一、使用教材
人教版高中生物必修Ⅰ第五章第4节
自制教具：光照培养箱（LED筒灯型、LED点阵型）
溶解氧传感器、光照传感器、电子天平、真空泵、抽气盘、打孔器、镊子烧杯（250mL，500mL）、量筒（100mL）、玻璃棒、培养皿、滤纸、纱布等NaHCO3溶液、黒藻、菠菜
三、实验改进/创新要点
1.真空渗入法
○1自制光照培养箱（LED筒灯型）：LED光源亮度高，发热量小；安装在箱体底部，使叶圆片受光更充分；通过侧面观察，保护视力。
○2自制光照培养箱（LED点阵型）：发光均匀
○3纱布包裹叶圆片+真空泵抽气渗水：相较于针筒抽气，效果好且统一，方便数取叶圆片。
2.溶解氧传感器法
○1溶解氧传感器：能更准确直接的定量测量。
○2传感器固定板：将4个传感器并联，统一传感器探头测量的位置和时间。
3.EXCEL软件
统计分析数据，确保结果的有效性。
4.教学方法创新
自主、合作、探究理念
通过预实验与课堂实验的结合，利用学科特长生以点带面，实现共同发展；
课堂由小组介绍预实验探究情况，激发探究其他同学热情。
四、实验原理
1.真空渗入法：减压逐出叶圆片内部气体并将水渗入，使其密度增大，沉入
水底；光合作用产生的氧气在水中溶解度小，会在组织间隙积累，从而使叶圆片密度减小，重新上浮。 2.溶解氧传感器法：水生植物光合作用释放的氧气，溶于水体导致溶解氧含
量增加。
五、实验教学目标
知识目标：概述环境因素对光合作用强度影响的变化趋势及应用。
能力目标：设计可行的实验方案并实施，记录数据；
处理、分析数据，得出结论。
情感、态度、价值观目标：体验科学研究的复杂性和严谨性。
六、实验教学内容
探究光照强度和温度对光合作用的强度影响，包括两种方法和材料：
1.真空渗入法探究菠菜叶圆片在不同光强或温度下上浮的速率。
2.溶解氧传感器法探究黒藻在不同光强下的光合速率。
七、实验教学过程
由问题“农业生产中的增产措施有哪些，你能说出依据的原理吗？”导入。
八、实验效果评价
1.通过预实验改进方法、装置和程序，减少了实验的误差。
2.运用统计学方法，与数学等学科融合，保证了实验结果的有效性。
3.利用预实验，实现了学科特长生的培养与面向全体学生的结合。
4.由于本实验开放度较大，对学生有挑战性，但是通过实验创新，取得了
满意的效果。
附：实验报告单
高中生物学实验报告单
实验课题：探究环境因素对光合作用强度的影响
1 实验原理
真空渗入法：利用真空泵减压，逐出叶圆片组织间隙的气体并将水渗入，使其密度增大沉入水底。
光合作用会产生氧气，由于氧气在水中溶解度很小，所以会在组织间隙积累，从而使
叶圆片密度减小，重新上浮。
溶解氧传感器法：若水体中溶解氧含量较低，黒藻光合作用释放的氧气会溶于水中，从而使水体溶解氧含量增加。若水体溶解氧已接近饱和，则释放的氧气会有部分以气泡形式离开水
体。
背景资料（预实验结果）
菠菜叶圆片上浮时间
(距光源4cm，20℃，1%NaHCO3)
溶解氧传感器测黒藻光合速率
（24℃湖水）
2 探究问题：对光合作用强度的影响
预测：
3 实验方法选择及变量分析
3.1 方法选择□真空渗入法——菠菜□溶解氧传感器法——黒藻
3.2 变量分析
3.2.1 自变量：，梯度设计：
控制方法：
3.2.2 因变量观测指标
真空渗入法：□叶圆片开始上浮时间□半数上浮时间□全部上浮时间
□5分钟内叶圆片上浮数□10分钟内上浮数
溶解氧传感器法：□溶解氧浓度□溶解氧浓度变化量□单位质量溶解氧变化量
3.2.3 无关变量：
控制方法：
4 实验步骤
4.1取250mL烧杯若干，分别编号为；
4.2选取生长状况相似的菠菜叶片，以中脉为轴对称打取片叶圆片（每次实验放入20片），注意避开叶脉；
4.3用纱布包裹叶圆片（夹子封口），放入盛有水的大烧杯中，用塑料格栅压至杯底，盖上玻璃钟罩，启动真空泵，
抽气60秒后取出，在培养皿中展开备用；
4.4 如何设计对照？如何设计记录实验数据的表格？
4.4 依次进行观测，将原始数据换算后，记录在上面设计的表格中。
5 处理、分析数据
5.1 数据输入Excel
5.2 误差统计分析
5.3 实验结果（以图表方式呈现）
6 分析结果，得出结论
实验结论：
实验结果是否支持了你的预测？
溶解氧传感器法报告单
3.2 变量分析
3.2.1 自变量：，梯度设计：
氧浓度传感器
控制方法：
3.2.2 因变量观测指标
真空渗入法：□叶圆片开始上浮时间□半数上浮时间□全部上浮时间
□5分钟内叶圆片上浮数□10分钟内上浮数
溶解氧传感器法：□溶解氧浓度□溶解氧浓度变化量□单位质量溶解氧变化量
3.2.3 无关变量：
控制方法：
4 实验步骤
4.1取250mL烧杯若干，分别编号为，传感器先连接平板电脑，预热并校准；
4.2选取的黒藻，剪取顶端10节，沥水后称重，每个烧杯中放入2g备用，需称量份；
4.3 如何设计对照？如何设计记录实验数据的表格？
【每个光强下设置对照组个，实验组个，每个烧杯中加入150mL湖水（贴壁，缓慢），用L形玻璃管将黒藻压至杯底；相邻两个光强下加入湖水的时间间隔应为min】
4.4 用传感器依次测量各组初始溶解氧浓度，光照一段时间（25-30分钟）再依次测量，将数据处理后记录在上面设
计的表格中。
5 处理、分析数据
5.1 数据输入Excel
5.2 误差统计分析
5.3 实验结果（以图表方式呈现）
6 分析结果，得出结论
实验结论：
实验结果是否支持了你的预测？
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