1 -探索金鱼缸中水生植物的制氧能力一 教 学 设 计一 ）确 定 活 动 主 题家 居 设 置 金 鱼 缸 已 经 是 一 种 普 遍 的 装 饰 ，金 鱼 缸 通 常 要 配 置 增 氧 泵 而 要 消 耗 电 能 ，与当 今 社 会 的 节 能 减 排 主 题 不 相 符 ，能 否 由 水 生 植 物 制 氧 来 替 代 增 氧 泵 增 氧 ，这 就 需 要 选 择制 氧 能 力 较 强 的 水 生 植 物 刚 好 七 年 级 学 生 在 这 学 期 的 《生 物 学 》上 册 学 习 了 有 关 于 光 合 作用 的 内 容 ，了 解 到 光 合 作 用 的 实 质 ，对 光 合 作 用 的 神 奇 功 能 倍 感 兴 趣 ，可 以 做 一 个 光 合 作用 理 论 服 务 于 金 鱼 缸 水 生 植 物 设 计 的 专 题 探 究 光 合 作 用 有 两 大 产 物 ：氧 气 和 有 机 物 ，其中 的 氧 气 ，学 生 虽 不 能 感 觉 到 它 的 存 在 ，却 又 知 道 自 己 呼 吸 离 不 开 氧 气 ，水 中 生 活 的 动 物也 是 离 不 开 氧 气 。
于 是 ，我 指 导 学 生 探 究 金 鱼 缸 中 水 生 植 物 的 制 氧 能 力 ，分 析 人 们 在 设 计金 鱼 缸 时 候 采 用 水 生 植 物 代 替 增 氧 泵 的 可 行 性 二 ）活 动 目 的1．指 导 学 生 探 究 金 鱼 缸 中 水 生 植 物 的 制 氧 能 力 ，加 深 对 光 合 作 用 实 质 的 认 识 ，认 同 光 合 作用 能 产 生 氧 气 的 理 论 2．在 测 定 水 草 制 氧 能 力 实 验 的 基 础 上 ，引 导 学 生 进 一 步 拓 展 ，测 定 金 鱼 的 耗 氧 量 和 金 鱼 缸水 面 的 溶 解 氧 气 速 度 ，并 尝 试 对 相 关 数 据 进 行 处 理 ，为 人 们 设 计 金 鱼 缸 时 提 供 数 据 参 考 3．引 导 学 生 通 过 资 料 调 查 、探 究 实 验 和 数 据 分 析 ，加 深 对 节 能 措 施 认 识 ，增 强 节 能 意 识 三 ）活 动 过 程1 引 出 活 动 主 题1）调 查 当 地 居 民 的 金 鱼 缸 数 量 和 增 氧 泵 的 配 置 比 例 ，引 出 节 能 减 排 的 措 施 的 探 究 。
2）分 析 光 合 作 用 的 实 质 ，思 考 对 于 光 合 作 用 的 利 用 方 向 ：探 讨 对 于 光 合 作 用 产 生 的 氧 气 利用 方 向 ，确 定 研 究 为 水 生 观 赏 水 生 动 物 提 供 氧 气 的 研 究 主 题 2 -2 对 活 动 小 组 成 员 进 行 分 工 ，指 导 小 组 成 员 把 以 下 工 作 按 照 小 组 成 员 的 特 长 和 爱 好 进 行 分工 ，包 括 资 料 收 集 和 数 据 调 查 ，实 验 材 料 收 集 和 实 验 器 材 准 备 ，实 验 测 定 、数 据 记 录 和 活 动照 片 收 集 ，还 有 协 调 小 组 探 究 活 动 安 排 和 探 究 总 结 撰 写 、排 版 等 ，同 时 选 定 一 名 探 究 工 作负 责 人 3 调 查 和 收 集 资 料1）调 查 当 地 居 民 的 金 鱼 缸 拥 有 比 例 ，增 氧 泵 配 置 比 例 和 开 机 时 间 比 例 ，调 查 并 收 集 当 地 花鸟 虫 市 场 常 见 的 水 生 植 物 2）查 找 空 气 组 成 成 分 ，各 种 组 成 成 分 的 溶 解 情 况3）查 找 测 定 植 物 制 氧 能 力 的 测 定 方 法 和 金 鱼 耗 氧 量 的 测 定 方 法4 开 展 测 定 实 验 ，记 录 实 验 结 果 和 收 集 活 动 图 片 资 料1)制 作 水 生 植 物 制 氧 量 测 定 装 置 ，开 展 多 种 水 生 植 物 制 氧 能 力 对 照 实 验 ，记 录 实 验 数 据 。
2）进 行 金 鱼 耗 氧 量 的 测 定 和 单 位 水 面 氧 气 溶 解 速 度 的 测 定 ，分 析 水 草 代 替 增 氧 泵 可 行 性分 析 水 草 替 代 耗 能 的 增 氧 泵 增 氧 的 必 须 条 件 5 对 数 据 相 关 进 行 处 理 和 分 析 ，探 讨 使 用 水 生 植 物 代 替 增 氧 泵 的 可 行 性 和 现 实 意 义 四 ） 交 流 活 动 感 受 和 收 获 ，写 出 活 动 总 结 ：收 集 活 动 的 各 种 资 料 ，包 括 活 动 设 计 和 过 程 的 记 录 文 字 、调 查 和 实 验 数 据 ，实 验 过 程图 片 等 ，在 小 组 内 进 行 主 题 探 究 的 讨 论 ，发 表 个 人 的 活 动 感 受 ，总 结 出 栽 培 水 生 植 物 代 替增 氧 泵 的 可 行 性 ，写 出 活 动 报 告 ，并 形 成 电 子 文 档 二、学生学习活动案例利用水草替代增氧泵制氧的可行性探究初一 15 班 聂 雅 媛 、林 颖 欣 、黄 沛 瑜 、李 翠 欣一）探究缘由- 3 -现在大多人家里都会养上一两条金鱼，并且很可能为金鱼缸配上一台增氧泵，但你有没有想过，是不是养金 鱼就一定要用增氧泵呢，增氧泵的耗电量会是多少呢？对此我们进行了一个简单的调查。
一个关于家居金鱼缸系列情况的调查1）制定调查计划，设计好调查问卷并印制 180 份表一 金鱼缸情况调查问卷2．借助老师，在我校 3 个班的 180 学生中开展问卷调查对回收的 180 份问卷进行统计分析，调查数据如下：1.你家里有没有金鱼缸或者相类似的水生动物饲养装置？有 56 个学生家庭有金鱼缸，配置比例为 31％2. 你家的金鱼缸或相类似的饲养装置是否配置增氧泵？有 49 个学生家庭金鱼缸配置有增氧泵，配置比例占有金鱼缸家庭的 87.5％关于家庭的金鱼缸系列情况调查问卷调查时间：2007 年 12 月 20 日调查人：初一 15 班 林颖欣、 聂雅媛、黄沛瑜、李翠欣首先谢谢同学你能够支持这个关于节能减排的调查问卷，请真实完成问卷： 1. 你家里有没有金鱼缸或者相类似的水生动物饲养装置？（ ） A、是 B、否2. 你家的金鱼缸或相类似的饲养装置是否配置增氧泵？（ ） A、是 B、否3. 如果你家有增氧泵，每天的使用时间是 小时？4. 你家的金鱼缸饲养了 条金鱼，每条平均体重大约是 克问卷结束，你的支持，将会是我们进步的阶梯 ^_^- 4 -3. 如果你家有增氧泵，每天的使用时间是 小时？在有增氧泵的学生家庭中统计得知：增氧泵的平均开机时间是 2.68 小时。
4. 你家的金鱼缸饲养了 条金鱼，每条平均体重大约是 克统计得出:学生家庭平均饲养 6.73 条金鱼 每条平均体重 24.86 克结合我校学生家庭金鱼缸系列情况调查问卷分析的比例，再加上网上搜索得知中国大约有 4 个家庭（住宅），估算全国会配置 4 亿×30％×87.5％＝1.05 亿台增氧泵，每个增氧泵的功率 约为 0.01 千瓦，按每天使用 2.68 小时来算，每年耗电约：1.05 亿×0.01 千瓦 ×2.68 小时×365 天＝10.27 亿千瓦时（度）经调查估算，推断全国一年花在金鱼缸增氧泵中的电量就约有 10 亿度，更不要说是全世界了，这是一个多么惊人的数目如果你关心地球的温室效应，就有可能想过利某些技术来减少耗费在金鱼缸上的宝贵能源，进而减少温室气体的排放刚好我们在七年级《生物学》学习了光合作用，知道光合作用可以产生氧气我们就想，栽培一种水生植物来为 金鱼缸增氧，代替了增氧泵，是否具有可行性呢？ 这就是我们这次研究的主题就 让我们一起走上生物奥秘探索之路吧！二）活动目的1．通过活动，加深对光合作用的认识和对光合作用能产生氧的认同2．了解多种水生植物的制氧量多少。
3．学会对一些应用技术的可行性进行简单的分析论证4．通过活动，唤起人类的环保意识，减少使用增氧泵，做到节能减排三）活动过程1 规划安排安排活动各项工作进程，进行小组成员活动工作分工：1）规划整个活动的各项工作：在老师的指导下，我们知道了，要分析论证利用水生植物替代增氧泵的可行- 5 -性，必需做好以下几方面的工作：a 了解金鱼缸中氧气的来源和消耗：来源为水生植物光合作用产生的氧气和空气中的氧气溶解到水中；消耗主要是供给水生鱼类呼吸 （前提是要定时给金鱼缸换水，清除水中的腐殖质，以免氧气消耗在分解 这些腐殖质另外，水生植物夜晚呼吸消耗的氧气不多，在有灯光的晚上制造的氧气已足够了 ）b 测定单位重量水中植物的制氧速度和单位面积水面的氧气溶解速度c 测定单位重量 鱼类的耗氧速度d 对所测定的数据进行数理分析，看看理论上在栽培了一定量水生植物后能否满足一定数量鱼类的氧气需求e 在网络查找系列与活 动 相关的资料，收集各个活动过程的文字资料、图片资料和数据资料f 书面总结 出活动总结， 归纳出活动结论2）进行活动小组内部分工：我们小组内部商量后,决定进行以下分工安排：一小组负责 b、c 项工作，交由林颖欣和李翠欣完成，二小 组负责 a、e 和 f 项工作，交由黄沛瑜和聂雅媛完成，整个活动的协调工作由 聂雅媛负责，以便 调动整个小组的力量解决某些两个负责成员难以独立克服的困难，同时负责制定各项工作完成的时间表。
表二 探究小组工作规划时间表日期 第一小组工作安排 第二小组工作安排12．24之前 查找测定制氧速度的方法、测定金鱼耗氧量方法和测定氧气溶解速度方法，准备相关测定器材和制定探究的目标要求，查找系列与活动相关的资料，了解金鱼缸中氧气的来源和消耗形式，学习简单的- 6 -试验品 数据处理方法12．24 测定五种植物的制氧速度并记录 拍摄相关照片，叙述项测定工作12．25 重复测定植物的制氧速度并记录 处理计算相关数据12．26 分两组测金鱼的耗氧速度，记录相关容积变化拍摄相关照片，叙述项测定工作，处理相关数据12．27 测定凉开水的溶解氧气速度并记录相关容积变化列表计算处理相关实验数据12．28 分析相关测定数据，论证水生植物代替增氧泵可行性，撰写相关总结12．29 协助撰写总结 继续撰写相关总结2．制定这次探究的目标要求：1)利用 试验，加深了解光合作用的理论2)通 过试验，切身了解水生植物的制氧能力3)从 试验中，希望能得出可以令人折服的数据，是人类更进一步地认识水生植物的制氧能力，代替增氧泵，继而减少排放二氧化碳，减少温室效 应3．一小组组织开展各项测定工作，同 时二小组及时配合查找、收集相关 资料1）测定单位重量各种水生植物的制氧速度：a 制定测定计 划：参考人教版《生物学》七年级上册第 127 页光第五章绿色植物与生物圈中的碳- 7 -氧平衡中的光合作用还产生氧气专题的实验装置（如照片所示），进行排水法收集植物光合作用所所产生的氧。
图 1 2 测定五种植物的制氧速度具体做法：在天台从早上 9：00 到下午 2：00 测定方法,在透明的烧杯内放置一定重量供检测的水生植物，倒转漏斗罩住水生植物和在漏斗颈套装上充满水的试管，共测定五种植物 （图 3、4、5、6、7、8）左上图 5 是金旦，右上图 6 是黑藻左图 7 是小宝塔，右图 8 是氧气收集装置左图 3 是水罗，右图 4 是苹果藻- 8 -光照一段时间后，装置会排水收集到所产生的气体（如图 9、9，主要成分是氧气）左图 9 气泡，右图 10 是收集到的气体b 制作测定装置和收集测定材料如（上图）： c 开展测定五种水生植物的制氧能力并记录测定结果：在实验终结时刻，用油性笔在水面下降处作出标记（如下图），然后倒转试管，装水到所标记的高度，用。