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视频标签：全国初中生物,实验教学,微课视频录像
所属栏目：模拟课、微型课及试讲
视频课题：第五届全国初中生物实验教学微课视频录像《植物的蒸腾作用》大连
教学设计、课堂实录及教案：第五届全国初中生物实验教学微课视频录像《植物的蒸腾作用》大连市第二十二中学初中生物
植物的蒸腾作用
大连市第二十二中学 于宏清
一、 使用教材
本节课位于人民教育出版社（人教版2011），初中七年级上册《生物学》，第三单元第三章《绿色植物与生物圈的水循环》之第二课时——植物的蒸腾作用。
二、 实验器材
（一） 蒸腾作用演示实验：三个锥形瓶（A、B、C）、雪铁芋植物（无叶、少叶、多叶）、水、植物油、凡士林、塑料袋
（二） 观察叶片结构：大叶黄杨叶、非洲茉莉、绿萝、雪铁芋、显微镜、载玻片、盖玻片、
三联刀片、小号毛笔、
（三）观察气孔结构：鸭跖草、孔雀竹芋、绿萝、雪铁芋、显微镜、载玻片、盖玻片、镊
子、彩泥黏土、气球、喷雾
（四）探究气孔分布：大叶黄杨叶、绿萝、女贞、雪铁芋、芦荟、水榕、皇冠草、金鱼藻
烧杯、热水、指甲油、透明胶、载玻片、盖玻片、显微镜。
三、 实验创新要点/改进要点
（一）实验装置创新——严谨科学，激发兴趣。
1、 蒸腾作用演示实验增加为三组实验
“探究植物蒸腾作用的主要部位”的实验设计传统一般采用两组实验（一组对照没有叶子，另一组有很多叶子），本实验设计在此基础上增设第三组实验。分别为：对照组A锥形瓶放入无叶子的枝条。实验组B放入少量叶子的枝条。实验组C放入很多叶子的枝条，此目的在于使实验条件更加细化，对结果更有说服力。
2、 由传统的“定性实验”变为“定量实验”
实验结果不仅仅是笼统的观察水分减少，更精准的根据刻度算出究竟水分散失了多少。让学生学会用数据得出结论。培养学生严谨求实的科学态度。
3、 由“教师演示”变为“学生演示”录制微课
发挥学生的兴趣和主动性，由学生演示实验，提前录制微课，课上成果展示，加深学生理
解，并刺激学生的探究欲望。
（二）实验材料创新——新颖丰富、效果显著
1.观察叶片结构：教材中用菠菜做实验材料，但菠菜较软，叶肉组织易破坏，很难看到完整的叶片结构，叶片面积相对较大，也不易切割。经过反复尝试，除菠菜外，我为学生提供四种植物叶片：大叶黄杨叶、非洲茉莉、绿萝、雪铁芋。这四种材料质地厚度适宜，适合切割。尤其是非洲茉莉和雪铁芋的叶片均为革质，幼叶硬度适中，切削容易，适合叶子横切。
2.观察叶片的气孔：教材中用的菠菜较软，不易撕取，且材料单一。在此基础，我为学
生提供四种观察材料，分别是：鸭跖草、孔雀竹芋、绿萝。雪铁芋。其中鸭跖草和孔雀竹芋不用手撕表皮，直接用显微镜即可观察到气孔结构。这两种植物在平日里很少被人提及，但在观察气孔时却非常直观方便，大大提高实验课效率。绿萝和雪铁芋在观察叶片横切面时效果很好，可以继续用来接着观察气孔结构。通过多种多样的观察材料，为学生提供丰富的事实，帮助学生建构叶片结构的重要概念，进而体现核心素养中生命观念下的生物体多样性和统一性。
3.探究气孔分布：此部分作为学生的拓展应用实验，教师为学生提供八种不同环境中的植物材料。通过比较不同环境中的叶片气孔数量的分布，让学生体会生物体的结构与环境相适应的道理。同时这个探究实验也充分发挥了学生的积极主动性，让学生体会条条道路通罗马，学会从多角度思考问题的方法，提高运用多种方法解决问题的能力。
（三）实验操作创新——便于操作、易于观察
1.三联刀片法：将三片刀片叠在一起，第一、第三片刀面齐平，中间一片往上抽取2~3毫米，用透明胶带将中间刀片突出的一端缠绕起来，这样可以保证刀片间有很薄的缝隙。避免了教材中两个刀片并列后其刀刃贴在一起, 中间缝隙太小, 拉不出切片的弊端。
2.沾水毛笔取薄片：取材中的每切一次沾水，在实际操作中发现切好的薄片不易进入水中，我采用每切一次，将刀片分开，用带有清水的狼毫毛笔轻轻刷下来。
（四）实验方法创新——模型与建模、探究性实验、信息技术
1. 模型与建模
（1）建模一：学生观察气孔结构时，寓教于乐，组织学生用彩泥制作保卫细胞围成的气孔模型。教师利用做好的气孔模型用喷雾演示水分在气孔张开时散失到空气中的过程。
（2）建模二：教师把两个气球的两头捏在一起，吹气，模拟保卫细胞控制气孔的开闭。通过模型与建模——彩泥制作模型及教师气球模型演示的方法，帮助学生建构保卫细胞与气孔之间的关系，从而体现核心素养中的理性思维。
2. 增设拓展探究实验
观察完气孔结构后，给学生们增设一个课题——探究不同环境中的植物叶片上下表皮气孔分布的规律。按照探究实验的模式让学生提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、得出结果、讨论交流。学生拓展思路，集思广益，自行设计实验方案，按照自己设计的方案实施计划。通过比较不同环境中植物叶片气孔的分布，理解生物体的结构与环境是相适应的。
3、 实验手段融合信息技术
学生观察到结构后，教师用手机拍摄学生在显微镜下观察到的图像，投射到电子白板上，让学生使用白板的书写笔和放大镜功能进行展示汇报，这样不仅能及时将自己的结果进行分享，而且可以有效的评价学生的实验结果。提前录制微课，课堂展示，提高课堂效率。信息技术的应用更好的促进学生实验的掌握和学习。
四、 实验原理/实验设计思路
本节课内容不是单一的实验教学，需要通过一系列的实验帮助学生构建蒸腾作用相关概念。
所以在设计本课时，每个实验都要根据不同的教学目标有针对性的设计实验教学。首先，第一个是蒸腾作用演示实验，该实验不是粗略的让学生看水是否少了，而是增设为三组对照实验，把定性实验变为定量实验，让学生根据刻度差算出三组水分的减少量，用数据得结论，培养学生严谨的科学素养。同时，将教师演示实验改为学生演示实验，并录制微课，调动学生积极性。其次，观察叶片及气孔结构的两个实验，均力求为学生提供多种多样且效果显著的实验材料，小组分工合作，比较观察多种材料，最后归纳出共同结构，进而帮助学生建立核心素养下生物体“多样性与统一性”的观念。观察气孔结构时，利用建模思想——用彩泥制作气孔模型，寓教于乐，帮助学生构建保卫细胞与气孔的关系。利用教师自制教具模拟气孔开闭，加深对概念的理解。实验检测均采用手机照相上传白板，利用电子白板的写字和放大功能分享实验结果。最后小组合作探究8种不同环境中的植物叶片上下表皮气孔分布的规律，让学生自行设计简单易行的实验方案，按照自己的方案实施计划，验证气孔的存在，通过比较得出结论，归纳出生物体的结构与功能是相适应的观点。
五、实验教学目标
（一）知识目标 生命观念、理性思维
1、描述植物的蒸腾作用的概念。
2、认识叶片的结构，形成生命观念下结构与功能相统一、多样性和统一性的观念。
3、理解气孔控制水分和二氧化碳进出叶片的机制。
4、了解气孔数量和分布与环境的关系，形成生物体结构与其环境相适应的观点。
（二）能力目标 科学探究
培养学生的观察能力，动手操作和分析能力，探究以及知识应用的能力。
（三）情感态度价值观 社会责任
认同绿色植物蒸腾作用的意义，初步形成保护森林的生态意识。
六、实验教学内容
（一）探究蒸腾作用的演示实验得出蒸腾作用的概念
（二）制作观察四种植物叶片横切面的临时切片，认识叶片结构
（三）制作观察四种植物叶片下表皮的临时装片，认识气孔结构
（四）理解保卫细胞控制气孔开闭的机制
（五）探究气孔在不同种植物叶片上的数目与分布
七、实验教学过程：
本节实验课的题目叫做《植物的蒸腾作用》，围绕蒸腾作用这一重要概念，本节课确立了四个教学内容。分别为蒸腾作用的概念、认识叶片的结构、认识气孔的结构、探究气孔数量分布。其中，第一个为演示实验，第二、三个为观察实验，第四个设计为探究实验。
（一）植物蒸腾作用的概念
对于蒸腾作用概念这一部分的内容，我的思路是以“植物蒸腾作用”演示实验为媒介，通过回答教师设计的一系列问题，让学生透过现象一层层的分析背后蒸腾作用的本质。
1、 播放学生演示实验视频
视频内容如下：小先生演示首先在A、B、C三个锥形瓶中倒入等量的250ml的水，向三个瓶中滴入几滴植物油，防止水分散失。将第一株植物上的叶片全部剪掉插入A锥形瓶中，在减掉的地方擦上凡士林，防止水分散失；将第二株植物减掉大部分叶片，同样在减掉的地方涂上凡士林，插入B锥形瓶中；将第三株植物留下所有的叶片直接插入C锥形瓶中，然后用塑料袋套住锥形瓶，把他们放在阳光下，过几个小时看看有什么神奇的变化吧！
（
设计意图：由学生做演示实验，更能调动激发学生探究学习兴趣和欲望。实验装置在传统的基础上又增加了一组少叶实验，目的是使实验装置更加严谨科学，更能理性分析实验现象。）
2、 课上观察并分析实验现象
把三个锥形瓶带到现场，让学生仔细观察比较，逐一思考回答五个问题：
问题1：你看到了哪些现象？
问题2：三个锥形瓶原先都装有250Ml的水，此时此刻还剩下多少毫升呢？找同学读出现在锥形瓶里水的刻度，算出每个瓶里的水分的减少量。
（
设计意图：这样做为了让大约粗略的“定性实验”变成了“严谨精确”的定量实验，更加培养学生严谨的科学素养）
问题3：哪个瓶里的水分散失的最多？第二多是？最少是？
问题4：这个实验的结果说明了什么呢？
（
设计意图：目的让学生能得出叶片越多，水分散失越多，推测水分是从叶片散失出去的）
问题五： 水分是以水蒸气的形式散失的，还是以液体的形式散失出去的？
(
设计意图：引导学生理解蒸腾作用中水分是以水蒸气的状态散失的关键点)
教师总结：同学们刚才分析的这一系列的过程就是本节课要学习的《植物的蒸腾作用》。
学生概括：将蒸腾作用的概念补充完整。
（
设计意图：学生通过回答问题串，逐渐理清蒸腾作用的关键要素。并培养学生学会观察实验现象，学会分析实验结果，学会归纳实验结论的能力）。
（二）观察认识叶片的基本结构
1、语言创设情境导入
小小的叶片为什么成为植物蒸腾作用的主要器官呢？接下来我们即将开启一场探究叶片的美好旅程。因为生物体的结构决定功能，所以我们美好旅程的第一站就是“观察叶片的结构”。
（
设计意图：通过富有感染力的语言创设一个轻松愉快的氛围，为即将开启的探究叶片之旅营造一个美好的气氛，调动学生的兴致，使学生期待接下来的学习）
2、介绍实验材料和器材
材料：经过研究试验10余种植物叶片，突破教材，筛选出四种制作叶片横切面的效果比较好的植物，它们分别是大叶黄杨叶、非洲茉莉、绿萝、雪铁芋。
器材：“
三联刀片”、毛笔、载玻片、盖玻片、培养皿、水。其中三联刀片需要着重强调
“三联刀片”：将三片刀片叠在一起，第一、第三片刀面齐平，中间一片往上抽取2~3毫米，用透明胶带将中间刀片突出的一端缠绕起来，这样可以保证刀片间有很薄的缝隙。避免了教材中两个刀片并列后其刀刃贴在一起, 中间缝隙太小, 拉不出切片的弊端。
图6 三联刀片
3、播放制作叶片横切面的临时切片方法
教师亲自制作叶片横切面的临时切片，录制成微课，和教材的方法略有不同，除了用的是三联刀片外，取材中采用每切一次，将刀片分开，用带有清水的狼毫毛笔轻轻刷下来。
4、提出观察要求
组织学生八人一组，共观察四种植物材料。组内每两人制作并观察一种植物叶片横切面的临时切片。对照教材叶片结构示意图辨认：上表皮、下表皮、叶肉、叶脉的结构。
5、巡视指导，拍照上传白板，学生汇报结果
学生在观察显微镜时，用手机拍下各组在显微镜下看到的图像，把照片上传到电子白板上，学生汇报展示，用白板笔介绍自己观察的植物叶片及各部分结构。
（
设计意图：将信息技术融合到实验课，更好的辅助实验教学，分享学生的实验成果，评价实验成效，达到生生互动及师生互动的效果，激发学生的学习兴趣）
6、学生总结叶片结构
提问：虽然四种植物种类不同，但是叶片有无共同结构呢？学生总结叶片的共有结构：表皮、叶肉、叶脉。表皮包括上表皮和下表皮。教师进一步强调虽然植物的种类多种多样，但是他们的叶片的基本结构是统一的，这就是生物学的多样性和统一性。
（
设计意图：通过让学生观察多种实验材料，归纳他们的共同结构，帮助学生构建叶片结构的概念，同时帮助学生形成生物体具有多样性和统一性观念的生物学科核心素养）
（三）观察认识气孔的结构
1、问题导入
提问同学们有没有留意四种植物的叶片上下表皮的紧密程度是一样的吗？
向学生展示表皮较松的图片，告诉学生这疏松的位置是气孔。气孔是与植物蒸腾作用最为有关的结构。接下来我们将进入旅程的第二站：观察气孔的结构。
（
设计意图：通过提出问题让学生产生疑问，创设情境，承上启下，顺利进入探究叶片之旅的第二站：观察气孔的结构。）
2、介绍实验材料和器材
材料：为学生提供四种植物材料，分别为鸭跖草、孔雀竹芋、绿萝、雪铁芋。鸭跖草和孔雀竹芋不需要制作装片，直接放在显微镜下就可以看到清晰的气孔；绿萝和雪铁芋在观察叶片结构时效果较好，可以接着观察表皮的气孔，但是这两种植物需要制作临时装片。播放制作绿萝叶片下表皮的临时装片录像。
（
设计意图：给学生观察种类多样、效果显著、易于观察的植物叶片表皮，帮助学生构建气孔的相关概念）。
3、 提出观察要求
八人一组，每两人观察一种植物叶片。对照教材辨认保卫细胞、气孔、表皮细胞。用彩泥制作保卫细胞围成的气孔模型。（
设计意图：学生用彩泥制作保卫细胞围成的气孔，建模教学，寓教于乐，帮助学生建构气孔和保卫细胞的概念）
4、 制作并展示汇报
学生在显微镜下观察四种植物叶片下表皮的气孔。用彩泥制作保卫细胞围成的气孔，标注名称，教师巡视、拍照，将好的效果图以及好的作品上传电子白板。
学生用白板中的放大镜功能，对保卫细胞围成的气孔进行放大介绍。（
设计意图：信息技术融合实验课，提高课堂效率，便于分享和记录，调动学生兴趣。）
(设计意图：用彩泥进行建模教学，帮助学生建构概念，寓教于乐)
5、总结结构：再让学生总结虽然植物的种类多样，但是叶片气孔的结构都是由一对保卫细胞围成的空腔组成的。教师点播这一点再一次证明了生物体具有多样性和统一性。
(
设计意图：通过多种材料帮助学生落实生物学核心素养中的多样性和统一性)
6、保卫细胞与气孔的关系
教师提问：气孔是始终打开或是关闭的吗？什么结构控制着气孔的开闭呢？保卫细胞是
怎样控制气孔开闭的呢？
演示模型1：教师用两个气球作为保卫细胞模型演示，当气球代表的保卫细胞失水，气球
就会瘪了，两个气球中间的缝隙就会关闭，当嘴吹气球，使得气球代表的保卫细胞吸水膨胀时，中间的气孔就会打开。
（
设计意图：气球建模教学，生动形象，帮助学生理解保卫细胞控制气孔开闭的原理）
演示模型2：用喷雾对准气孔的部位开始喷水，演示水分是如何从气孔散失的，同时讲解氧气二氧化碳都是可以这样穿梭于气孔中的。
（
设计意图：利用建模教学，用喷雾形象的向学生演示气孔发生蒸腾作用以及气体交换的过程，帮助学生理解气球是蒸腾作用的门户和气体交换的窗口。）
教师总结：气孔是蒸腾作用的门户，也是气体交换的窗口。
（四）、探究气孔数量的分布
1、问题导入
气孔如此重要，他是均匀的分布在叶片的表面吗？下面我们即将进入探究叶片的第三站
探究气孔的数量和分布。
2、介绍实验材料和器材
提供8种不同环境中生长的植物给学生，有陆生植物：大叶黄杨叶、绿萝、女贞、雪
铁芋和芦荟。沉水植物有：水榕、皇冠草、金鱼藻。
（
设计意图：通过提供多种不同环境中生长的植物，让学生总结出气孔的分布规律，帮助学
生建构生物体的结构与环境是相适应的观念）
3、学生进行探究实验的一般步骤
（1）探究题目——明确“探究不同环境中的植物叶片上下表皮气孔分布的规律”
（2）提出问题——学生提出“不同环境中植物叶片上下表皮的气孔数目是一样多的吗？”
（3）作出假设——有的学生猜测植物上下表皮的气孔数一样多，有的猜测植物叶片下表皮气孔更多，还有的猜测上表皮气孔多。
学生猜测很多种可能后，教师引导学生用实验去验证你的猜想。
（4）制定计划——教师提问是不是所有的植物都能直接观察到气孔吗？面对叶片有蜡或是不容易撕的叶片怎么观察呢？鼓励学生开动脑筋，设计一个简单方便的验证气孔的实验方案。
（
设计意图：充分发挥学生的积极主动性，让学生学会条条道路通罗马，学会从多角度思考问题的方法，提高运用多种方法解决问题的能力）
教师提示如何统计数据，让学生在显微镜下换三个不同的视野，进行统计，统计方法可以
采用一边看，一边在纸上点点，最后数点数，除以三次得到一个平均值。
（
设计意图：指导学生会统计数据，掌握一些简单实用的统计学方法）
（5）实施计划——各小组学生按照自己制定的方案对八种植物叶片进行自主探究。组内分工合作，统计出八种植物叶片上下表皮气孔数量的平均值写在学案卷的表格中。
（
设计意图：充分发挥学生探究主动性，培养学生科学探究的兴趣和动手操作力的能）。
表1 不同环境中的植物叶片上下表皮气孔数量的分布
|
生活环境 |
植物材料 |
上表皮（个数） |
下表皮（个数） |
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陆生植物 |
大叶黄杨叶 |
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陆生植物 |
绿萝 |
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陆生植物 |
女贞 |
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陆生植物 |
雪铁芋 |
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陆生植物 |
芦荟 |
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沉水植物 |
水榕 |
|
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沉水植物 |
皇冠草 |
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沉水植物 |
金鱼藻 |
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以下是部分学生们设计的实验方案。把叶片放到热水中，如果有气泡代表有气孔。
有的学生在课后尝试用胶皮管一头连接注射器，一头连接通心菜的叶柄，在水里打，如果有气泡，说明有气孔。
有的学生想到针对不好撕的叶子，涂上指甲油，干了后将指甲油膜撕下来放到显微镜观察。
有的学生用透明胶粘在叶子上，把叶子的痕迹印下来。放到显微镜下观察。
（6）得出结论——学生到白板上填写自己组探究得来的数据，进行汇报。学生通过分析数据发现陆生植物叶片大多是下表皮气孔多于上表皮。芦荟这样直立生长的上下表皮气孔数量差不多。对于沉水植物来说，叶片上的气孔非常少，几乎没有。最后得出的结论是“不同环境中的植物叶片气孔数量的分布情况是不同的。
（7）表达与交流——让学生们思考为什么会产生这样的结果？
问题：为什么陆地植物的叶片气孔大多分布在叶片下表皮呢？沉水植物一般没有气孔？
同学通过分析原因，得出陆地植物如果上表皮分布气孔，则会水分散失过多。而沉水植物的叶片很薄，没有角质层，可以直接吸收溶于水中的氧气和营养。
教师点播总结：由此说明了生物体的结构与其环境是相适应的。
（设计意图：学生通过自主的探究实验获得结论，再通过教师点播，及思考回答问题，帮助学生理解并落实生物核心素养下的生物体结构与环境相适应的观点）
结束语：
当生命的绿色从枝头凋零，当春天的阳光不再明媚和清新；
当唯一的源泉从视野里消逝，当最后的城郭被黄沙掩去。
生命的代价无可替代，唯有绿色才有希望和光明。
请珍惜你所得到的所有资源；哪怕那只是毫不起眼的一点一滴！
八、实验效果评价：
本节课可取之处：课堂学生的参与度非常高！全班同学都能兴致勃勃的参与到各项实验和探究活动中。多样的实验材料、实验方法的创新以及信息白板的使用极大的调动了学生课堂的积极性。学生动手操作能力有了显著的提高。学生学会用多种方法解决问题的思维也开阔很多。探究能力和探究素养也得到了很好的锻炼，通过彩泥建模和气球模型的方法学生玩在其中，学在其中，对此部分的相关概念印象非常深刻。探究环节完全交给学生自己设计，效果比预期的要好很多。
需要改进的是：学生管理小组分工的能力还有待加强，分配实验材料制作观察，再汇总、分享的能力有待提高。课堂内容稍微有点满，需要教师把握好时间。
作者：于宏清
单位：大连市第二十二中学
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视频来源：优质课网 www.youzhik.com
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