淮阴师范学院附属中学利用海桐开展研究性学习案例
淮阴师范学院附属中学利用海桐开展研究性学习案例
淮阴师范学院附属中学充分利用校园内丰富的生物资源，以“海桐”为主题开展了关于绿色植物蒸腾作用的实验探究活动。学生们通过上网搜集有关“海桐”的基本资料，观察其分布状况，并设计实验来探究绿色植物对空气湿度的影响因素。这一系列的研究性学习不仅增强了学生们的动手能力和合作能力，还激发了他们对生物科学的兴趣。
选题背景与意义
研究性学习是一种以学生为主体，通过探究过程获取知识、培养能力的学习方式。在中学生物教学中，研究性学习能够有效激发学生的学习兴趣，培养他们的科学思维和实践能力。淮阴师范学院附属中学充分利用校园内丰富的生物资源，以“海桐”为主题开展研究性学习，具有以下意义：
贴近生活，激发兴趣：校园内的海桐是学生日常生活中常见的植物，以它为研究对象能够激发学生的好奇心和探究欲望。
利用现有资源：校园内的植物资源是现成的教学资源，利用这些资源开展实验，既经济又方便。
培养环保意识：通过研究校园植物，学生能够更好地理解生物与环境的关系，增强环保意识。
实验设计思路
选择海桐作为研究对象的原因
普遍性：海桐在校园内广泛分布，易于观察和采集。
代表性：海桐是一种常见的绿化植物，其蒸腾作用具有典型性。
安全性：海桐无毒，不会对学生产生伤害。
实验目的
探究绿色植物蒸腾作用的影响因素，包括光照强度、空气湿度、温度等环境因素，以及叶片数量、叶片大小等植物自身因素。
实验设计的基本原则
科学性原则：实验设计要符合科学原理，确保实验结果的可靠性。
可行性原则：实验材料和方法要简单易行，适合中学生操作。
安全性原则：实验过程中要确保学生安全，避免使用有毒有害物质。
合作性原则：鼓励学生分组合作，培养团队协作能力。
实验设计步骤
选题阶段：教师引导学生观察校园内的海桐，提出研究问题。
资料收集：学生通过网络和图书馆查找关于海桐和植物蒸腾作用的相关资料。
方案设计：学生分组讨论实验方案，包括实验变量的选择、实验装置的设计等。
实验实施：学生按照设计方案进行实验，记录实验数据。
数据分析：学生整理实验数据，分析实验结果。
成果展示：学生撰写实验报告，进行成果展示和交流。
实验具体实施
学生分组和任务分配
全班学生分为4个小组，每组6-8人。各小组根据兴趣选择不同的研究方向：
- 第1组：探究光照强度对蒸腾作用的影响
- 第2组：探究空气湿度对蒸腾作用的影响
- 第3组：探究温度对蒸腾作用的影响
- 第4组：探究叶片数量对蒸腾作用的影响
实验材料和方法
各小组根据研究方向准备实验材料，包括：
- 海桐枝条
- 透明塑料袋
- 水盆
- 温度计
- 湿度计
- 光照强度计
- 剪刀
- 计时器
实验方法举例：
光照强度实验：在不同光照强度下（如阳光直射、半阴、全阴）放置装有海桐枝条的透明塑料袋，观察并记录袋内水珠的形成情况。
空气湿度实验：在不同湿度环境下（如干燥、潮湿）放置装有海桐枝条的透明塑料袋，观察并记录袋内水珠的形成情况。
温度实验：将装有海桐枝条的透明塑料袋分别置于不同温度的环境中，观察并记录袋内水珠的形成情况。
叶片数量实验：选取相同大小的海桐枝条，分别保留不同数量的叶片，观察并记录袋内水珠的形成情况。
数据收集和分析
各小组记录实验数据，包括：
- 实验条件（光照强度、湿度、温度等）
- 实验时间
- 蒸腾量（通过观察塑料袋内水珠的数量和大小来估算）
学生运用统计学方法分析数据，绘制图表，总结实验结果。
教学效果与反思
学生表现
在实验过程中，学生表现出极高的参与度和主动性。他们积极讨论实验方案，认真记录实验数据，主动分析实验结果。通过小组合作，学生学会了倾听他人意见，共同解决问题。
实验结果讨论
各小组通过数据分析，得出了以下结论：
- 光照强度与蒸腾作用呈正相关
- 空气湿度与蒸腾作用呈负相关
- 温度与蒸腾作用呈正相关
- 叶片数量与蒸腾作用呈正相关
这些结论与植物生理学的基本原理相吻合，验证了实验的科学性。
教学过程中的问题和改进
时间安排：实验周期较长，需要合理安排课内外时间。
实验条件控制：部分环境因素（如光照、湿度）难以完全控制，可能影响实验结果的准确性。
数据记录：学生在记录数据时可能存在误差，需要加强培训。
实验安全：确保学生在实验过程中的安全，特别是在户外采集植物时。
总结与展望
通过这次研究性学习活动，学生不仅掌握了植物蒸腾作用的相关知识，更重要的是培养了科学探究的能力和团队协作的精神。这种以学生为主体、以探究为核心的教学模式，为中学生物教学提供了新的思路和方法。
未来，学校可以进一步完善研究性学习的课程体系，提供更多元化的实验资源，鼓励学生开展跨学科的综合探究，培养他们的创新思维和实践能力。同时，教师也需要不断提升自身的专业素养，以更好地指导学生进行科学研究。