实验2：分解

 

学习目标：

研究哪些物质会分解，以及它们是如何分解的。

实验简介：

学生通过把不同物质埋入地下来研究哪些物质会分解以及它们分解的速度，每隔一段时间观察被埋的物质，看看发生了什么变化。

前期知识准备：

学生应该知道“腐坏”（decay）或“分解”（decomposition）这两个词的含义［他们可能会用“腐烂”（rotting）这个词］。

科学背景知识：

物质的分解是由生活在土壤中的细菌（还有一些真菌）导致的。细菌是活的生物体，这意味着它们需要某些条件才能生存，其中一个条件是必须有营养来源。因为细菌生活在土壤里，所以这些营养通常来自于土壤中有机物的分解。细菌通过释放生物酶来分解有机物，所有的有机物最终都会分解，包括来源于生物体的物质例如纸张等。分解速度受到很多因素的影响，例如温度（因为有生物酶，温度不能过高或者过低）、土壤的含水量和含氧量、有助于分解的其他生物如蠕虫和蝇类等。

国家课程对接：

■一年级课程：日常材料

——描述各种日常材料的基本物理属性。

■四年级课程：生物及其栖息环境

——认识到环境是会发生变化的，有些变化会给生物带来威胁。

■五年级课程：物质的属性和变化

——根据硬度、溶解度、透明度、传导性（导电和导热）、磁性等物理属性，对日常材料进行比较和归类。

——对金属、木头和塑料等日常材料进行对比和公平测试，分析其用途及原因。

所需材料：

■合适的实验材料，例如报纸、硬纸板、锡纸、塑料瓶、易拉罐、香蕉皮、金属勺、苹果核、泡过的茶包等；

■合适的挖掘工具，如手抹泥刀；

■给掩埋地点做标记用的材料，如植物标签或雪糕棒；

■数码相机。

安全及技术注意事项：

■不要埋入肉类、鱼、熟食或鸡蛋/蛋壳等，因为它们会招来寄生虫。

■确保装过食物的容器已经彻底清洗干净。

■监督学生使用园艺工具，工具的大小要适合学生。

■实验结束后学生必须洗手。

实验方法：

教师准备工作：

收集掩埋用的材料并寻找合适的实验地点，材料埋入土壤前先拍照，用以提示学生。你也可以让学生仔细观察每种材料的特征，包括外观、气味、手感等。

学生任务：

1. 选择你要最先埋入土中的物体。

2. 用手抹泥刀在肥堆里挖个洞，确保洞挖得足够大，能把物体完全放进去。

3. 把要埋的物体放进洞里，用刚才挖出的土覆盖住，把土堆尽量拍打平整。

4. 在埋好的物体旁边放上写好的标签，标示物体埋藏的位置。

5. 按上述步骤埋好其他物体，尽量让每次挖的洞深度一致。

检查物体：

1. 找到某个标签，用手抹泥刀小心地挖出掩埋物，除非经过老师许可，否则不要把物体从洞里拿出来或者用手触碰。

2. 给物体拍照，写下观察结果，想想你看见了什么，闻到了什么，摸到了什么，以及听到了什么。

3. 用挖出的土再次覆盖物体并重新放好标签。

4. 按同样步骤处理其他被埋的物体。

数据收集：

每次检查物体时，学生可以用数码相机拍照。这些照片可以当作展示分解过程的“时间轴”，这样做有助于提醒学生发生了什么，学生也可以把每次观察物体的结果写下来。

差异化实验：

■ 降低难度：可以全班一起做实验，让不同学生负责实验过程中的不同任务。

■提高难度：学生可以研究影响分解的其他因素。例如，他们可以把相同的物体埋进装满干土的罐子并把它放在教室里，然后和埋在户外的物体进行对比——缺少水分会导致细菌分解物质的速度非常缓慢甚至停滞。

备选问题：

■能分解与不能分解的物质有什么共同点？

■你认为为什么有些物质不能分解？

■为什么说了解某种物质是否能分解很重要？

拓展任务：

本实验可以和废品回收利用及可持续发展相关的作业联系起来，例如，学生可以设计一种使用后能降解的产品（比如袋子），把它和用不可降解材料制成的产品进行比较。