《觀察葉片的結(jié)構(gòu)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

【摘要】本文闡述初中生物七年級上冊《觀察葉片的結(jié)構(gòu)》實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)，通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)素材和工具、增設(shè)兩個(gè)拓展探究實(shí)驗(yàn)——課前探究葉片表面氣孔的宏觀存在以及課中觀察氣孔的開閉狀態(tài)、課后建構(gòu)模型來鞏固知識點(diǎn)、完善評價(jià)方式等實(shí)現(xiàn)生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新。

【關(guān)鍵詞】初中生物 《觀察葉片的結(jié)構(gòu)》 教學(xué)設(shè)計(jì)

【中圖分類號】G 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）08A-0080-02

《觀察葉片的結(jié)構(gòu)》是一節(jié)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)課，筆者從多方面優(yōu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，如改進(jìn)材料和切片工具、增設(shè)兩個(gè)拓展探究實(shí)驗(yàn)——課前探究葉片表面氣孔的宏觀存在和課中觀察氣孔的開閉狀態(tài)、課后通過模型建構(gòu)來鞏固知識點(diǎn)、完善評價(jià)方式等。本課例在廣西中小學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)說課活動(dòng)中獲得了一等獎(jiǎng)，筆者現(xiàn)將教學(xué)設(shè)計(jì)整理如下。

一、教材分析與學(xué)情分析

《觀察葉片的結(jié)構(gòu)》這個(gè)實(shí)驗(yàn)來自人教版生物七年級上冊第三單元《綠色植物與生物圈的水循環(huán)》，是一個(gè)觀察實(shí)驗(yàn)，借助顯微鏡觀察、分析植物葉片的結(jié)構(gòu)，是學(xué)習(xí)蒸騰作用、光合作用的基礎(chǔ)。七年級的學(xué)生活潑好動(dòng)、好奇心強(qiáng)，他們掌握了顯微鏡的使用和制作臨時(shí)裝片的實(shí)驗(yàn)技能，對徒手切片和觀察葉片充滿了渴望。

二、教學(xué)目標(biāo)

根據(jù)課標(biāo)要求、教材和學(xué)情，筆者制訂了本節(jié)課的三維目標(biāo)：知識目標(biāo)是通過實(shí)驗(yàn)觀察葉片的結(jié)構(gòu)，認(rèn)識植物葉表皮的保衛(wèi)細(xì)胞和氣孔;能力目標(biāo)是嘗試制作葉的徒手切片，學(xué)會(huì)合作探究，觀察、分析和解決問題;情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)是在實(shí)驗(yàn)探究中養(yǎng)成科學(xué)態(tài)度，積極參與小組合作交流，養(yǎng)成膽大心細(xì)、認(rèn)真仔細(xì)的科學(xué)品質(zhì)并強(qiáng)化安全意識。

三、實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)

該實(shí)驗(yàn)教學(xué)重點(diǎn)是制作并觀察葉片的臨時(shí)裝片，根據(jù)氣孔結(jié)構(gòu)描述氣孔的開閉變化;難點(diǎn)是徒手切片的制作、觀察氣孔開閉變化。

（二）實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新點(diǎn)和改進(jìn)要點(diǎn)

該實(shí)驗(yàn)教學(xué)的創(chuàng)新點(diǎn)在于課前探究氣孔的宏觀存在，呈現(xiàn)氣孔的功能、分布和開閉規(guī)律，達(dá)到宏觀感知、直觀呈現(xiàn)的效果;選擇取材方便，現(xiàn)象明顯的綠蘿、寶石花、吊竹梅作為實(shí)驗(yàn)材料;對切片工具進(jìn)行了改進(jìn)，簡化切片的制作;進(jìn)行了“觀察氣孔關(guān)閉狀態(tài)”拓展實(shí)驗(yàn)，利于觀察分析，體現(xiàn)初高中銜接;引入微信朋友圈點(diǎn)贊完善學(xué)生評價(jià)，促進(jìn)交流，激勵(lì)評價(jià)。

四、教學(xué)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)器材：新鮮的葉片（綠蘿葉、寶石花葉、吊竹梅葉等）、顯微鏡、刀片（三聯(lián)）、鑷子、載玻片、蓋玻片、培養(yǎng)皿、滴管、吸水紙、紗布、小木板、裝有清水的滴瓶、裝有0.3g/mL蔗糖溶液的滴瓶。

五、教學(xué)過程

（一）課前探究葉片表面氣孔的宏觀存在

筆者提問：“請同學(xué)們按照教材的‘試一試，感受葉片上是否可以產(chǎn)生氣泡?！睂W(xué)生用熱水浸泡法進(jìn)行觀察實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并不是很明顯，有些學(xué)生甚至觀察不到實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

筆者再次提問：“我們是否可以采用其他方法呢？”有些學(xué)生將吸管插入葉片中，用口吹氣，有些學(xué)生利用針筒往葉片中注射氣體。起初，學(xué)生直接將針插入葉柄中捏緊連接處注射氣體，他們發(fā)現(xiàn)針鋒利很不安全，之后他們奇思妙想，對裝置進(jìn)行了改進(jìn)——用小膠管連接針筒和葉柄，有些學(xué)生甚至用黏土在小膠管和葉柄連接處將其密封，既安全又方便操作。學(xué)生親自錄制的各種葉片表面產(chǎn)生氣泡的視頻，菠菜葉、海芋葉、綠蘿葉、水葫蘆葉、空心蓮子草葉……其中空心菜葉的現(xiàn)象最明顯。學(xué)生觀察到葉片反面比正面產(chǎn)生的氣泡多，直觀表現(xiàn)氣孔在葉片上的分布情況，學(xué)生還發(fā)現(xiàn)早上產(chǎn)生的氣泡最多，下午很少，晚上幾乎沒有。

設(shè)計(jì)意圖：通過自主探究，學(xué)生不僅宏觀感知?dú)饪椎拇嬖?，而且證實(shí)了氣孔是氣體進(jìn)出的通道。通過這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，完全呈現(xiàn)出氣孔開閉的規(guī)律。

（二）情境導(dǎo)入

筆者播放學(xué)生課前探究實(shí)驗(yàn)錄制各種葉片可以產(chǎn)生氣泡的視頻，讓學(xué)生觀察桌面上葉片的正反面的顏色：“葉片為什么正面的顏色要比反面深？為什么會(huì)產(chǎn)生氣泡？今天我們就來觀察葉片神奇的內(nèi)部結(jié)構(gòu)?！?/p>

設(shè)計(jì)意圖：由問題引發(fā)思考，激發(fā)學(xué)生的好奇心。定位思維的起點(diǎn)，讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

（三）實(shí)驗(yàn)活動(dòng)

1.實(shí)驗(yàn)一：制作葉片橫切面的臨時(shí)切片并觀察葉片的結(jié)構(gòu)

筆者準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)所需的材料，鼓勵(lì)學(xué)生自帶實(shí)驗(yàn)材料。首先，筆者通過虛擬實(shí)驗(yàn)示范徒手切片的制作過程，強(qiáng)調(diào)制片過程中的注意事項(xiàng)。為了突破徒手切片這一難點(diǎn)，筆者對刀片進(jìn)行了改進(jìn)，采用三聯(lián)刀片法，將三片刀片疊在一起，中間的刀片短些，代替課本中用并排的兩片刀片。

學(xué)生嘗試用綠蘿、迎春花、女貞做橫切，教材中的菠菜葉硬度不夠，切片結(jié)構(gòu)不完整，綠蘿則新鮮硬挺，厚度適中易于切割，因此最后選擇取材方便、操作簡單的綠蘿進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。學(xué)生切片、制片、觀察和編輯。筆者展示學(xué)生觀察到的綠蘿橫切圖，參照課本的葉片結(jié)構(gòu)示意圖對結(jié)構(gòu)進(jìn)行了標(biāo)注。

筆者讓學(xué)生嘗試比較二聯(lián)和三聯(lián)刀片法的實(shí)驗(yàn)效果，發(fā)現(xiàn)三聯(lián)刀片法比二聯(lián)刀片法效果好，教材中兩片刀片緊貼很難切出切片，很多學(xué)生切出的切片結(jié)構(gòu)不完整。三聯(lián)刀片法的優(yōu)點(diǎn)是保證刀片間有薄的縫隙，切片薄厚適中，大部分學(xué)生能觀察到完整的葉片結(jié)構(gòu)。之后筆者鼓勵(lì)學(xué)生課后對四聯(lián)、五聯(lián)和六聯(lián)刀片法做進(jìn)一步的探究，不斷探索和創(chuàng)新。

2.實(shí)驗(yàn)二：觀察葉片下表皮

學(xué)生在這一實(shí)驗(yàn)過程中按照教材的要求完成實(shí)驗(yàn)，分清各部分結(jié)構(gòu)，區(qū)別上下表皮結(jié)構(gòu)的不同點(diǎn)。我們同樣對材料進(jìn)行了改進(jìn)和創(chuàng)新，用寶石花葉代替蠶豆葉，蠶豆葉表皮薄容易反卷，易帶葉脈，寶石花這種多肉植物，容易撕取表皮，表皮厚不容易卷曲。通過制片，學(xué)生能清晰觀察到半月形保衛(wèi)細(xì)胞和半月形保衛(wèi)細(xì)胞圍成的空腔是氣孔。

3.實(shí)驗(yàn)三：觀察氣孔的開閉狀態(tài)

我們采用的實(shí)驗(yàn)材料是紫色葉片的吊竹梅，通過觀察和比較，學(xué)生發(fā)現(xiàn)吊竹梅葉的保衛(wèi)細(xì)胞比較大，在放大400倍以后，可看見保衛(wèi)細(xì)胞里面的葉綠體，吊竹梅葉片上氣孔開閉狀態(tài)明顯（如圖1、圖2）。

筆者提問：“我們觀察到的這些神奇的氣孔是不是靜止不變的呢？”我們采用0.3g/mL的蔗糖溶液對裝片進(jìn)行引流，記錄氣孔關(guān)閉的過程，盡管此方法是高中用來探究植物細(xì)胞吸水和失水的，此處體現(xiàn)了初高中知識的銜接;吊竹梅葉表皮細(xì)胞有紫色的中央大液泡，也是用來探究植物細(xì)胞吸水和失水的好材料。加入0.3g/mL的蔗糖溶液后，保衛(wèi)細(xì)胞失水，氣孔逐漸縮小，之后內(nèi)外壁拉直氣孔關(guān)閉，最后細(xì)胞皺縮，葉綠體聚集，發(fā)生了質(zhì)壁分離（如圖3、圖4）。

學(xué)生錄制到氣孔關(guān)閉的過程，通過觀察和思考就能總結(jié)出氣孔開閉的原理——當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞吸水時(shí)，氣孔開放，當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞失水時(shí)，氣孔關(guān)閉。

（四）課后活動(dòng)

1.任務(wù)一：模型建構(gòu)

筆者布置課后任務(wù)一：“請同學(xué)們課后利用身邊的材料把觀察到的葉片的微觀結(jié)構(gòu)制作成模型?！?/p>

設(shè)計(jì)意圖：更好地表現(xiàn)微型結(jié)構(gòu)，加深學(xué)生對葉片結(jié)構(gòu)與功能的理解。

2.任務(wù)二：交流評價(jià)

筆者布置課后任務(wù)二：“請同學(xué)們通過家長微信朋友圈上傳圖片、錄像以及心得感悟，老師將在下節(jié)課表揚(yáng)獲得點(diǎn)贊最多的作品?！?/p>

設(shè)計(jì)意圖：激發(fā)學(xué)生興趣，促進(jìn)了家長、學(xué)生和教師之間的交流。

六、課后思考

（一）實(shí)驗(yàn)教學(xué)與信息技術(shù)的整合

利用數(shù)碼顯微鏡進(jìn)行拍照、錄像和信息傳輸，讓資源共享，利于實(shí)驗(yàn)效果的分析。課中用虛擬實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)操作過程，讓學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)操作技能。

（二）實(shí)驗(yàn)方案的優(yōu)化

我們選擇適宜的材料，例如綠蘿、吊竹梅，改進(jìn)切片工具，使實(shí)驗(yàn)效果更明顯，學(xué)生體驗(yàn)到實(shí)驗(yàn)成功的喜悅。在觀察實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行拓展探究實(shí)驗(yàn)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程滲透了科學(xué)方法，培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)踐和創(chuàng)新能力。課后，筆者還讓學(xué)生制作模型，使微觀現(xiàn)象宏觀化，體現(xiàn)學(xué)科之間的融合，讓學(xué)生初步了解高中所要掌握的物理模型這一概念，提升了學(xué)生的建模能力，充分發(fā)揮學(xué)生的積極性、創(chuàng)造性。通過微信朋友圈點(diǎn)贊，促進(jìn)交流。

創(chuàng)新是實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展的不竭動(dòng)力。教師要從學(xué)生長遠(yuǎn)發(fā)展出發(fā)，靈活運(yùn)用多種教學(xué)方式，優(yōu)化教材中的實(shí)驗(yàn)，用多種方式設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生最大限度參與到實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神，為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。

作者簡介：秦秀雪（1985— ），女，廣西桂林人，中級職稱，大學(xué)本科學(xué)歷，研究方向：中學(xué)生物教學(xué)。

（責(zé)編 劉小瑗）