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1、研究性学习设计方案研究课题名称： 微生物吸附污水中重金属离子的调查研究报告设计者姓名 巫日晗 所在学校 深圳市宝安中学所教年级 初二 研究学科 科学联系电话 18607553868 电子邮件 设计日期 2010-6-12 指导教师 沈雪贤课题组其他成员 段文迪、郑志欢、张越佩等一、课题背景、意义及介绍1、背景说明（怎么会想到本课题的）：重金属废水是指那些富含重金属离子及其化合物的一类废水，是对生态环境危害极大的一类污染物。1947 年日本发生的震惊世界的“水俣病”和“疼痛病” ，就是分别由含汞废水和含镉废水污染环境所造成的。随着工业的发展，重金属废水污染已经成为环境保护领域中的一个突出问题。此
2、外，球衣菌是活性污泥中参与污水处理的主要丝状菌，对污水中的有机物和有毒物质有很高的降解能力，在污水处理过程中发挥着重要的作用。如果能以球衣菌利用污水来处理重金属离子，可谓一举两得，具有很重要的开发利用价值。2、课题的意义（为什么要进行本课题的研究）：通过本课题的研究学习，学生不仅能从中掌握一些基本生物技术的操作方法，还可以培养自己检索资料，收集整理数据的能力，加强在生活和学习中的各种能力。此外，学生的环保意识也会得到进一步的加强。3、课题介绍本课题以球衣菌吸附重金属离子为调查研究方向，开展了系统的调查研究。通过对微生物处理污水中重金属离子的研究现状调查，并结合小组进行的球衣菌对重金属离子的吸附
3、能力的研究，所取得的调查研究成果将为今后在污水处理过程中利用球衣菌吸附重金属的开发应用提供理论依据，培养学生保护环境爱护环境的意识。二、研究性学习的教学目的和方法（可按新课程标准的三维目标（或布鲁姆目标分类法）进行研究性学习的教学目和方法的阐述）一、知识与技能（一）基础知识1、了解球衣菌的特性2、了解污水的处理过程3、掌握培养细菌的方法（二）基本技能1、小组合作能力2、实验操作能力3、收集、整理、加工信息的能力二、过程与方法1、学生通过多种方式与途径，获得有关球衣菌和污水处理的资料2、学生通过小组合作，开展课题研究，体验研究性学习的过程三、情感态度与价值观1、通过对微生物吸附重金属离子的调查研
4、究，培养学生的科学发展观2、通过对污水处理的了解，培养学生的环保意识三、参与者特征分析（重点分析学生有哪些共性、有哪些差异，尤其对开展研究性学习有影响的因素。 ）1、知识情况分析：由于本课题涉及到一定的生物和化学知识，初二的学生已具备一定的生物和化学知识，能基本满足本课题的要求。除此，课题还对生物实验操作技能有一定的要求，对于初中学生来说，这部分实验常识和原理需要借助相关的生物老师作为课题辅导老师，为学生提供生物实验仪器与反应原理。2、操作能力分析：本课题在进行的过程中，需要使用显微镜对球衣菌进行简单的镜下观察。显微镜使用常识在初一科学课中已经学习过，学生操用起来不存在太大问题。同时城市学生大
5、部分配有电脑，电脑操作能力较强，接收信息的途径丰富，可以满足学习上网收集资料、进行数据图表处理、写规范实验报告的需要。3、实践能力分析：本课题涉及到污水的重金属处理，需要到实地考察、收集水污染样品，由于江河边特殊的地理环境，加上初二学生十分活跃，采集活动可能存在着一定风险，必须以小组为单位，由若干指导老师亲自带队。四、研究的目标与内容（课题研究所要解决的主要问题是什么，通过哪些内容的研究来达成这一目标）本课题主要的研究目标：1、从社会角度分析水资源重金属污染造成的严重后果，从而引起学生的关注。2、组织学生对微生物处理污水中重金属离子情况的调查，培养学生科学调研能力，唤醒学生环保意识，并通过学生
6、行为影响家庭、影响社会。为了达成以上的研究目标，本课题主要分为以下研究内容：1、组织学生进行合理的分组活动，通过网络、图书馆、资料室、电视专题报道等途径收集微生物吸附污水中重金属离子的资料数据；2、分小组完成以下内容：收集深圳市不同地区的污水，了解污水中重金属离子的污染情况，利用球衣菌进行不同的重金属离子吸附试验等。五、研究的预期成果及其表现形式（研究的最终成果以什么样的形式展现出来，是论文、实验报告、实物、网站、多媒体还是其他形式）本课题成果主要以以下几种形式表现：实验报告、论文、网站、多媒体课件等六、资源准备教师可提供的资源：1、相关网站；http:/ 教师活动 起止时间第一阶段：动员和培
7、训（初步认识研究性学习、理解研究性学习的研究方法）通过学习了解研究性学习的基本步骤和研究方法，上网查阅有关材料，为选题做好准备。利用多媒体课件使学生了解课题选择的技巧、科学研究的基本步骤和相关的研究方法，并预习相关材料、做好准备。6 月 12 日-6 月 15 日提出和选择课题通过上网查阅有关微生物处理污水中重金属污染的资料，确定球衣菌吸附重金属离子的实验研究。指导学生选择自己感兴趣、可操作性强的课题进行研究成立课题组学生根据不同特点进行分组，明确小组内各组员的任务。指导学生合理分组，鼓舞士气。第二阶段 课题准备阶段形成小组实施方案1、小组按实际情况，制定出任务计划与进度表，做好前期准备。2、
8、小组按计划收集有关资料；指导学生做好实施方案，提供相应的量化评分表6 月 16 日-7 月 1 日第三阶段：课题实施阶段1、利用网络、图书馆等收集相关资料；2、向老师学习有关的生物实验操作技能；3、寻找合理的采样地点，准备相关的采样用具；4、采样并进行简单的生化实验，了解重金属污染程度及球衣菌吸附重金属离子的效果；1、组织学生到污水处理厂采访专家和收集样本；2、提供实验器材，领队采样，指导生物化学的基本实验操作；3 、给组长发放“活动记录表”，以用作每次小组活动后收集整理信息。4、联系好质检局的指导老师，让学生准备好笔7 月 2 日-9 月 1 日5、做好资料整理和实验数据分析和收集工作。记本
9、，约定时间观看并参与污水中重金属离子测量的科学实验过程。5、及时跟踪了解各小组活动进行情况，为学生出谋划策，当好参谋指导作用，让学生随着活动的开展，不断修改活动方案，调整活动方式，保证活动的顺利进行。第四阶段：评价、总结与反思阶段1、结合实验数据和调查资料撰写实验调查报告；2、开展课题总结报告会；3、校内开展多种环保宣传活动，如环保标语、图标设计比赛、手抄报比赛等。通过多元化的活动，达到扩大影响范围效果。1、指导学生撰写实验调查报告；2、组织学生进行成果汇报；3、与学生开展校内各种环保宣传活动。9 月 1 日-9 月 8 日八、总结与反思（实践后总结、反思整个研究性学习过程，提出改进意见）在研
10、究性学习过程中，教师根据教学计划和分析学生特征给学生一个研究性学习的主题，帮助学生拟订好课题，并诱导学生顺利进入研究性学习，从而，让学生真正成为学习的主人，自主地有效地完成学习任务，老师起到指导者、促进者的作用。在老师的指导下，学生确立了课题：微生物吸附污水中重金属离子的调查研究，学生通过上网查找资料、采访等方式收集数据和资料，并自主分析数据和资料，从而，知道了微生物吸附重金属离子的情况及污水的微生物处理方法。在学习过程中，绝大部分同学很认真积极地参与其中，但也有极少数学生显得不积极主动，这时候需要教师们去鼓励和关心他们，帮助他们融入这样的研究性学习活动过程中来。中学生已具备一定的自学能力，对研究性学习这样的方式很感兴趣，但是由于家庭和学校的沟通不足，活动的时间涉及到暑假，某些家长对这样的活动不理解，导致某部分同学不能去实地采样和调查，不能体验整个研究过程。学生在这次的研究性学习后，学习积极性增强，热情高涨，思维更活跃，各小组更加团结协助，因此，准备在以后的教学过程中继续开展研究性学习，提供给学生更多的机会。1、提供调查报告、实验报告模板给学生参与2、组织学生进行成果汇报3、与学生开展校内各种环保宣传活动
