STEM实施方案:沙漠植物的根

沙漠植物的根

年级:小学,中学,高中

生态概念:适应,资源分配

亚利桑那科学的标准:科学探索;生命科学

材料:

1)沙漠与非沙漠植物或种子(使用一年生或快速生长的多年生植物)

2)花盆和沙漠土壤

3)盆栽土壤或堆肥

4)写作画图材料

5)放大镜*

6)电子秤

7)小铲子*

背景

植物有有称为根的,可以稳定植物或固定植株的,吸收水分和营养物质的地下组织。植物生活在降雨量低的生态系统中,如索诺兰沙漠,会进化出适应干燥条件的能力。一株植物的适应构造就是它的根系。一些植物适应气候的方式是生长出极长的,能深入到地下含水层吸取水分的根系。牧豆树就是使用这种方法适应的。大多数其他植物进化出紧贴地面地面的巨大根系。让根系尽量接近水源,可以在沙漠阳光将雨水蒸发之前,吸收掉水分。

引导探究

初步观察/勘探期:观察栖息地中的植物。仔细挖掘一些杂草(在栖息地或其他地方),用肉眼和放大镜观察根部。当你进行挖掘工作时,试着注意根系在土壤中的分布情况。最小的根是根毛。这些根毛在土壤中完成了大多数水分和养分的吸收工作。

小组讨论及提问阶段:

沙漠植物的根系与非沙漠植物的根系不同吗?某些种类的植物的根系长得比其他植物更大吗?根在土壤中可以长得多深?

引导探究的重要方面是鼓励学生产生多个假设,并让学生知道什么数据是重要的,并决定创建自己的数据表。保持这样的领悟,在下面示例中说明了更多可以开展探索的例子。

示例假设:

我们使用的问题,“沙漠植物的根系和非沙漠植物的根系不同吗?”

我们假设是,“沙漠植物具有适于收集尽可能多水的根系,因此,沙漠植物比非沙漠植物有更大的根系。”也可以说,“由于植物更耐旱,它们的根系会变得更大,无论是长出许多紧贴土壤表面的根系还是可以深入地下的根系。“

样本实验设计:

自变量是沙漠植物和非沙漠物种的类型;因变量是根系的生物量。

把两种不同的索诺兰沙漠植物各种五株;把两种非沙漠植物也各种五株;对应好种类、

尺寸和温度。

每株植物作为一个实验组,通过每种植物的实验可以得到多个重复数据以达到统计的目的。最好是从种子开始培育,或者在植物很小的时候也可以,这样就可以控制它们生长的环境条件。存在的问题是在不清楚的情况下可能挖断一些根系,导致生物量的测量不是很准确。

样本预测:沙漠植物会比非沙生植物有更大的根系。

记录结果:

当植株开始开花,从花盆中取出,小心收集所有根系部分。注意:并非所有的植物可以在同一天收割。每种植物开花的时间是不同的。最重要的是,测量工作要在植物相同的生命阶段进行。

仔细冲洗根部,除去所有的土壤。 (1)摊开根系并绘制(或拍照), 用尺子来标出比较的刻度。 (2)在合适的地方把根系弄干。在彻底干燥后,称出根系的生物量。重量,或生物量,用于衡量根系吸收水分的能力。

数据分析和展示:

比较两个不同植物的根系的生物量。绘制条形图,在横轴上标出植物种类的数量;在纵轴上标出根系的重量。学生可以区分、计算沙漠植物和非沙漠植物根系重量的平均数,并把平均数在条形图的纵轴上标出。

讨论:你的假设得到支持了吗?若是,请继续测试其他假设。若否,原因为何?发生了什么?为什么呢?这是一个很好的机会来修改你的假设,做一做其他的测试。

更多:

(1)小学:

(a)用肥沃的盆栽土或堆肥培育植物。比较根系生物量。

(b)用沙漠土壤和盆栽土分别培育同种沙漠植物。比较根系生物量。

(2)中学:

(a)求平均数,中位数,众数和极差。

(b)称出各品种植物的根毛重量。收集每株植物上的根毛,分别称出每株植物的根毛的重量,算出每种植物根毛的平均重量。并作比较。

(3)高中:

(a)计算的方差和平均数据的标准差。

(b)计算根可以吸水的表面积。比较植物物种。

沙漠植物的根

年级:小学,中学,高中

生态概念:适应,资源分配

亚利桑那科学的标准:科学探索;生命科学

材料:

1)沙漠与非沙漠植物或种子(使用一年生或快速生长的多年生植物)

2)花盆和沙漠土壤

3)盆栽土壤或堆肥

4)写作画图材料

5)放大镜*

6)电子秤

7)小铲子*

背景

植物有有称为根的,可以稳定植物或固定植株的,吸收水分和营养物质的地下组织。植物生活在降雨量低的生态系统中,如索诺兰沙漠,会进化出适应干燥条件的能力。一株植物的适应构造就是它的根系。一些植物适应气候的方式是生长出极长的,能深入到地下含水层吸取水分的根系。牧豆树就是使用这种方法适应的。大多数其他植物进化出紧贴地面地面的巨大根系。让根系尽量接近水源,可以在沙漠阳光将雨水蒸发之前,吸收掉水分。

引导探究

初步观察/勘探期:观察栖息地中的植物。仔细挖掘一些杂草(在栖息地或其他地方),用肉眼和放大镜观察根部。当你进行挖掘工作时,试着注意根系在土壤中的分布情况。最小的根是根毛。这些根毛在土壤中完成了大多数水分和养分的吸收工作。

小组讨论及提问阶段:

沙漠植物的根系与非沙漠植物的根系不同吗?某些种类的植物的根系长得比其他植物更大吗?根在土壤中可以长得多深?

引导探究的重要方面是鼓励学生产生多个假设,并让学生知道什么数据是重要的,并决定创建自己的数据表。保持这样的领悟,在下面示例中说明了更多可以开展探索的例子。

示例假设:

我们使用的问题,“沙漠植物的根系和非沙漠植物的根系不同吗?”

我们假设是,“沙漠植物具有适于收集尽可能多水的根系,因此,沙漠植物比非沙漠植物有更大的根系。”也可以说,“由于植物更耐旱,它们的根系会变得更大,无论是长出许多紧贴土壤表面的根系还是可以深入地下的根系。“

样本实验设计:

自变量是沙漠植物和非沙漠物种的类型;因变量是根系的生物量。

把两种不同的索诺兰沙漠植物各种五株;把两种非沙漠植物也各种五株;对应好种类、

尺寸和温度。

每株植物作为一个实验组,通过每种植物的实验可以得到多个重复数据以达到统计的目的。最好是从种子开始培育,或者在植物很小的时候也可以,这样就可以控制它们生长的环境条件。存在的问题是在不清楚的情况下可能挖断一些根系,导致生物量的测量不是很准确。

样本预测:沙漠植物会比非沙生植物有更大的根系。

记录结果:

当植株开始开花,从花盆中取出,小心收集所有根系部分。注意:并非所有的植物可以在同一天收割。每种植物开花的时间是不同的。最重要的是,测量工作要在植物相同的生命阶段进行。

仔细冲洗根部,除去所有的土壤。 (1)摊开根系并绘制(或拍照), 用尺子来标出比较的刻度。 (2)在合适的地方把根系弄干。在彻底干燥后,称出根系的生物量。重量,或生物量,用于衡量根系吸收水分的能力。

数据分析和展示:

比较两个不同植物的根系的生物量。绘制条形图,在横轴上标出植物种类的数量;在纵轴上标出根系的重量。学生可以区分、计算沙漠植物和非沙漠植物根系重量的平均数,并把平均数在条形图的纵轴上标出。

讨论:你的假设得到支持了吗?若是,请继续测试其他假设。若否,原因为何?发生了什么?为什么呢?这是一个很好的机会来修改你的假设,做一做其他的测试。

更多:

(1)小学:

(a)用肥沃的盆栽土或堆肥培育植物。比较根系生物量。

(b)用沙漠土壤和盆栽土分别培育同种沙漠植物。比较根系生物量。

(2)中学:

(a)求平均数,中位数,众数和极差。

(b)称出各品种植物的根毛重量。收集每株植物上的根毛,分别称出每株植物的根毛的重量,算出每种植物根毛的平均重量。并作比较。

(3)高中:

(a)计算的方差和平均数据的标准差。

(b)计算根可以吸水的表面积。比较植物物种。


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