条具体可行的建议(从“个人行为”或“校园行动”角度)。
个人行为:日常选择步行或骑自行车上学;垃圾分类等。校园行动:在校园花坛种植更多绿色植物;学校餐厅减少一次性餐具和塑料袋的使用等。
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