探寻光合作用的场所《观察叶片的结构》实验教学设计

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陈丹丹

北京市朝阳外国语学校100100

摘要

实验是检验学生生物理论教学的主要方法,也是提升学生科学探究能力的重要途径之一。生物实验的创新,既能突出生物学核心素养的要求,同时也能突出学生对实验的设计能力与问题解决能力。探寻光合作用的场所--《观察叶片的结构》实验教学设计是通过问题串的形式与同学们边实验边探寻问题。并且有两个拓展实验--学生在叶肉中寻找叶绿体,以及观察气孔的结构。


关键词

叶片的结构、结构与功能

正文


一、教材分析与学情分析

关于生物圈中的绿色植物的下级主题绿色植物对生物圈有重大作用中,《课程标准》明确提出了概述绿色植物为许多生物提供食物和能量;说明绿色植物有助于维持生物圈中的碳氧平衡;描述绿色植物在生物圈水循环中的作用。而在这个过程中,叶这个器官起到了关键性作用。叶片的结构位于北京版教材第四章第二节绿色植物光合作用的第二课时内容。这是一节实验和讲授课,了解了叶片的结构和主要功能后,能够更加深刻的理解光合作用在叶片上进行的过程与各结构功能之间的关系,初步感悟结构与功能相适应的生命观念。对于后续学习光合作用和蒸腾作用起到了启下的关键性作用。初一的孩子年龄小,好奇心强,思维活跃。对于动手操作的实验内容,总是跃跃欲试。基本能够按照老师的要求,完成实验内容。通过此次实验,能够让学生能够观察到叶片的横切,大致总结它的结构,理解它的功能。

二、教学目标

(一)知识目标

1. 通过显微镜观察,进行结构分析,能够说出叶片的结构。

2. 能够识别出气孔和保卫细胞。

3. 能够说出叶片结构和功能的关系:例如能够解释表皮细胞为什么是透明?

(二)能力目标

1. 通过显微镜观察叶片的结构及问题的分析,能识别叶片内部结构并说出其主要功能,培养学生的观察、分析、解决问题能力。

2. 通过小组合作制作和观察临时切片,可以培养学生的实验技能。

3. 通过分析结构和功能的关系,培养学生逻辑思维能力。

(三)情感态度与价值观

1. 初步感悟结构与功能相适应的生命观念。

2. 感受生物体的严谨性。

三、教学重点和难点

(一)、制作叶片的临时切片

(二)、感悟叶片的结构与功能相适应的观点

四、教学过程

(一)、新课导入

1. 提问:大家知道光合作用吗?光合作用是植物重要的生理过程,对于植物的生长和发育起到了至关重要的作用。那么,植物在会在哪里进行光合作用呢?设计意图主要是让学生明确只有绿色的部分才能进行光合作用。

(二)、新课

1. 这是四种不同的植物,生活环境也不同。大家发现植物哪些器官是绿色的呢?大家发现很多植物叶是绿色的,那到底谁是光合作用的主要器官呢?我们推测叶是光合作用的主要器官,很多科学家也证实了这一点。那这节课我们就来观察一下叶的结构。设计意图主要是出示四张图的目的是让大家明确绿色的部分能够进行光合作用,但是并不是只有叶这个器官可以,茎这个器官也可以,只要绿色部分就可以。

2. 完全叶

请同学们观察一下,这三种叶。(百合花叶、绿萝叶、菠菜叶)它包括哪些结构呢?

(1) 抛出问题,学生思考

(2) 包括叶柄、叶片,快速画图。有的植物还包括托叶,这种我们叫做完全叶。那你觉得叶这个结构当中,哪部分结构最主要?那咱们就来观察一下叶片结构,你重点观察一下叶片正反面颜色的不同,你会有什么发现?

(3) 正反面颜色不同,为什么会有这样的现象出现呢?咱们怎么观察?

(4) 用显微镜,桌上有刀片,你仔细观察,有什么特点?

(5) (拿起两张刀片)这是今天我们要用到的双面刀片,大家数一数每组有几个双面刀片?那咱们怎么观察叶片的内部结构?

3. 演示实验过程

接下来咱们具体来看一下,如何制作叶片的横切。下面由我给大家演示一遍如何切片,在我演示前,请一位同学来做我的小助手。三种叶任选一种叶进行观察。设计意图主要是本次实验是学生在初中阶段的第一次制作徒手切片,实验中除了涉及徒手切片外,还涉及临时切片的制作,以及显微镜的使用能实验难点,所以这里采用先由教师演示,后由学生操作的方法,这样更容易达成实验目的。

(1) 先将植物叶片用剪刀剪,带着主叶脉剪成长方形。

(2) 将剪好的长方形叶片平放在小木板上。

(3) 用右手的拇指和中指捏紧两张并排的刀片,并垂直于主叶脉的方向迅速切割。

(4) 我们切下的材料在夹缝里,然后蘸一下水,把切下的薄片放于清水中。重复多次。

(5) 然后用毛笔选取最好的薄片,制成临时切片。

(6) 显微镜观察其切面。

4. 学生徒手制作

在明确了实验步骤后,我们今天看看叶片结构到底是什么样子的呢?

巡视并指导学生的操作,利用手机照出学生显微镜视野中的显微镜结构。利用微信传到电脑上投到大屏幕上进行展示。设计意图主要是通过自己的亲身体验找出叶片的结构,通过学生上台的讲解及时的反馈实验结果,让学生体验实验成功的喜悦。

5. 针对观察结果分析讨论结果

通过同学们的观察:

(1) 大家发现这些叶片都具有什么结构?在显微镜下,我们可以清晰的看到位于上下表面有一层透明的细胞,我们称其为上表皮和下表皮。

(2) 上下表皮细胞排列怎么样?排列致密,它的功能是什么?而且叶片的上表皮是无色透明的,它的作用是什么?

(3) 中间绿色的细胞统称为叶肉细胞。叶肉细胞有什么不同?

(4) 靠近上表皮的细胞接近长方形,成有规律的纵向排列。并且排列比较紧密。依据以上形态特点,我们将其称为栅栏组织。而接近下表皮的细胞排列不规则,也较为稀松。我们称为海绵组织。叶肉包括栅栏组织和海绵组织,颜色的深和浅,除了和细胞排列有关系,其实还和叶绿体的多少有关系,由于时间关系,我给大家展示在显微镜下的叶绿体的样子以及模式图。

(5) 叶绿体在镜下近似球形。在叶肉中存在大量的叶绿体,由此我们可以证明叶片中哪个结构是光合作用的场所?

总结:叶片的这些结构特点利于它进行光合作用。设计意图主要是通过带着学生分析问题,了解叶片的结构。

6. 微观观察气孔观察叶片的下表皮;展示教师的实验结果;引导学生找出气孔

(1) 那叶片还有没有其他的结构呢?我将菠菜叶叶片放在温水中一段时间后,会有这种小气泡,大家观察一下气泡从哪里冒出来的,我们知道上表皮和下表皮是保护组织,排列非常紧密,按说应该不会有气体出来,为什么会有气体,有没有什么特殊的结构?

(2) 我在课下的时候制作了菠菜叶的下表皮临时装片,取材很重要,我们用菠菜叶片斜着撕,会有透明的结构,然后用镊子撕下这个透明的结构,制成临时装片,进行观察。观察结果如下:我们可以发现,在菠菜叶下表皮有两种不同的细胞。一种我们叫表皮细胞,排列非常紧密,还有一种区别于表皮细胞的结构,叫做气孔,气孔顾名思义,是气体进出叶片的通道。通过气孔,植物与外界相通。

(3) 气孔是由两个半月形的细胞围成的,这两个半月形的细胞叫保卫细胞,气孔有两个保卫细胞构成,大家发现保卫细胞里还有叶绿体,大家推测一下保卫细胞还能进行什么作用?

(三)总结概括叶片的结构

通过今天的实验,谁能给我们归纳一下叶片的结构及其功能。通过学生观察,总结从而能够建构这个叶片的结构。设计意图通过学生观察,总结从而能够建构这个叶片的结构。

 

五、板书设计

 

光合作用的主要器官

一、叶的组成

1、完全叶:叶柄、叶片、托叶

二、制作叶片横切的步骤

三、叶片的结构:总结概括(画板图)

 

六、课后反思

本次实验选取材料适宜,观察效果良好,学生体验到实验成功的喜悦。同时在实验过程中,让学生思考相关问题。做到了边观察边思考问题。完成本次实验课的相关内容,因为实验操作内容相当多,觉得还是有难度的,因为既要让学生完成实验,又要观察实验结果,并且还要思考相关问题。有些学生可能是跟不上课上进度的,所以下次应该制定相关的实验学案,完成效果会更好。

 

 

 

 

 

 


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