跨學(xué)科融合實驗探究：種子呼吸作用產(chǎn)生氣體的性質(zhì)探究

跨學(xué)科融合實驗探究：種子呼吸作用產(chǎn)生氣體的性質(zhì)探究二氧化碳?xì)怏w（CO2）是大氣組成的一部分（約占大氣總體積的0.03%），在人教版初中化學(xué)中也是重要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，主要會講到CO2的實驗室制取和工業(yè)制取方法，以及CO2的性質(zhì)探究和實際用途。但往往在學(xué)習(xí)過程中會忽略掉除制取外，自然界中產(chǎn)生CO2的方式。借助人教版七年級生物（上）中就提到種子呼吸作用產(chǎn)生CO2的知識點將初中化學(xué)和初中生物兩大學(xué)科融合，用化學(xué)中氣體性質(zhì)的探究手段檢驗種子呼吸作用產(chǎn)生的氣體，有利于學(xué)生對學(xué)科與學(xué)科之間聯(lián)系關(guān)系更好的理解，極大的培養(yǎng)和發(fā)展了學(xué)生的科學(xué)思維以及核心素養(yǎng)。我將從以下幾個方面進(jìn)行我的說課：使用教材本次說課內(nèi)容出自出自人教版《九年級化學(xué)（上）》《七年級生物（上）》實驗器材集氣瓶、漏斗、導(dǎo)管、托盤天平、酒精燈、小木條、澄清石灰水、黃豆種子、紫色石蕊溶液、試管等實驗創(chuàng)新要點剛升入九年級的學(xué)生對化學(xué)這門學(xué)科充滿了好奇，并且在逐漸學(xué)習(xí)的過程中更加明白化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科。在剛結(jié)業(yè)的生物學(xué)科，學(xué)生們可能還保持著想繼續(xù)探索的熱情，所以借助種子呼吸作用產(chǎn)生的氣體作氣體性質(zhì)探究。能極大的培養(yǎng)和發(fā)展了學(xué)生的科學(xué)思維以及核心素養(yǎng)。四、實驗原理：對種子呼吸作用產(chǎn)生的氣體作性質(zhì)探究實驗設(shè)計思路：利用種子的呼吸作用作性質(zhì)探究：萌發(fā)的種子和煮熟的種子進(jìn)行對照實驗，不僅能從生物學(xué)科的角度觀察種子萌發(fā)的過程，還能從化學(xué)學(xué)科的角度探究萌發(fā)過程中呼吸作用到底時發(fā)生了怎樣的化學(xué)變化。將CO2不燃燒也不支持燃燒、能使澄清石灰水變混濁、能使紫色石蕊試液變紅等性質(zhì)進(jìn)行氣體探究實驗。實驗教學(xué)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力以及設(shè)計并操作簡單實驗的技能。通過跨學(xué)科融合探究，加強(qiáng)學(xué)生對學(xué)科與學(xué)科之間聯(lián)系，極大的培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維以及核心素養(yǎng)。實驗教學(xué)內(nèi)容通過托盤天平分別稱量等質(zhì)量的2份種子（1份不作處理，1份煮熟）將2份種子分別放在集氣瓶中并密封完全，一段時間后用燃燒的蠟燭進(jìn)行檢驗，如圖1所示。圖1將溫度計分別插入2份對照種子的集氣瓶中，一段時間后觀察溫度計示數(shù)變化。如圖2所示。圖2再將萌發(fā)的種子放在組裝好的集氣瓶中，一段時間后用澄清石灰水檢驗，如圖3所示。圖3為了鞏固二氧化碳的性質(zhì)探究，還可以將圖3試管中的澄清石灰水換成紫色石蕊溶液。通過四組實驗，可以得出實驗結(jié)論。實驗教學(xué)過程查閱資料設(shè)計實驗進(jìn)行實驗，觀察現(xiàn)象，得出結(jié)論將2份種子分別放在集氣瓶中并密封完全，一段時間后用燃燒的蠟燭進(jìn)行檢驗，如圖4所示：圖4圖4的實驗現(xiàn)象：裝有萌發(fā)的種子的廣口瓶蠟燭熄滅（c），裝有煮熟的種子的廣口瓶蠟燭正常燃燒（b）實驗結(jié)論：裝有萌發(fā)種子的廣口瓶中缺少氧氣。將溫度計分別插入2份對照種子的塑料瓶中，一段時間后觀察溫度計示數(shù)變化。如圖5所示。圖5圖5的實驗現(xiàn)象：萌發(fā)的種子溫度升高，煮熟的種子溫度基本不變。實驗結(jié)論：種子在萌發(fā)的過程中的呼吸作用要釋放出熱量（能量）。（3）再將萌發(fā)的種子放在組裝好的集氣瓶中，一段時間后用澄清石灰水檢驗，如圖6所示。圖6圖6的實驗現(xiàn)象：裝有萌發(fā)種子的集氣瓶中的氣體能使澄清石灰水變渾濁。實驗結(jié)論：種子在萌發(fā)的過程中消耗氧氣，生成二氧化碳。（4）為了鞏固二氧化碳的性質(zhì)探究，還可以將圖6試管中的澄清石灰水換成紫色石蕊溶液。圖7圖7實驗現(xiàn)象：集氣瓶中所產(chǎn)生的氣體能使紫色石蕊溶液變紅。實驗結(jié)論：種子在萌發(fā)的過程中消耗氧氣，生成二氧化碳。（5）通過四組實驗，可以得出實驗結(jié)論：通過托盤天平分別稱量等質(zhì)量的2份種子，一份正常萌發(fā)，一份煮熟，煮熟的種子細(xì)胞已經(jīng)死亡，不能進(jìn)行呼吸作用，所以能形成對照組。萌發(fā)的種子進(jìn)行呼吸作用分解有機(jī)物時，不但吸收氧氣，產(chǎn)生二氧化碳和水，而且還會釋放能量。化學(xué)表達(dá)式：反思與評價在初中化學(xué)中講到CO2溶于水且能與水反應(yīng)生成碳酸（H2CO3）。在本實驗中用加水排氣法促使CO2從導(dǎo)管排出，忽略了這一性質(zhì)，使得集氣瓶內(nèi)CO2的濃度降低，影響實驗結(jié)果。所以可以將加水排氣法改為加壓排氣法。實驗耗時太長，可以將氣密性增加，縮短實驗準(zhǔn)備時間。該實驗在材料的利用價值方面有所欠缺，盡可能將一次性實驗改進(jìn)為可重復(fù)實驗，真正做到合理利用資源，節(jié)約不浪費(fèi)。分組討論并總結(jié)煮熟的種子細(xì)胞已經(jīng)死亡，不能進(jìn)行呼吸作用，而萌發(fā)的種子進(jìn)行呼吸作用分解有機(jī)物時，不但吸收氧氣，產(chǎn)生二氧化碳和水，而且還會釋放能量。實驗效果評價跨學(xué)科融合探究，有利于學(xué)生對學(xué)科與學(xué)科之間聯(lián)系關(guān)系更好的理解，極大的培養(yǎng)和發(fā)展了學(xué)生的科學(xué)思維以及核心素養(yǎng)。初三化學(xué)從教學(xué)層面上的要求是啟蒙性和基礎(chǔ)性。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用化學(xué)知識和科學(xué)方法分析和解訣簡單問題的能力，使學(xué)生