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设计型实验案例：设计并制作生态瓶教材分析：设计并制作生态瓶是“生态系统”这一节中的一个活动设计，通过学生自己设计并制作生态瓶，并且对生态瓶进行管理和观察，可以帮助学生更好地理解生态系统的概念及其组成，也可以提高学生的验设计和独立操作的能力。教学目标：1、知识目标：理解生态系统的概念及其组成。2、能力目标：通过设计并制作生态瓶，来提高学生的实验设计和独立操作的能力。3、情感目标：理解人与自然和谐发展的意义，了解生态保护的紧迫性，认识到提高环保意识的重要性。教学重点：设计一个生态瓶建立方案。教学难点：根据设计方案及实际条件制作生态瓶，并坚持对生态瓶进行管理和观察。教学准备：大饮料瓶、剪刀、建造生态瓶需要的材料、活动记录本。教学方法：设计实验教学法教学设计一、导入情境：教师展示一张池塘图，引导学生讨论池塘中的生物关系：（1）池塘有哪些水生生物？（2）水生植物需要哪些生存条件？（3）池塘里的植物为动物提供了哪些帮助？（4）动物为植物生长做了哪些贡献？（5）我们还可以在池塘里找到哪些非生物？它们对生物有什么作用？教师概括：像池塘里的这些生物和非生物这样，互相作用、互相依存，形成一个密不可分的整体，我们可以把它们看成一个生态群落。一片树林，一块草地，一个湖泊，一个海洋等都可以看成是一个生态群落。那么我们自己可以尝试设计和制作一个简单的生态瓶，来观察这个封闭系统中的动植物的生存状况。二、设计生态瓶：教师讲述：介绍并板书实验原理、材料器具学生讨论：该怎样设计这个生态瓶呢？问题提示：小生态瓶的设计要求有哪些？小生态瓶的制作方法？对照实验如何设计？教师引导学生提出自己的设计方案学生设计方案展示：优秀设计方案：一、小生态瓶的设计要求1、生态瓶制成后,形成的生态系统必须是封闭的。2、生态瓶中投放的几种生物,必须具有很强的生活力,必须能够进行物质循环和能量流动,能使其在一定时期内保持稳定。3、生态瓶的材料必须透明,可以让里面的生物得到阳光,并便于观察。4、生态瓶宜小不宜大,瓶中的水量应占其容积的4/5,要留出一定的空间,储备一定量的空气。5、小生态瓶的采光,以较强的散射光为好,不能采用强烈的直射光,否则瓶内水温过高,会导致水生植物死亡。二、小生态瓶的制作方法1、材料用具：水草(如茨藻)、水生小动物(如椎实螺、环棱螺)、水、砂子、玻璃瓶(如标本瓶、大试管或医用葡萄糖注射液瓶)、凡士林。2、方法步骤（1）瓶子处理：洗净标本瓶,并用开水烫一下瓶子和瓶盖。（2）放砂注水：往瓶中放入1cm厚的砂子,再加水至瓶子容积的4/5。（3）投放生物：待瓶内水澄清后,放入水草和水生动物。（4）加盖封口：瓶子加盖,并在瓶盖周围涂上凡士林。（5）粘贴标签：在瓶上贴标签,注明制作日期、制作者姓名。（6）放置瓶子：将制作好的小生态瓶,放于阳面窗台上(以后不要再随意移动其位置)。三、对照实验生态系统的稳定性,要受组成该生态系统的生物因素和非生物因素的影响。为了探索人工模拟的微型池塘生态系统的最佳组成,使其维持较长时间的稳定性,可以多设计几组对照实验,每个对照实验中,只变动其中一种因素,例如:注:表中光照栏“+”代表阳面,为可见散射光照射;“-”代表阴面,为背光处。如果欲探索哪种小螺对维持该生态系统的稳定性更为重要,则又可增加一倍的实验组合。即前14组为椎实螺,新增加的14组为环棱螺。四、观察1、每天观察1次,并做好记录。2、判别水草和小螺存活的标准。水草绿色为生活状态;发黄、变黑,而且柔软下沉,即为死亡。小螺外壳灰绿,能运动,为生活状态;外壳变白,而且浮起,即为死亡。五、说明在放有河水的封闭生态系统中,除了有投入的水草和小螺外,河水中还有单胞藻、原生动物和其他微生物,而且水中还溶解有各种矿质元素,这是一个完整的生态系统,但也是一个营养结构极为简单的生态系统。投入的椎实螺,用腹足爬行瓶壁,以齿舌刮取瓶壁上生长的绿藻为食。环棱螺为杂食。六、实验结果分析实验结束之后,应对结果作出分析。分析实验成败的原因;分析小生态瓶中维持生态系统稳定性的原因。如果设计多组实验,则应进行结果比较,找出最佳设计方案。板书设计：设计并制作生态瓶一、实验原理：生态系统的稳定性是其结构与功能发展协调的重要标志。生态系统的稳定程序，则取决于它的物种组成、营养结构和非生物因素之间的协调关系。设计和制作一种模拟淡水生态系统或陆地生态系统的生态瓶，观察这个封闭的微型生态系统中动植物的生存状况，有助于理解生态系统稳定性的原理二、材料器具：带有螺旋盖的罐头瓶或可乐等饮料的塑料瓶，一个简单的淡水生态系统或陆地生态系统的主要组成成分。