山东省淄博市淄川区般阳中学 255100
摘 要：2017年高中生物学课程标准的提出，凝练了生物学科的核心素养，让学生在科学探究的实证过程中，以科学思维为导向，完成生命观念的构建和社会责任的培养，提高解决实际问题的能力。生物来源于实验，也要得到实验的检验。因此开展科学合理的生物实验，是提升教学水平的重要举措。利用传感器进行生物数字化实验，既支持了信息技术与生物的全面整合，又提高了学生的兴趣，发展了学生的辨证思维能力。
关键词：核心素养 科学探究 传感器 数字化实验
数字化实验，一般由传感器、数据采集器、计算机及相关数据处理软件等构成。通过他们与实验仪器连接，将许多复杂多变的信息转变为可以度量的数字、数据，呈现出来，实现了对实验结果的定量分析。数字化实验，既支持了信息技术与生物的全面整合，又提高了学生的兴趣，发展了学生的辨证思维能力。
实例：“二氧化碳浓度对光合作用的影响”案例分析。
一、实验目的
验证二氧化碳浓度对植物光合作用强度的影响。
二、实验原理
CO2是光合作用的原料，对光合速率影响很大。绿色植物的光合作用强度在CO2的饱和点之前，随CO2浓度的增加光合强度增加；当超过CO2的饱和点后，CO2的浓度再增加，光合强度不再增加。浸没在水中的绿色植物，其光合作用的碳源是溶于水中的CO2、碳酸盐和重碳酸盐，这些物质可通过表皮细胞进入叶子。通过测定装置中的溶氧量来测定光合作用的强度大小。
三、实验器材及试剂
朗威RDISLab6.5数据采集器、光照度传感器、溶解氧传感器、水生植物（水生蜈蚣草）、光源（投影机光源）、可密封玻璃瓶3只（300mL，自来水、冷开水、NaHCO3）。
四、实验过程
1.材料预处理。将选好的植株 (品种、大小、苗龄、长势相同的水生蜈蚣草）置于一只实验瓶内，放在暗箱内一夜。
2.将预处理后的植株取出，分别置于盛有自来水、冷开水及加入1gNaHCO3的自来水的玻璃瓶中（3瓶贴好标签、编号)。
3.连接计算机、数据采集器及溶解氧传感器、光照度传感器，打开计算机，进入V6.5实验软件系统。点击“通用软件”，系统自动识别所接入的传感器，并显示溶解氧数值及光照度数值。
4.分别将溶解氧传感器电极置于三瓶内，待示数稳定后测得瓶中溶解氧浓度的初始数据。
溶解氧浓度初始数据
5.将3个实验瓶置于强光下照射，使用光照度传感器测得光照度数据为26513Lux。
6.0.5h后分别将溶解氧传感器电极置于三瓶内，待示数稳定后测得瓶中溶解氧浓度的终结数据，进行数据分析。
五、实验数据分析
1号实验瓶(自来水)，溶解氧数值下降，为-0.18 mg/L。说明在0.5h内，植物呼吸作用大于其光合作用强度。
2号实验瓶(冷开水)溶解氧数值下降 为-0.67mg/L。说明在0.5h内，植物不仅呼吸作用大于其光合作用强度，无二氧化碳时氧消耗更多，植物光合作用几乎不能进行。
3号实验瓶(加入1g NaHCO３的自来水)溶解氧上升，为+0.87 mg/g。说明在0.5h内，植物光合作用大于其呼吸作用强度。
六、实验结论
二氧化碳浓度对光合作用强度的影响非常明显。
利用数字化信息系统实验室，可以在常规实验的基础上更加直观、精确地反映实验结果，也可以做许多由于常规实验条件达不到而不能完成的实验，而且学生在组装实验的过程中，由于面对的都是高科技仪器，不管是兴趣还是重视程度上都大有提高。这样一节实验课完成之后，用时短、学生参与度高、重视程度高、对知识的掌握也较好，起到了很好的复习、巩固作用。
参考文献
[1]唐晓春 DIS在高中生物学实验中的应用初探[J].生物学通报，2008，（08)，42-43。
[2]朱晓林 马九林 张春明 利用DIS探究光照强度对光合作用速率的影响[J].生物学通报，2009，44，（07)，50-51。
论文作者:纪晓倩
论文发表刊物:《中小学教育》2019年第364期
论文发表时间:2019/5/27
标签：光合作用论文; 溶解氧论文; 传感器论文; 光照度论文; 浓度论文; 强度论文; 数据论文; 《中小学教育》2019年第364期论文;