4.7.1分析人类活动对生态环境的影响:废旧干电池浸出液对种子萌发和生长的影响

“废旧干电池浸出液对种子萌发和生长的影响”教学设计
单元目标
了解干电池的构成和工作原理，以及废旧干电池浸出液对植物种子萌发和生长的影响。
学会设计对照实验。
通过长期观察并认真记录实验数据，养成坚持不懈和一丝不苟的科学探究态度。
关注废旧干电池对环境的影响，体会环境保护的重要性，树立保护环境的意识。
活动阶段安排
活动分为“引入课题，明确实验材料，设计实验方案”和“开展实验，得出结论，交流结果”两个阶段，2课时完成。
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教学准备
废旧干电池1-2节，事先破坏外壳，用于课堂展示。
反应重金属污染的影像资料及相关报道，并制成多媒体课件。
设计并打印活动记录单。
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教学过程
（一）引入课题、激起兴趣
播放日本神奈川废电池事件的相关报道，引导学生感受：电池为日常生活提供方便的同时，也会危害生存环境，由此引入主课题。
引导学生分析中国某些地区镉米中毒现象，稻米对镉污染吸附能力明显强于黄豆、玉米等农作物。区分市场上销售的南孚和华太电池汞含量差异等，围绕主课题，进而提出更具体、更易操作的子课题。
1.不同浓度的废旧干电池浸出液对（小麦）种子萌发和生长的影响
2.同一浓度的废旧干电池浸出液对（水稻、玉米、黄豆）不同种子萌发和生长
的影响
3.无汞（南孚）和含汞（华太）废旧干电池对（绿豆）种子萌发和生长的影响
4.有电和无电干电池浸出液对（花生）种子萌发和生长的影响
5.充电和一次性干电池浸出液对（菜豆）种子萌发和生长的影响
（二）小组讨论、制定计划
将班级成员进行分组，经小组讨论，选定其中一个子课题进行探究，并制定具体的实验计划，同时对任务进行分工，避免边缘人出现。
????在开展实验前，学生围绕以下几个问题展开讨论：
如何验证废旧电池对种子萌发和生长的影响？需要对废旧电池做哪些处理？
2??选取种子数量是多少？选取的种子应符合哪些条件？应考虑种子的萌发期是否较短、种子萌发和生长现象是否容易观察？。
哪些条件可以反映出种子萌发生长的情况？
为了避免学生盲目实验，我设计了一份有一定开放性的实验活动单，引导学生有序进行操作。
（三）实施计划、自主探究
破壳电池：
出示已破壳的废旧干电池实物，且播放动画片段展示干电池构成，明确制作废旧干电池浸出液所选取的浸泡部位。
刘赟伯教你快速破壳取粉：首先砸向两端的正负极，再用剪刀撬开，然后重锤电池主体，即可获取黑色粉末。
制备不同浓度的废旧干电池浸出液。
在制备浸出液时将使用到大烧杯、培养皿、玻璃棒、量筒等化学仪器，当多个班级同时期进行此实验，就会出现仪器短缺不够用的问题，而且玻璃制品易碎。很多学生也会选择在家里进行实验，这样便于连续的观察，但是家里更不具备这些仪器。聪明的学生在生活中找到了完美的替代品。2X500毫升塑料水瓶=1000毫升大烧杯，药店里买的注射器=量筒，一次性筷子=玻璃棒，透明的快餐盒=培养皿等。这些实验材料价格便宜、易获得，且便于实验操作。
同学们采用的方法：（1） 分别向三个500毫升的塑料瓶中投入一节、两节、三节废旧干电池粉末，配制出浓度Ⅰ、浓度Ⅱ、浓度Ⅲ的电池浸出液。放置3天，每天用一次性筷子进行搅拌。（2）将三节废旧干电池粉末放入同一塑料水平中浸泡，三天后将浸出液分别倒入有分格的三个水瓶中，分别向塑料水瓶中倒入一格、两格、三格不同体积的浸出液，然后分别注满清水，由此配制出浓度Ⅰ、浓度Ⅱ、浓度Ⅲ的电池浸出液。
3.进行种子萌发实验：
学生选择了东北地区的一些农作物种子作为实验材料，更贴近生活事实，正直播种季节，这些实验材料具有易获得、萌发期较短、生长现象明显等特点。
实验方法：分别在相同容积的塑料盒底部铺上两张面巾纸，分别放入相同数量的种子，再用注射器注入等量且适量的不同浓度浸出液，并与清水形成对照。改进：种子在摆放时可以列队放置，这样便于清查萌发个数。
4.观察萌发个数和幼苗的生长。
在观察之前我引导学生通过列表将观察的内容细致划分，确定在每天的同一时间进行观察记录，如观察的内容有XX天后萌发数量、根长度、根毛生长情况、幼苗高度、叶片数量、叶片颜色、叶片形状等，引导学生持续、长期、有序、有目的去观察，由此攻克本课的难点。
在观察过程中发现的问题：种子在萌发后，幼苗生长出现倒伏现象，并且根系易缠绕在一起，并扎根于面巾纸中，这样不利于学生进行观察和准确测量。我们采取的改进措施是在塑料盒当中放入适当大小的铝箔板，先去除上面的铝箔，然后每个胶囊凹陷底部割一个圆形小孔，大小根据种子而定，小孔要比种子小一点，避免种子漏下去。并且去除了面巾纸，直接水培，这样生长现象更明显更直观、更利于学生准确的观察和记录。
得出结论、汇报交流
以小组为单位整理图片、收集数据、制作PPT，小组代表进行成果汇报交流，组内成员进行补充说明，组间进行评价。经过长期的观察和多组数据的统计，我们得出结论：废旧干电池浸出液对种子的萌发和生长有不同程度的影响，由此验证了废旧电池对生物的严重危害，学生感悟到生命的存在受到环境因素的影响，体会到环境保护的重要性，树立环保意识，并向全社会呼吁：
给同学们的建议
1减少一次性干电池的使用，尽量使用可充电电池和无汞电池。
2玩具车、电动剃须刀等用过的电池可装进遥控器重复利用
3?不随意丢弃废旧电池
向政府职能部门建议
1?建立专门的废旧电池回收部门
2?借鉴发达国家的经验，对废旧电池进行无害化处理
3?加强监管，逐步降低电池中汞等重金属含量
最后学生将实验报告、观察记录、环保倡议等设计成手抄报并张贴成板《体验科学探究，争做环保卫士》，在学校展出进行环保宣传。而我将学生们的精彩瞬间、以及完整的活动过程进行梳理以（1.2 X 2.4）展板的形式向全校师生进行展示，在校园内产生强烈且积极的影响。
以上是我的教学设计过程，共概括为以下四个阶段：
（一）引入课题、激起兴趣
（二）小组讨论、制定方案
（三）实施计划、自主探究
（四）得出结论、汇报交流
五、教学评价和反思
1、自主开放性：根据兴趣，学生自主选择探究问题，全新拓展设计实验，体现了实验的开放性，另外选择同一探究问题的小组，可共享数据和结论，节省了重复实验的时间。
2、实验材料的改进：价格低廉、易获得的一次性塑料餐盒、矿泉水瓶、注射器等完美替代易碎、不易购买的培养皿、大烧杯、量筒等化学仪器，并且更直观清晰的呈现出实验现象。使用铝箔板对种子进行水培，种子的生长现象更明显，更利于准确的测量和科学的记录。
3、方法的创新：学生采用多种方法配制出梯度的废旧电池浸出液，充分体现了学生分析和解决问题的能力，增强了探究性体验。
反思：以“探究废旧干电池浸出液对种子萌发和生长的影响”为载体，将教材中多个实验进行整合，并综合运用了多种科学方法，巧妙的利用了生活用品代替化学仪器，使实验更加简单便捷，现象更加直观明显。做到了学生全员参与，积极开发其潜能，实现自主探究，并有效的达成本实验预设的三维目标。