《探究案例三》探究方法指導(dǎo)

1、探究案例三探究方法指導(dǎo)一、提出問(wèn)題學(xué)生從很多途徑可以得到廢電池有害的信息。但廢電池對(duì)生物究竟有沒(méi)有危害？有多大的危害？學(xué)生并不知道。這也是學(xué)生很好奇的。先請(qǐng)同學(xué)們看一段視頻：鏈接1：廢電池與環(huán)境通過(guò)這段視頻，我們知道了因?yàn)閺U電池里面含有多種化學(xué)物質(zhì), 有的還含有汞、銀、鎘等對(duì)人體有害的重金屬。如果把它們到處亂扔，時(shí)間長(zhǎng)了以了，它們會(huì)銹蝕腐爛，重金屬會(huì)泄漏。重金屬在土壤中蓄積，會(huì)污染土壤和水源。我國(guó)每年用掉的電池?cái)?shù)達(dá)上百億只，通常情況下，使用最多的為干電池。通過(guò)這段視頻，同學(xué)們可能產(chǎn)生一些問(wèn)題，比如：“廢電池內(nèi)的污染物對(duì)生物真的有危害嗎?”“如果廢電池內(nèi)的污染物對(duì)生物真有危害的話，如何表現(xiàn)出來(lái)?

2、”“廢電池內(nèi)的污染物越多, 對(duì)生物的危害就越大嗎?”“廢電池內(nèi)的污染物對(duì)植物危害和對(duì)動(dòng)物都有危害嗎?”“廢電池的量越多, 對(duì)生物的危害就越大嗎”首先我們對(duì)電池做一些了解。1.幾種電池“堿性鋅錳”電池鎳鎘電池鎳氫充電電池鉛蓄電池一種太陽(yáng)能電池板一種甲醇燃料電池2. 電池中有哪些有害物質(zhì)是所有的電池都含有有害物質(zhì)嗎？電池中有哪些有害物質(zhì)？電池中的有害物質(zhì)含量都一樣多嗎？二、作出假設(shè)鏈接2：廢舊電池對(duì)環(huán)境有何污染我們知道，廢電池的危害主要集中在其中所含的少量的重金屬上，如鉛、汞、鎘等。重金屬在自然環(huán)境中很難被降解，環(huán)境中的重金屬污染會(huì)不會(huì)影響到植物的生長(zhǎng)、發(fā)育以及種子的萌發(fā)？近年來(lái)我國(guó)已投入使用或正

3、在研制、開(kāi)發(fā)的一類高性能、無(wú)污染電池，這些電池會(huì)不會(huì)對(duì)植物的生長(zhǎng)、發(fā)育以及種子萌發(fā)有影響？學(xué)生通過(guò)討論, 提出的假設(shè)：假設(shè)廢電池內(nèi)污染物對(duì)小麥種子的萌發(fā)有影響。三、制定計(jì)劃制定計(jì)劃中最重要的環(huán)節(jié)是設(shè)計(jì)一個(gè)可行的實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)分析：電池的組成物質(zhì)在使用過(guò)程中，被封存在電池殼內(nèi)部，并不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響，廢電池中的化學(xué)物質(zhì)，只有在電池包殼因機(jī)械和化學(xué)腐蝕破損后才會(huì)通過(guò)揮發(fā)、化學(xué)腐蝕、浸出等方式進(jìn)入環(huán)境，再?gòu)尼尫诺亟?jīng)遷移到達(dá)被污染介質(zhì)、動(dòng)植物體或人體。那么，我們想要得到廢電池的浸出液是采取機(jī)械還是化學(xué)腐蝕破損的方式？這是我們需要考慮的第一個(gè)問(wèn)題。廢電池化學(xué)腐蝕破損通常是在什么情況下發(fā)生的？通常，廢電池

4、的化學(xué)腐蝕破損只有在內(nèi)部電池發(fā)生變化時(shí)出現(xiàn)，所以一般我們采取機(jī)械破損的方式得出廢電池浸出液。在通常情況下，植物種子吸收重金屬離子后，會(huì)影響種子的萌發(fā)，并可能使幼苗畸形。小麥種子吸足水分后，還必須在一定溫度條件下才能萌發(fā)，要求在浸泡種子的時(shí)候，合理浸沒(méi)，掌握水量。小麥種子萌發(fā)的最低溫度是05，最適溫度是20-30，最高溫度是38-39左右。在26的溫度條件下發(fā)芽快而整齊，若溫度在40以上，則會(huì)抑制幼根、幼芽的生長(zhǎng)，甚至使其灼傷。因此，我們選擇26恒溫培養(yǎng)箱進(jìn)行培養(yǎng)。由于種子萌發(fā)需要幾天的時(shí)間，浸泡后，在容器的底部會(huì)出現(xiàn)浸出液的沉淀，需要過(guò)濾嗎？如果不過(guò)濾，這些物質(zhì)會(huì)不會(huì)影響小麥種子的萌發(fā)呢？ 濃

5、度梯度就變化了？怎樣過(guò)濾呢？這是我們需要考慮的第三個(gè)問(wèn)題。在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，被污染的水域往往較大，廢電池沉淀在水的底部。所以混濁的物質(zhì)對(duì)小麥種子的萌發(fā)確實(shí)有影響。廢電池浸出液需要進(jìn)行過(guò)濾。過(guò)濾的方法參見(jiàn)過(guò)濾.doc。鏈接3：過(guò)濾.doc廢電池的量越大，對(duì)小麥種子萌發(fā)的影響就越大嗎？我們要觀察多長(zhǎng)時(shí)間？因此需要配置不同濃度的廢電池浸出液?jiǎn)幔拷鲆旱臐舛仍鯓釉O(shè)置呢？這是我們需要考慮的第四個(gè)問(wèn)題。浸出液中廢電池的量越大，有害物質(zhì)可能就越多，對(duì)小麥種子萌發(fā)的影響可能就越大。我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。所以在實(shí)驗(yàn)中觀察小麥種子在長(zhǎng)出1.5厘米后，在不同濃度浸出液的生長(zhǎng)狀況。浸出液的濃度設(shè)置大，不能觀察到在不同濃度

6、浸出液中反應(yīng)有何差別；濃度過(guò)小，需要觀察的時(shí)間又較長(zhǎng)。所以，我們?cè)O(shè)置廢電池浸出液的濃度分別為：1升水中加入6節(jié)廢電池、和清水組對(duì)照鏈接4：配置廢電池浸出液的過(guò)程廢電池液的制作過(guò)程(圖1)廢電池液的制作過(guò)程(圖2)廢電池液的制作過(guò)程(圖3)廢電池液浸出液6節(jié)（圖4）我們?cè)谠O(shè)置實(shí)驗(yàn)組之后，怎樣才能確定是廢電池浸出液對(duì)小麥種子產(chǎn)生了影響，而不是溫度、大氣壓強(qiáng)、水分等等其它因素對(duì)小麥種子產(chǎn)生了影響？這是我們需要考慮的第五個(gè)問(wèn)題。為了排除其它影響因素，我們除了設(shè)置實(shí)驗(yàn)組以外，還會(huì)設(shè)置對(duì)照組。在設(shè)置實(shí)驗(yàn)組時(shí)，一般只設(shè)置一個(gè)變量。本實(shí)驗(yàn)的變量是什么？如何設(shè)計(jì)(包括實(shí)驗(yàn)材料用具、實(shí)驗(yàn)裝置、實(shí)驗(yàn)條件等, 注意除

7、變量外的其他條件必須保持一致);鏈接5：“廢電池浸出液對(duì)小麥種子萌發(fā)的影響”實(shí)驗(yàn)裝置本實(shí)驗(yàn)的變量是廢電池浸出液的濃度。所以對(duì)照組應(yīng)為同樣容器中，選擇性狀相似的小麥種子，以及其他相關(guān)同樣的環(huán)境條件。種子的數(shù)量如何確定呢？考慮小麥種子萌發(fā)率誤差較大的原因。所以，我們?nèi)∶總€(gè)樣本350粒種子。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始后，我們?cè)鯓优卸劝l(fā)有沒(méi)有受到影響？可以從哪些現(xiàn)象觀察到？數(shù)據(jù)能否說(shuō)明問(wèn)題？通過(guò)粗略觀察，并測(cè)量計(jì)算平均值。根據(jù)以上的分析，如何記錄與觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果？實(shí)驗(yàn)的結(jié)果要記錄哪些事實(shí)或數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)好記錄表： 小麥在廢電池浸出液中的狀況記錄表：浸種液體種子總數(shù)發(fā)芽種子數(shù)發(fā)芽率（%）胚根長(zhǎng)度（cm）水350廢電池液350

8、只做一組實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否可靠, 應(yīng)怎樣做結(jié)果才可靠(決定做幾組實(shí)驗(yàn), 取最大值、最小值還是平均值)？四、實(shí)施計(jì)劃 請(qǐng)同學(xué)們各自選用實(shí)驗(yàn)材料分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)用的種子可在農(nóng)業(yè)科學(xué)院等專業(yè)機(jī)構(gòu)購(gòu)買(mǎi)。種子的質(zhì)量決定實(shí)驗(yàn)的客觀性。在實(shí)施實(shí)驗(yàn)計(jì)劃時(shí)，還有一些問(wèn)題需要考慮，如浸出液的選擇，清洗換液，還要考慮培養(yǎng)皿的清潔等等。實(shí)驗(yàn)時(shí)要養(yǎng)成及時(shí)觀察記錄良好的習(xí)慣。填好實(shí)驗(yàn)記錄表。五、得出結(jié)論各組學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程和實(shí)驗(yàn)所得到的數(shù)據(jù)不相同。各實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)本組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù), 結(jié)合收集的相關(guān)資料, 進(jìn)行討論, 各抒己見(jiàn), 最后根據(jù)全班同學(xué)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行總結(jié)，得出全班的結(jié)論。我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與假設(shè)一致嗎？我們可以得出什么樣的結(jié)論？如果實(shí)驗(yàn)的結(jié)果與假設(shè)不一致，可能是因?yàn)槭裁矗苛?、表達(dá)與交流重新審查每個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)過(guò)程, 并以書(shū)面的形式