资源简介

初中生物-微能力 2.0 认证
C1 跨学科学习活动设计
1．跨学科学习活动设计方案
2．学生成果及点评 2 个
撰写：Z J
【获奖作品】
1．学习活动方案：以自己开展过的跨学科学习实践为例，提供跨学
科设计活动方案，需说明主题、学习目标、学习对象、活动流程、学习资
源、技术工具及应用策略、学习评价等，以 PDF 形式提交。
2．学生成果及点评：请提交两份学生的跨学科学习成果，并分别进
行点评。若为文本，请以 PDF 形式提交。
《探究植物的呼吸作用》跨学科学习活动设计方案
学校 XXXX 初级中学 教师 Z J
本次活动学生自主科学探究贯穿始终，学生通过对“植物呼吸
产生二氧化碳”、“植物呼吸消耗氧气”和“植物呼吸释放能量”三
个实验进行探究，自主设计实验、动手操作、观察、描述实验现象、
分析实验数据、得出结论，亲历科学探究的六大过程。此过程中将
主题说明
生物学中植物呼吸的重要生物学概念、化学中氧气和二氧化碳的化
学性质、信息化传感器应用及统计学中直观数据对比等相关知识融
合创新，有效培养学生的创新能力、科学思维能力及科学探究能力，
学生在探究性学习中快乐构建植物呼吸作用的核心概念。
1、构建呼吸作用的概念、根据植物呼吸作用释放热量形成物质
与能量观，并联系上一节《光合作用吸收二氧化碳释放氧气》形成
稳态与平衡观；Z J
2、理解氧气的助燃性；
3、明确二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊，也能遇紫色石蕊试
液变红 的化学性质；
4、感受信息数字化传感器定量探究的魅力；
学习目标
5、从统计学的角度直观感受绿色植物呼吸产生二氧化碳、消耗
氧气、释放能量；
6、通过设计实验方案，培养学生的批判性思维、发散性思维能
力；
7、通过实验探究，培养学生的动手能力、分析能力及表达能力；
8、理解绿色植物在维持生物圈的碳-氧平衡中的重要作用，树立
环保意识。
上节内容学生已经学习了绿色植物的光合作用，而根据学生的
生活经验，学生大都了解绿色植物晚上不宜摆放在卧室，那么这是
学习对象 为什么呢？学生自然对绿色植物的呼吸作用充满好奇。此时变演示
实验为学生的分组探究实验，变学生在课堂上看科学、听科学为主
动做科学，有效调动学生的学习热情。对于氧气及二氧化碳的相关
化学性质，学生在生活中也有所触及，本活动可以让学生实际操作
观察现象进而深刻理解其化学性质，为今后的化学学习打下基础。
信息数字化探究系统更能让学生直观体会定量与定性相比的独特魅
力。
1、创设情境，导入新课；
2、探究一：植物呼吸是否释放二氧化碳？
3、探究二、三：植物呼吸是否消耗氧气并发生能量变化？
4、探究四：“三位一体”；
活动流程
5、探究五：如何定量观察实验现象？
6、实施实验；
7、分析实验现象与数据，得出结论；
8、归纳总结。Z J
1、视频资源：兴趣小组关于植物的呼吸作用释放二氧化碳使澄
清石灰水变浑浊的实验视频；
学习资源 2、文本资源：植物呼吸是否释放二氧化碳、消耗氧气、发生能
量变化实验记录表；
3、信息技术资源：数字化探究系统软件、传感器。
技术工具 数字化探究系统软件、传感器、班级优化大师、希沃授课助手
1、利用数字化探究系统软件及传感器，在进行定性实验以后，
加入定量实验，让学生在量的变化中更好地理解呼吸作用的本质；
2、班级优化大师随机抽取同学回答问题并发送点评，科学有效
地保证课堂参与的公平公正；
应用策略
3、希沃授课助手拍照上传学生小组的实验方案、实验现象及装
置改造，有效地调动了学生的积极性，让学生积极主动参与到课堂
活动中来，保证课堂参与的高效性，充分给予学生时间和空间，让
学生在成为课堂主体的前提下，乐于享受获得知识的过程。
（一）创设情境，任务驱动
活动过程 出示人体深呼吸背景图，请学生屏住气，停止呼吸，询问学生
有何感受。卧室内能否放绿植？继而引出对植物呼吸相关内容的思
考。
设计意图：激发兴趣，引起思考。为复杂现实问题的解决创设
情境，整合与拓展学生的经验。
（二）探究一：植物呼吸是否释放二氧化碳？
鼓励学生自主设计实验，帮助学生理清设计思路：是否需要设
置对照实验？实验装置是否可以更简化？选择什么实验材料？怎样
收集植物产生的二氧化碳？
提前安排生物兴趣小组在课前进行探究，将结果与全班同学分
享，针对部分同学提出的二氧化碳使澄清石灰水变浑浊实验现象不
好观察的难题，有什么解决办法？
设计意图：鼓励学生提出不同的看法，帮助学生理解科学探究
的对照性、单一变量原则，同时通过查阅资料，重新进行实验验证，
明确二氧化碳能够使澄清石灰水变浑浊，也能遇紫色石蕊试液变红
的化学性质，加强不同学科间知识的联系。培养学生的跨学科意识、
思维与能力。
（三）探究二、三：植物呼吸是否消耗氧气并发生能量变化？
鼓励学生小组讨论设计实验方案。指出各小组实验方案的优点
和不足，与学生交流讨论，使实验方案更加完善。
设计意图：培养实验探究的严谨性和学生的交流表达能力，有
效利用氧气的助燃性这一化学性质，加强不同学科间知识的联系。
（四）探究四：“三位一体”Z J
提问：能否将以上三个探究实验合三为一？这样不是更加节省
实验器材和时间吗？提示：可以利用平时生活中的常见物品。鼓励
学生展示小组实验方案。
设计意图：将科学探究带入生活，帮助学生建立“生活之中处
处有科学”的思维，同时渗透环保教育。为复杂现实问题的解决创
设情境和提供资源。
（五）探究五：如何定量观察实验现象？
引导学生回顾之前的实验设计，发现均属于定性实验。进而引
出定量观察实验。
演示信息数字化探究软件及传感器，学生自主操作。
设计意图：激发学生对定性实验的好奇，同时利用现代信息技
术帮助学生构建生物学概念。推进融综合性与探究性为一体的深度
学习方式。
（六）实施实验
指导学生根据自己组别设计的实验方案，实施实验。
探究植物呼吸是否释放二氧化碳利用注射器直接抽取气体通入
紫色石蕊试液中（图 1）；探究植物呼吸是否消耗氧气并发生能量变
化，将燃烧匙上的蜡烛点燃并放入瓶中（图 2），将温度计插入装有
材料的广口瓶内（图 3）；定量实验探究使用信息数字化探究软件、
二氧化碳传感器、氧气传感器及温度传感器，指导学生观察和记录
实验现象及数据（图 4）。
图 1 检测植物呼吸是否释放二氧化碳
图 2 检测植物呼吸是否消耗氧气
图 3 检测植物呼吸是否发生能量变化
图 4 定量实验探究
设计意图：培养学生分工与合作的意识。
（七）分析现象与数据，得出结论 Z J
组织学生有序的汇报各小组的实验结果，鼓励学生交流实验过
程中的新发现及遇到的问题。
设计意图：培养学生分析问题、解决问题的能力，鼓励学生处
理实验数据，并作出判断。
（八）归纳小结
鼓励学生总结绿色植物呼吸作用的概念和本质。
设计意图：培养学生的科学思维能力及表达能力。
1、将演示实验改为探究实验，引导学生自主探究，让每位学生
都能感受实验的魅力，为复杂现实问题的解决创设情境；
2、选取植物的根、茎、叶、花、果实和种子六大器官做为实验
材料进行实验，从而在得出植物呼吸作用吸收氧气、释放二氧化碳
学习评价
及能量的同时，还得出植物的呼吸作用存在于活细胞，而非某一特
定的区域。避免学生头脑中形成“只有种子能进行呼吸”的错误概
念，帮助学生构建植物呼吸作用的核心概念；
3、要求学生自主设计实验方案，使学生亲历科学探究的六大过
程，培养学生的创新能力、科学思维能力及科学探究能力，此过程
中自然过渡二氧化碳及氧气化学性质相关知识，完成跨学科知识迁
移并能合理运用，体验学科融合的魅力，加强不同学科间知识的联
系；
4、学生在探究实验过程中针对演示实验及小组实验方案大胆质
疑，培养学生的批判性思维能力，鼓励学生针对质疑提出解决方案，
合理利用二氧化碳的化学性质相关知识，有效进行学科交叉思维培
养，进一步培养学生分析问题及解决问题的能力，培养学生的跨学
科意识、思维与能力；
5、生物科学的本质是实验科学。鼓励学生利用身边常见的物品
进行探究实验，纠正学生头脑里“实验就一定得在实验室利用高端
仪器完成”的错误概念，让学生明白只要你愿意，实验在生活中无
处不在，整合与拓展学生的经验；
6、在进行定性实验以后，利用信息数字化探究软件及传感器加
入定量实验，让学生在量的变化中更好地理解呼吸作用的本质，统
计学两组数据的对比也能更直观地体现对照组及实验组的现象，感
叹现代信息技术的魅力，推进融综合性与探究性为一体的深度学习
方式；
7、鼓励学生探讨在实验过程中遇到的难题及失误，帮助学生就
理解科学探究的艰难，体会科学家在科学研究中可能遇到的各种问
题，以及科学家怎样通过一次一次的尝试、失败、再尝试来解决问
题，使学生领悟科学的本质。
涉及学科 生物学、化学、信息学、统计学
《探究植物的呼吸作用》跨学科学习活动
学生成果展示及点评 1
学生姓名：Z J
学生所在学校：XXXX初级中学
图 1 学生正在利用传感器和数字化探究系统软件采集数据
图 2 叶片呼吸是否释放二氧化碳定量检测结果对比分析图
图 3 土豆呼吸是否释放二氧化碳定量检测结果对比分析图
点评：两名学生在进行定性实验以后，选取叶片及土豆作为自己的探究对象，
能有效利用二氧化碳传感器及信息数字化探究软件针对“植物呼吸是否释放二氧
化碳”进行定量实验，有效采集数据并进行分析，数据的对比能直观地体现对照
组及实验组的实验现象，在量的变化中更好地理解呼吸作用的本质。定性实验及
定量实验的成功开展，实现了与信息学及统计学的跨学科融合，有效拓展思维，
成功构建核心概念。Z J
《探究植物的呼吸作用》跨学科学习活动
学生成果展示及点评 2
学生姓名：WZ
学生所在学校：XXXX初级中学
图 1 二氧化碳检测改良（左图为澄清石灰水，右图为紫色石蕊试液）
图 2 “三合一”实验装置
点评：两名兴趣小组学生在课前实验中遇到二氧化碳使澄清石灰水变浑浊实
验现象不好观察的问题，通过课下查阅资料，发现二氧化碳还具有遇紫色石蕊试
液变红的化学性质。课上进行探究，发现现象明显易观察，完成对二氧化碳检测
的改良，至此成功进行跨学科知识迁移并能合理运用，展现学科融合的魅力。
学生利用平时生活中的常见物品，将三个探究实验——植物呼吸是否释放二
氧化碳、植物呼吸是否消耗氧气、植物呼吸是否发生能量变化合三为一。材料易
得且价格低廉，携带方便。只要你愿意，实验在生活中无处不在。有效培养了学
生的科学思维及科学探究能力。Z J

展开更多......

收起↑