人教版 (新课标)必修3《稳态与环境》生态系统的物质循环第2课时教案及反思

这是一份人教版 (新课标)必修3《稳态与环境》生态系统的物质循环第2课时教案及反思，共9页。教案主要包含了教材分析，学情分析，教法学法，教学过程，教学反思等内容，欢迎下载使用。
1、教材地位
本课为必修三第五章《生态系统及其稳定性》中第三节《生态系统的物质循环》课后的探究实验，通过本节课学生将了解土壤微生物的分解作用。探究的结果有利于加深学生理解对人与自然的关系，具有很强的现实意义。
2、三维目标
知识目标：1、了解土壤微生物的分解作用。
情感态度价值观：1、养成质疑、求实及勇于实践的科学精神和科学态度。
2、理解人与自然和谐发展的意义。
能力目标：1、能够观察或从现实生活中提出可以探究的问题。
2、能够确认变量、作出假设和预期。
3、能够设计可行的、逻辑严谨的实验方案。
4、能够实施方案，观察结果，解释数据。
5、能够用准确的术语、图表介绍研究结果
3、教学重点和难点：
重点：确认变量，作出假设，设计可行的，逻辑严谨的实验设计。
难点：针对实验中的无关变量进行严格的控制。
二、学情分析
1、学生已有的知识水平和能力基础：
①学生在前期学习中，已经学习过如何确认变量，为实验的设计奠定了必要的基础。
②高一下半学期的学生思维的目的性，连续性和逻辑性已初步建立，具基本的实验设计思路。这个阶段的学生动手操作和执行能力都较强，能够积极有效的解决实验中遇到的问题。
2、学生在实验探究中可能遇到的困难和具体对策
学生对实验中变量的控制有可能考虑不严谨，在实验开始之前通过师生讨论，小组讨论来解决问题。
三、教法学法
实验教学和探究性学习相结合。教师位于引导者、服务者的位置，给学生提
供一个自主探究的平台，由学生自己提出实验课题，选择实验材料，设计实验方
案。
四、教学过程
1、导入新课。为了让大家更好的体验探究性学习的魅力，我们设置的探究实验过程高度复原科研历程，分为：提出问题；开题答辩；实验实施；结题汇报。通过前两节课的学习，我们完成了“提出问题”和“开题答辩”这两个环节，并
且评选出而三个课题：1.树叶是在土壤微生物的作用下腐烂的么？2.环境温度对
土壤微生物分解作用的影响。3.土壤深度与土壤微生物分解作用的关系。这三个课题的小组在课下，经过一个多月的实验，终于完成了自己的探究，今天就请各个小组的代表为我们展示一下他们的探究成果！
2、介绍亮点。开始之前，现由我来给大家介绍一下他们实验设计中共同的几个亮点。
①实验容器：简单易得的一次性餐盒，为了更好的模拟土壤微生物有氧，湿润的环境，小组成员们想到用双层浸湿的纱布覆盖在土壤表面。
②实验树叶：学生们在花园里对比了之后选取了海棠的叶子，质软（相对易分解），且形态大小符合我们的需求，实验实施过程中，学生们尽量挑选生理状态相似，在相似的位置将其剪成2cm×2cm大小；
③学生们还想到了在装树叶的纱布包上缝上一段绳儿，方便观察结果取出时将其拉出，避免了拔土和找不到位置的尴尬。
④实施灭菌时，为了避免土壤水分的流失以及确保灭菌的彻底性，学生们将土壤薄薄的铺在餐盒盖子上并包上保鲜膜进行分散灭菌；为了确保实验的严谨性，学生们还把灭菌组所用的纱布袋和餐盒也放在其中一起灭菌。
⑤设计实验时，学生还想到同时平行设计三个实验小组，每个小组里设置三个重复，方便在第6天，第11天，第16天观察结果时，分别取一组进行观察记录，避免只设置一个实验组，需要不断地挖出观察再放进去埋好而影响实验结果。
（之所以每个过程学生想的如此细致，离不开开题时学生们的激烈谈论争
辩，更离不开团队的合作。）
3、结题汇报
接下来就把讲台交给大家，让各个小组代表依次展示自己的成果。
Ⅰ.“环境温度对土壤微生物分解作用的影响”
小组成员们设置的自变量分别为低温，室温，和高温三个实验梯度。
实验开始前，学生们根据优化后的实验设计进行分工。在材料准备阶段，3个人组成一个小分队，1队的主要任务为挖土，采摘并剪裁树叶；2队制作纱布袋。最后大家一起将剪裁好的树叶和纱布袋组装起来。
实验实施阶段，学生们则分为2人一组，共3组，分别负责低温，室温，和高温的实验组操作。实验进行时，2人相互配合，先称量1kg的土壤装入餐盒中铺平，接着均匀放置三个纱布包作为实验重复，然后再在其上均匀覆盖1kg的土壤，最后用双层浸湿的纱布将其覆盖。完成之后贴上标签，将其放置在相应的温度条件下。
经过半个多月的等待，终于有了结果。成员们通过对比观察了不同自变量条件下，土壤对相同大小树叶的分解情况后发现，在一定范围内，温度越高，分解作用越强。并且讨论认为，这应该和酶的作用有关。
Ⅱ.“树叶是在土壤微生物的作用下腐烂的么”
两个实验小组给出了不同的实施方案，其中一个小组根据课本的提示，对比观察了灭菌土壤和自然土壤对相同体积树叶的分解情况。
最终得出：在存在土壤微生物的情况下，分解作用更加显。
遗憾的是，土壤浸出液组并没有得出明显的实验结果，通过分析一个细节，通过不断查阅资料。分析原因可能是由于所取土壤中的分解纸张的微生物较少，而我们的实验周期也相对较短。针对这一推测，小组成员们进一步查阅资料进行了后续的实验，参考选修一“分解纤维素的微生物的分离”中土壤取样的两种方法，又进行了两组实验，一组为“腐殖土浸出液”，一组为“富集土浸出液”。
可喜的是，“富集土浸出液”得到的结果较为明显，表明：在存在微生物的情况下，土壤的分解能力更加明显。
Ⅲ、“土壤深度与土壤微生物分解作用的关系”
实验所用的土壤取自校园中的花园。选一块落叶较多的空地，清除表面的落叶和杂质，首先在地表挖取0—10cm的土壤，在此基础上依次挖取10—20cm,20—30cm深的土壤用于实验；
结果显示：10cm—20cm深度的土壤分解作用最强。分析原因可能是相对于0—10cm的土壤，10—20cm深的土壤远离地表，人为干扰因素较少；其次，比起20-30cm的深度土层相对较浅，氧气充足，微生物种类比较多。
学生们的实验步骤或许还有不严谨的地方，实验结果或许也并不完美，但重要的是探索过程中的收获和成长。综合几组的实验结果，学生还总结出：在有人为干扰的情况下，高温，10—20cm深的土壤分解作用较好。这一结果也丰富了学生们的生活经验。
4、评选
⑴“最亮的星”：可以从介绍的5个亮点中，挑选出一个你认为最巧妙的亮点；也可以从他们的汇报中挑选出一个你认为很巧妙的创新，并给出理由。
（学生填写之后，统计票数，最终亮点三和亮点五获得“最亮的星”称号。）
每个亮点挑选一个评论进行阅读：
亮点一：优点：餐盒简单易得，搬运容易；对自然环境的模拟很到位。建议：用可降解的餐盒会更环保。
亮点二：优点：从缩短实验周期的角度出发，想到了用质软的海棠叶子，并且对于实验中的无关变量控制的非常好，挑选了生理状况相似并且在相似的位置剪裁。
亮点三：优点：小细绳的大智慧，简单但是功能强大。
亮点四：优点：从灭菌的目的出发，充分考虑了灭菌的彻底行和严谨性。
亮点五：优点：我觉得这应该是模拟之后想到的设计，模拟实验真的很重要！建议：换成更大的实验容器，里面同时放置多个实验组，这样误差会不会更小。
（1）“明星实验小组”：学生通过与实验小组代表交流讨论，选择支持的
小组，并说出理由。
（学生选择后，统计人数，最终“环境温度土壤微生物分解作用的影响”实验小组获得“明星实验小组”的称号。）
支持小组一的理由：简单明了，结果明显；汇报时，让一个人来展示实验操作，更容易理解。
支持小组二的理由：设计实验是考虑的因素非常多，为了避免树叶厚薄和土壤本身的干扰，选择了土壤浸出液，但是我觉得水本身也会干扰实验结果，而且纸张跟树叶成分应给还是有差别的。但是我还是选择了这个小组是因为，我非常欣赏他们遇到问题，不放弃，继续钻研的精神。
支持小组三的理由：喜欢他们不急于否定自己，敢于挑战权威的精神。
支持小组四的理由：我觉得他们用实际行动证明了：科学观点是应该建立在实验证据的基础上的，而且这几组实验中，他们的结果也最为明显。
最后，让获奖小组的代表发表获奖感言。
五、教学反思
本节课的突出的教学特点主要有两点：
1、教师引导，学生实施。充分体现了学生的主体性。学生的潜力是无限的，
在课堂上，给他们多大的自由，就会收获多大的惊喜。关于这个问题，学生们的探索也远没有停止。
2、翻转课堂。功夫在课下，最后通过结题报告和答辩在课上华彩呈现，然后
再由教师进行点评和升华。
（我们经常说“遗忘以后剩下来的内容才是真正的教育”，作为老师我经常反思，在知识之外，我们真正给学生的是什么呢？除了知识本身，更多的应该是学习和探索的能力吧。）