师:同学们好,欢迎来到科学课堂。都说万物生长靠太阳,今天我们就一起来学习植物如何利用阳光。同学们请仔细观察大屏幕中的图片,图中的小朋友在水族馆参观时发现了什么现象呢?
生:鱼缸中种植着金鱼藻,阳光透过橱窗玻璃照射到鱼缸里的金鱼藻上,金鱼藻的叶子表面正不断地冒出较多的气泡,同时还发现金鱼缸里的一个小管子也在冒着气泡。
师:请同学们说一说,为什么水管里会有气泡冒出呢?
生:因为空气进入了水管。
师:空气是由什么组成的呢?
生:空气是多种气体的混合物,主要由氧气和氮气组成。
师:鱼缸里连着的这些小管子叫做增氧机,在清晨及阴雨天不断地向鱼缸里的水补充氧气,使鱼缸里的水中有充足的氧气,鱼才不会因为缺氧而死亡。原来水管里冒出的气体是空气。我们再来观察一下金鱼藻在光照下冒出的气泡,它们冒出的气泡和管子里冒出的气泡一样吗?妍妍和琪琪不禁陷入了沉思,金鱼藻放出的气泡是氧气吗?有的同学认为金鱼藻冒出的气泡和水管里冒出的气泡是一样的,含有氧气。而有的同学觉得金鱼藻冒出的气泡和水管里冒出的气泡是不一样的,到底谁的猜测是正确的呢?我们需要通过实验的方式来验证。如何判断气体呢?相信同学们都有过吹气球的经验,当我们不断向气球吹气时,气球会变得越来越大。说明气体占据一定的空间,而不同的气体都有着其特殊的性质。氧气的特殊之处就在于它具有助燃性。当我们把带火星的小木棍靠近氧气时,小木棍会迅速地复燃。想要知道金鱼藻冒出的气泡是什么气体,我们就要想办法把这些气体收集在试管里进行探究。如何收集气体呢?
生:可以利用书上的办法来收集。
师:没错,就是利用气体占据空间的原理,尝试着把这些气体收集在试管里进行研究。老师为同学们准备了一些实验工具与材料,包括烧杯、大漏斗、试管、金鱼藻、小木棍、火源。有了实验材料,你将如何设计实验呢?请同学们动手写一写,可以参考书上的资料,可以和同学们讨论,也可以上网查阅。
(同学们动手书写)
师:同学们写好了吗?相信大部分同学已经写好了,我们请第一小组的同学来汇报你的实验设计。
生:第一步,在设备里添加适量清水,注意不要太满,以免溢出来影响观察。取几株金鱼藻放在烧杯底部,用干净的漏斗将金鱼藻罩住。第二步,将装有金鱼藻的烧杯放在有阳光照射的地方,放置一段时间。当有气泡从漏斗口冒出时,我们开始收集气体。第三步,将试管装满水,倒放入水中并套在漏斗的开口上。
师:有同学提出了这样的疑问,为什么要将试管里装满水呢?
生:是为了把试管中的气体全部排出。
生:第四步,当收集到的气体占试管体积一半时,将试管轻轻提起,用拇指堵住试管口,然后将试管向上慢慢取出。第五步,点燃小木棍,当小木棍即将熄灭的时候,移开堵住试管的手指,将带火星的小木棍迅速地放在试管口,观察小木棍的情况。
师:同学们在操作的过程中一定要注意,小心被火烫伤。在实验前我们还要注意金鱼藻一定不要被漏斗压得太紧,避免叶片得不到充分的舒展,妨碍接收光照。在拔出试管时,用手指堵住试管口的动作要快,否则氧气会溢出,影响实验的效果。同学们,这些注意事项你都记住了吗?现在我们就开始实验吧,在做实验的过程中,我们要边做边填写实验记录单。
(同学们进行实验)
师:将一段黑藻放入盛满清水的大烧杯中,用一个短颈漏斗把黑藻罩在漏斗口内,并反向扣在烧杯的底部。在一支小试管中装满清水,用大拇指封住试管口,倒立在水面以下,轻轻地扣在漏斗的底部。将这个装置放在阳光下照射。我们可以看到漏斗中的黑藻不断产生气泡,气泡向上运动,汇集到试管底部,试管内的液面慢慢下降。几小时之后,小试管中的气体体积达到了小试管容积的1/2,在液面以下轻轻移出小试管。用大拇指堵住试管口,取出。将试管向上,松开大拇指,并迅速将带有火星的卫生香插入试管口,可以观察到卫生香又燃烧起来,这说明黑藻叶片在光照下产生的气体是氧气,因为氧气具有助燃性。注意事项:一、将小试管倒扣在漏斗底部以及取出小试管时,都需要在水面以下进行。二、卫生香插入试管时不能接触液面,动作要迅速。通过实验,我们知道了黑藻叶片在水中进行光合作用时产生的气体是氧气。事实上,在18世纪70年代,英国的普里斯特利就发现植物可以恢复因蜡烛燃烧或动物呼吸而变污浊的空气。而荷兰的英格豪斯则证明,植物体只有绿叶才可以更新空气,并且在阳光照射下才能成功。这一切都归功于植物光合作用产生的氧气。正是由于绿色植物在光合作用中不断产生氧气并消耗二氧化碳,才使大气中的氧气和二氧化碳含量保持了相对的稳定。
我看到大部分的小组已经完成了实验,有请第二小组的同学来分享一下你们的实验记录单吧。
