優化實驗學案設計 促進學生自主探究

朱慶國

摘?要：生物課標強調了對學生科學探究能力的培養，要求教師要善于組織學生進行探究性學習。本節觀察實驗課，筆者利用學案圍繞探索植物蒸騰作用發生部位進行了整體設計，融合探究理念，將知識點進行拆分、組合，創設多種“實驗課堂”情景和問題情景，設置了“知識銜接”欄目，不斷優化實驗教學過程，引導學生進行“算、看、思、議、做、畫”等環節的學習活動，組織學生有序開展探究式學習。

關鍵詞：學案設計;自主探究;觀察氣孔

中圖分類號：G633.91文獻標識碼：A ????文章編號：1992-7711（2019）23-058-2

【案例背景】

本案例是一堂實驗課，主要通過引導學生觀察植物的葉表皮氣孔，使學生認識植物的蒸騰作用的主要場所——葉，理解葉片內與植物蒸騰作用相關的結構——氣孔的作用，幫助學生形成生物體的結構和功能相適應的基本觀點。該實驗是本節教學中的重點，也是多年來蘇州市初中生物操作技能測試實驗之一。本文就如何以“學案”為載體，對本課實驗進行整體設計，組織學生進行探究式學習談一些具體的做法并對一些設計作簡要說明。

【案例描述】

環節一?學習導航

1.算一算：一株玉米從幼苗出土到結實的一生中，大約消耗200kg以上的水，這些水的用途如表所示。

請你計算一下，植物吸收到體內的水分，只有g真正用于各項生理過程和保留在植物體內？約有百分之幾的水流失掉？是怎么流失的？

2.看一看：測定植物的蒸騰作用，觀察并說出實驗現象。

請課前參與該實驗的學生介紹實驗的方法與步驟。

分析交流：水分散失主要通過植物什么器官？

3.想一想：初一時我們觀察了蠶豆葉的結構組成，想想它有哪些主要結構？

討論：散失水分的結構可能在葉片結構內？

[設計說明] 通過情景創設，使學生初步了解植物的蒸騰作用以及蒸騰作用發生的部位。通過復習幫助學生進一步了解表皮的結構特征。從器官到組織，再到后面氣孔的探究，層次遞進，有助于激發學生的興趣，從而主動探究。同時，也為下面探究實驗的準確取材做好準備。

4.試一試：兩人一組“吹葉片”，挑選新鮮嫩綠的菠菜葉，清洗后浸入裝滿水的大燒杯中，一手拿著葉柄，嘴含著葉柄斷面向葉內吹氣，一人實驗、一人觀察，合作完成。

交流：葉上下表皮出現了什么現象？有何差異？

思考：發生這種差異說明什么？

[設計說明] 增加了該探究活動，目的是為使學生真實感受植物葉表皮結構中存在氣孔，以及上下表皮中氣孔數量的不同。并結合【知識鏈接】Ⅰ，討論歸納陸生植物、浮生植物氣孔分布的特點，從而使學生明確實驗要選取蠶豆葉（或菠菜葉）下表皮的原因，同時明確氣孔也是二氧化碳氣體進出葉面的通道。

5.想一想：

（1）觀察洋蔥表皮臨時裝片制作的基本步驟有哪些？

（2）如何避免臨時裝片制作過程中有氣泡出現？

（3）觀察臨時裝片應用低倍鏡還是高倍鏡？

6.做一做：在閱讀教材P76-77的基礎上完成下面填空，然后，制作葉表皮的臨時裝片

（1）選材：關注小組內成員選取什么樣的葉片（萎蔫的菠菜葉和新鮮菠菜葉）？

（2）取樣：從葉片的向里折疊，然后從折斷處撕拉，葉的表皮應是一層薄膜。

（3）制片：用鑷子夾取一小片，放在載玻片的中，用解剖針把它展平，然后蓋上蓋玻片。

7.看一看：顯微鏡觀察植物葉表皮結構。

（1）觀察：葉表皮許多緊密排列不規則的半透明狀的應該是細胞，成對半月形的細胞是。氣孔在細胞的間隙。

（2）閱讀：【知識鏈接】Ⅱ，思考氣孔的結構組成。

（3）比較：選取不同狀態葉的組間交換觀察，辨別萎蔫的菠菜葉和新鮮菠菜葉中氣孔狀態是否一樣？

8.畫一畫：結合觀察到的現象，畫葉表皮結構示意圖，并注明各部分名稱。

[設計說明] 通過復習幫助學生進一步熟悉臨時裝片的制作，準確把握實驗的方法、步驟;通過創設問題情境細化實驗的各個環節，使學生在分析問題和解決問題中進一步明確實驗目的，同時，穿插【知識鏈接】Ⅱ相關的知識，又為探究活動提供知識幫助，加深對保衛細胞的結構特點了解;在教學過程中，還要充分利用多媒體課件輔助教學，幫助學生進一步探索氣孔開閉原理，完成知識的建構。

環節二?展示與交流

展示：（1）展示實驗成果（投影顯微攝影照片）。

（2）展示所畫葉表皮結構示意圖（實物投影）。

交流互評：（1）在展示同時各小組要選派代表圍繞實驗取材及現象進行簡要介紹。組間進行“星級互評”。

（2）組內進一步交流實驗得失，提出完善實驗方案的建議。

[設計說明] 通過各小組的展示評價活動來提高學生學習積極性，促進學生合作學習。同時，也能及時發現學生實驗過程中出現的問題，加以點評糾正，幫助學生消化疑點，突破難點。

環節三?思維提升

大討論：1.為何新鮮葉片和萎蔫葉片中的氣孔狀態不同？說明了什么？

2.葉片氣孔的開閉對植物體有什么生理意義？

3.夏季移栽樹木，為何選擇早上或傍晚，還常常要進行適當地去葉或遮陰？

[設計說明] 加強知識內涵與外延的挖掘以及與學過知識的聯系，進一步幫助學生澄清思維認識上的疑、難點。并選取生活中的事例進行應用訓練，促使學生認識到所學知識本身的價值，并學以致用。

【知識鏈接】

Ⅰ.科學家用顯微鏡觀察了一些植物葉片上的氣孔，并統計了每平方毫米的氣孔個數，結果見下表。分析表中的數據，思考：

我們觀察蠶豆或菠菜葉表皮的氣孔，應選擇（上表皮還是下表皮）。

Ⅱ.氣孔是植物莖、葉等表皮上成對的兩個保衛細胞之間的孔，也是水和二氧化碳進出葉片的通道。保衛細胞的結構很特殊，靠近氣孔的細胞壁比較厚，外側的細胞壁比較薄。當保衛細胞內水分增多時較薄的一側向外凸出，較厚的一側亦向外彎曲。

[設計說明] 該欄目是對教材知識的拓展和深化，在教學中該欄目不能作為獨立的版塊，教師應把它作為問題探究活動的知識幫助或情景拓展，適時地穿插在各個教學環節中，幫助學生拓展學習領域，增長感性認識，激發學生探究的欲望。

【教學反思】

1.本節課的設計，以觀察植物葉表皮氣孔為主題，以引導學生開展探究式學習為主線，從情景創設到展示測定植物的蒸騰作用實驗結果，幫助學生真實理解植物蒸騰作用發生的器官——葉;再到“吹葉片”小實驗開展，直觀感受葉表皮氣孔的分布，從宏觀到微觀，逐步引導學生開展對葉表皮結構的探索之路，這樣的設計層次遞進，符合初中生的認知規律。

2.本節課的教學，筆者以“學案”為載體，充分挖掘教材，把知識的“生成過程”和適合研究探索的內容，通過“學案”展現出來;以“導學”為方法，結合教材內容增設探究性實驗，引導學生開展小組合作探究;通過引導學生對生活實踐中的事例進行分析，幫助學生建立形象的記憶，完成對知識的建構。

3.本節課“學案導學”優化了實驗教學過程。無論是學案的編寫還是導學的程序，都努力地將教師“講”的積極性落實到學生“學”的積極性上，致力于一種氛圍，創設一種情景，引發學生對知識本身發生興趣，讓學生知道“學什么”、“為何學”;并通過不斷優化學案設計，靈活導學，使學生懂得“怎么學”，逐步培養學生科學探究能力。

（作者單位：太倉市陸渡中學，江蘇 太倉215400）