《觀察葉片的結構》實驗教學設計

【摘要】本文闡述初中生物七年級上冊《觀察葉片的結構》實驗教學設計，通過改進實驗素材和工具、增設兩個拓展探究實驗——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、課后建構模型來鞏固知識點、完善評價方式等實現生物實驗教學的創新。

【關鍵詞】初中生物 《觀察葉片的結構》 教學設計

【中圖分類號】G 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2019）08A-0080-02

《觀察葉片的結構》是一節創新實驗課，筆者從多方面優化教學設計，如改進材料和切片工具、增設兩個拓展探究實驗——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、課后通過模型建構來鞏固知識點、完善評價方式等。本課例在廣西中小學實驗教學說課活動中獲得了一等獎，筆者現將教學設計整理如下。

一、教材分析與學情分析

《觀察葉片的結構》這個實驗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》，是一個觀察實驗，借助顯微鏡觀察、分析植物葉片的結構，是學習蒸騰作用、光合作用的基礎。七年級的學生活潑好動、好奇心強，他們掌握了顯微鏡的使用和制作臨時裝片的實驗技能，對徒手切片和觀察葉片充滿了渴望。

二、教學目標

根據課標要求、教材和學情，筆者制訂了本節課的三維目標：知識目標是通過實驗觀察葉片的結構，認識植物葉表皮的保衛細胞和氣孔;能力目標是嘗試制作葉的徒手切片，學會合作探究，觀察、分析和解決問題;情感態度與價值觀目標是在實驗探究中養成科學態度，積極參與小組合作交流，養成膽大心細、認真仔細的科學品質并強化安全意識。

三、實驗教學分析

（一）實驗教學重點

該實驗教學重點是制作并觀察葉片的臨時裝片，根據氣孔結構描述氣孔的開閉變化;難點是徒手切片的制作、觀察氣孔開閉變化。

（二）實驗創新點和改進要點

該實驗教學的創新點在于課前探究氣孔的宏觀存在，呈現氣孔的功能、分布和開閉規律，達到宏觀感知、直觀呈現的效果;選擇取材方便，現象明顯的綠蘿、寶石花、吊竹梅作為實驗材料;對切片工具進行了改進，簡化切片的制作;進行了“觀察氣孔關閉狀態”拓展實驗，利于觀察分析，體現初高中銜接;引入微信朋友圈點贊完善學生評價，促進交流，激勵評價。

四、教學準備

實驗器材：新鮮的葉片（綠蘿葉、寶石花葉、吊竹梅葉等）、顯微鏡、刀片（三聯）、鑷子、載玻片、蓋玻片、培養皿、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：“請同學們按照教材的‘試一試，感受葉片上是否可以產生氣泡。”學生用熱水浸泡法進行觀察實驗，發現實驗現象并不是很明顯，有些學生甚至觀察不到實驗現象。

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

設計意圖：通過自主探究，學生不僅宏觀感知氣孔的存在，而且證實了氣孔是氣體進出的通道。通過這個探究實驗，完全呈現出氣孔開閉的規律。

（二）情境導入

筆者播放學生課前探究實驗錄制各種葉片可以產生氣泡的視頻，讓學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？為什么會產生氣泡？今天我們就來觀察葉片神奇的內部結構。”

設計意圖：由問題引發思考，激發學生的好奇心。定位思維的起點，讓學生明確學習的目標。

（三）實驗活動

1.實驗一：制作葉片橫切面的臨時切片并觀察葉片的結構

筆者準備實驗所需的材料，鼓勵學生自帶實驗材料。首先，筆者通過虛擬實驗示范徒手切片的制作過程，強調制片過程中的注意事項。為了突破徒手切片這一難點，筆者對刀片進行了改進，采用三聯刀片法，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，切片結構不完整，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、操作簡單的綠蘿進行實驗。學生切片、制片、觀察和編輯。筆者展示學生觀察到的綠蘿橫切圖，參照課本的葉片結構示意圖對結構進行了標注。

筆者讓學生嘗試比較二聯和三聯刀片法的實驗效果，發現三聯刀片法比二聯刀片法效果好，教材中兩片刀片緊貼很難切出切片，很多學生切出的切片結構不完整。三聯刀片法的優點是保證刀片間有薄的縫隙，切片薄厚適中，大部分學生能觀察到完整的葉片結構。之后筆者鼓勵學生課后對四聯、五聯和六聯刀片法做進一步的探究，不斷探索和創新。

2.實驗二：觀察葉片下表皮

學生在這一實驗過程中按照教材的要求完成實驗，分清各部分結構，區別上下表皮結構的不同點。我們同樣對材料進行了改進和創新，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，學生能清晰觀察到半月形保衛細胞和半月形保衛細胞圍成的空腔是氣孔。

3.實驗三：觀察氣孔的開閉狀態

我們采用的實驗材料是紫色葉片的吊竹梅，通過觀察和比較，學生發現吊竹梅葉的保衛細胞比較大，在放大400倍以后，可看見保衛細胞里面的葉綠體，吊竹梅葉片上氣孔開閉狀態明顯（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行引流，記錄氣孔關閉的過程，盡管此方法是高中用來探究植物細胞吸水和失水的，此處體現了初高中知識的銜接;吊竹梅葉表皮細胞有紫色的中央大液泡，也是用來探究植物細胞吸水和失水的好材料。加入0.3g/mL的蔗糖溶液后，保衛細胞失水，氣孔逐漸縮小，之后內外壁拉直氣孔關閉，最后細胞皺縮，葉綠體聚集，發生了質壁分離（如圖3、圖4）。

學生錄制到氣孔關閉的過程，通過觀察和思考就能總結出氣孔開閉的原理——當保衛細胞吸水時，氣孔開放，當保衛細胞失水時，氣孔關閉。

（四）課后活動

1.任務一：模型建構

筆者布置課后任務一：“請同學們課后利用身邊的材料把觀察到的葉片的微觀結構制作成模型。”

設計意圖：更好地表現微型結構，加深學生對葉片結構與功能的理解。

2.任務二：交流評價

筆者布置課后任務二：“請同學們通過家長微信朋友圈上傳圖片、錄像以及心得感悟，老師將在下節課表揚獲得點贊最多的作品。”

設計意圖：激發學生興趣，促進了家長、學生和教師之間的交流。

六、課后思考

（一）實驗教學與信息技術的整合

利用數碼顯微鏡進行拍照、錄像和信息傳輸，讓資源共享，利于實驗效果的分析。課中用虛擬實驗演示實驗操作過程，讓學生掌握實驗操作技能。

（二）實驗方案的優化

我們選擇適宜的材料，例如綠蘿、吊竹梅，改進切片工具，使實驗效果更明顯，學生體驗到實驗成功的喜悅。在觀察實驗的基礎上進行拓展探究實驗，這個實驗過程滲透了科學方法，培養了學生實踐和創新能力。課后，筆者還讓學生制作模型，使微觀現象宏觀化，體現學科之間的融合，讓學生初步了解高中所要掌握的物理模型這一概念，提升了學生的建模能力，充分發揮學生的積極性、創造性。通過微信朋友圈點贊，促進交流。

創新是實驗教學發展的不竭動力。教師要從學生長遠發展出發，靈活運用多種教學方式，優化教材中的實驗，用多種方式設計實驗，讓學生最大限度參與到實驗活動中，提高學生的科學探究能力、實踐能力和創新能力，培養團隊合作精神，為學生的終身學習打下基礎。

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

（責編 劉小瑗）