資源簡介

“探究植物細(xì)胞的吸水和失水”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)
【實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)】
1、理解成熟植物細(xì)胞發(fā)生滲透作用的原理。
2、初步學(xué)會(huì)觀察植物細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原的方法。
3、培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、動(dòng)手操作、解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的能力。
4、培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析解決問題的能力。
5、提高學(xué)生的語言表達(dá)能力，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)探究能力。
6、增強(qiáng)學(xué)生的合作意識，激發(fā)學(xué)生對生物科學(xué)的興趣和熱情，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際，關(guān)心農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐。
【實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)和難點(diǎn)】
1、重點(diǎn)
觀察和探究細(xì)胞質(zhì)壁分離和復(fù)原現(xiàn)象，進(jìn)一步理解滲透作用的原理和應(yīng)用。
(突破辦法：先通過一個(gè)有趣的小實(shí)驗(yàn)吸引學(xué)生的眼球，再給出生活中的學(xué)生非常熟悉的現(xiàn)象，從宏觀上引發(fā)學(xué)生的思考，而后通過學(xué)生自己制作臨時(shí)裝片并且進(jìn)行細(xì)致的觀察從微觀上解釋宏觀現(xiàn)象的發(fā)生。由淺入深，讓學(xué)生來親歷探究過程發(fā)現(xiàn)真理，達(dá)到真學(xué)的目的。)
2、難點(diǎn)
（1）洋蔥鱗片葉表皮臨時(shí)裝片的制作。
（2）吸水引流法的操作。
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析、討論與總結(jié)。
（突破辦法：在課前先讓學(xué)生進(jìn)行自學(xué)，通過閱讀課文內(nèi)容找出自己疑惑內(nèi)容并進(jìn)行標(biāo)記，在課上通過由淺入深的分析后，就會(huì)解決一些疑惑，而后再在老師的引導(dǎo)和指導(dǎo)下自己動(dòng)手完成。最后，請不同的小組通過手繪及顯微放大等多媒體手段來展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并且要求能進(jìn)行解釋，從而鍛煉了學(xué)生的語言表達(dá)能力。）
【實(shí)驗(yàn)內(nèi)容分析】
該探究實(shí)驗(yàn)選自人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書生物必修一《分子與細(xì)胞》第四章第一節(jié)的內(nèi)容。主要是讓學(xué)生通過探究活動(dòng)自主發(fā)現(xiàn)原生質(zhì)層是否相當(dāng)于一層半透膜，細(xì)胞壁對水分進(jìn)出細(xì)胞有沒有影響等問題的答案。由于這是必修課中的第一個(gè)“探究”，對于學(xué)生在如何提出問題、做出假設(shè)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等環(huán)節(jié)都很有意義，是學(xué)習(xí)后續(xù)章節(jié)中探究實(shí)驗(yàn)不可缺少的基礎(chǔ)。，但從學(xué)生的學(xué)習(xí)情況上看，絕大多數(shù)學(xué)生對于科學(xué)探究的一般過程，以及如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、預(yù)測實(shí)驗(yàn)、分析結(jié)果得出結(jié)論等還不能深刻理解和掌握，因此試圖通過這節(jié)課的教學(xué)使學(xué)生能對“科學(xué)探究的一般過程”有更進(jìn)一步的理解和領(lǐng)會(huì)，使學(xué)生能真正達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，會(huì)“作出假設(shè)和預(yù)期”，會(huì)“設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案”等。
【學(xué)情分析】
該探究實(shí)驗(yàn)內(nèi)容雖然屬于微觀水平，又比較抽象，但是與學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)并非毫無聯(lián)系。生活許多現(xiàn)象都與此相關(guān)。例如，在生活中有這樣的現(xiàn)象：泡在鹽水中的蘿卜會(huì)軟縮，泡在清水中的蘿卜條會(huì)更加硬挺；做菜陷時(shí)加入一些鹽，蔬菜中的水分會(huì)大量浸出；對農(nóng)作物施肥過多，會(huì)造成“燒苗”現(xiàn)象，等等。這些生活中的現(xiàn)象能激起學(xué)生的求知欲，在教學(xué)中充分利用學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣高，探究欲望強(qiáng)，愿意表現(xiàn)自己，課堂設(shè)計(jì)中盡可能為學(xué)生搭建展示的平臺。
【教學(xué)條件分析】
我校實(shí)驗(yàn)室和實(shí)驗(yàn)器材齊備，并在實(shí)驗(yàn)室配有多媒體電子白板，教學(xué)中充分利用這一媒體技術(shù)，形象、直觀、便捷的展示實(shí)驗(yàn)過程中的各種現(xiàn)象。
【指導(dǎo)思想】（教學(xué)設(shè)計(jì)思路）
依據(jù)新課標(biāo)，充分利用教學(xué)資源，實(shí)施“以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)”的新課程理念，實(shí)現(xiàn)以學(xué)生發(fā)展為本，構(gòu)建和諧的課堂教學(xué)模式。在教學(xué)中采用了新課程所提倡的“自主、合作、探究”教學(xué)方式。以小組合作學(xué)習(xí)的方式為主，交出主動(dòng)權(quán)，讓學(xué)生擔(dān)任課堂的主角，實(shí)現(xiàn)生生互動(dòng)、師生互動(dòng)，力圖通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)建構(gòu)知識，提高能力，掌握方法。同時(shí)注意優(yōu)化課堂資源配置，激發(fā)學(xué)生思維，使學(xué)生高效地學(xué)習(xí)。
【教學(xué)手段】
1、利用小實(shí)驗(yàn)的可操作性和生活中諸多現(xiàn)象多媒體展示，增強(qiáng)了教學(xué)內(nèi)容的直觀性、啟發(fā)性，使學(xué)生更好地從感性上升為理性認(rèn)識。
2、創(chuàng)設(shè)逐步深入的問題串，使學(xué)生帶著問題開展探究。
3、在探究過程中，引導(dǎo)學(xué)生討論、實(shí)踐、表達(dá)、交流，培養(yǎng)了學(xué)生語言表達(dá)能力和合作學(xué)習(xí)能力。
4、完成探究后，教師引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)并歸納知識的內(nèi)在聯(lián)系，結(jié)合實(shí)際生活中的各種現(xiàn)象，提升學(xué)生的理性思維。學(xué)生回憶學(xué)過的知識，將知識進(jìn)行整理歸納并通過課堂練習(xí)加以鞏固。
【教學(xué)流程圖】
【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】
實(shí)驗(yàn)用具：
1、材料：紫色的洋蔥鱗片葉
2、用具：刀片，尖頭鑷子，滴管，載玻片，蓋玻片，顯微鏡，吸水紙。
3、試劑：質(zhì)量濃度為0．3 g/mL的蔗糖溶液，質(zhì)量濃度為0．5 g/mL的蔗糖溶液，清水等。
課前準(zhǔn)備
1、教師配好需要的溶液，準(zhǔn)備好顯微鏡。
2、到菜場選擇紫色的洋蔥（顏色越深的越好），課前將外層老皮剔出，每組分給切開的洋蔥若干片。
3、將所需藥品貼好標(biāo)簽并有規(guī)則的放實(shí)驗(yàn)桌上，已備學(xué)生使用。
【教學(xué)過程】
教師組織和引導(dǎo) 學(xué)生活動(dòng) 設(shè)計(jì)意圖
【設(shè)置情境 導(dǎo)入新課】 生活中實(shí)例（多媒體展示）： 我們做糖拌西紅柿的時(shí)候經(jīng)常會(huì)有很多水的出現(xiàn)；在拌餃子餡時(shí)，放上鹽也會(huì)有水的出現(xiàn)，出現(xiàn)水的原因是什么？ 【教師提問】對上面的現(xiàn)象我們可能不是很理解，那么你會(huì)有什么樣的疑惑呢？ 【板書】探究植物細(xì)胞的吸水和失水 【教師講述】 大家都知道探究實(shí)驗(yàn)是我們科學(xué)研究的一種常用方法，那么我們就利用這種方法來解決自己的疑惑。 探究實(shí)驗(yàn)的基本步驟： 【板書】提出問題---作出假設(shè)---實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證---得出結(jié)論 認(rèn)真考慮，為什么會(huì)出現(xiàn)這些現(xiàn)象。 傾聽，獲取科學(xué)研究的方法。 提出問題并對所提出的問題進(jìn)行探討、思考，學(xué)會(huì)應(yīng)用知識解決問題。 利用身邊熟悉的生物，引發(fā)學(xué)生思考，創(chuàng)設(shè)問題情景激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。 引導(dǎo)學(xué)生從生活中發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、思考問題，提高學(xué)生觀察和分析的能力。
【提出問題】 針對上面的現(xiàn)象，你有怎樣的疑惑呢，結(jié)合你的疑惑，你會(huì)提出一個(gè)怎樣的問題。 【作出假設(shè)】（引導(dǎo)學(xué)生） 針對這個(gè)問題你又會(huì)做出一個(gè)什么樣的假設(shè)呢？請大家分組討論，確定自己的問題，并作出一個(gè)合理的假設(shè)。 【教師講述】 我們需要用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的假設(shè)，請同學(xué)們思考一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)銣?zhǔn)備用怎樣一個(gè)思路去設(shè)計(jì)。 同學(xué)們都想到了用我們上節(jié)課學(xué)習(xí)的滲透系統(tǒng)來作為思路設(shè)計(jì)，那請大家結(jié)合這個(gè)思路商量一下具體該如何去完成實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意哪些方面，并預(yù)期一下你的實(shí)驗(yàn)結(jié)果應(yīng)該是怎樣的。 教師利用多媒體再次展示滲透原理實(shí)驗(yàn)。 【教師提問】 滲透系統(tǒng)的組成 植物細(xì)胞的滲透系統(tǒng) 教師分析綜合知識，幫助學(xué)生完善實(shí)驗(yàn)的假設(shè) 假設(shè)成立的實(shí)驗(yàn)預(yù)期結(jié)果：植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)半透膜。 外界溶液濃度高于細(xì)胞液濃度的環(huán)境，則細(xì)胞失水（3號出現(xiàn)蘿卜條軟縮的狀態(tài)）；外界溶液濃度低于細(xì)胞液濃度的環(huán)境，則細(xì)胞吸水（2號蘿卜條比一號更硬挺些）。 【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】（實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)） 如何利用實(shí)驗(yàn)檢測植物細(xì)胞吸水和失水 認(rèn)識植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)(多媒體展示) 植物細(xì)胞失水 質(zhì)壁分離 植物細(xì)胞吸水 質(zhì)壁分離復(fù)原 可以通過顯微鏡觀察到。 【教師講述】 我給大家提供了0.3g/ml的蔗糖、質(zhì)量濃度為0．5g/mL的蔗糖溶液和蒸餾水以及相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)器材，請大家設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)，來驗(yàn)證你的假設(shè)并認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，繪制好質(zhì)壁分離及復(fù)原的過程圖。 【教師活動(dòng)】 對于學(xué)生的思路，給予評價(jià)。引導(dǎo)學(xué)生在這個(gè)思路的指引下討論出具體的操作，相互提示實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該注意的地方。 【得出結(jié)論】（實(shí)驗(yàn)結(jié)果的觀察） 同學(xué)們的實(shí)驗(yàn)都已經(jīng)完成了，請兩個(gè)小組派代表上來展示下自己繪制的過程圖，并簡單說明下自己看到的現(xiàn)象。 大家都看看自己提出的假設(shè)，再結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，你得出了什么樣的結(jié)論？ 【教師提問】（多媒體展示） 最后請同學(xué)結(jié)合自己所做的實(shí)驗(yàn)嘗試解釋下我們剛上課時(shí)所提出的問題：我們做糖拌西紅柿的時(shí)候經(jīng)常會(huì)有很多水的出現(xiàn)；在拌餃子餡時(shí)，放上鹽也會(huì)有水的出現(xiàn)，出現(xiàn)水的原因是什么？ 【課外拓展】（多媒體展示） 1、洋蔥為何要選紫色的？無色的洋蔥能否完成該實(shí)驗(yàn)？ 2、植物細(xì)胞為何會(huì)出現(xiàn)質(zhì)壁分離？ 動(dòng)物細(xì)胞會(huì)嗎？如果沒有細(xì)胞壁，實(shí)驗(yàn)結(jié)果會(huì)有什么不同？ 3、質(zhì)壁分離時(shí)，液泡大小和顏色的變化？復(fù)原時(shí)呢？
4、若發(fā)生質(zhì)壁分離后的細(xì)胞，不能發(fā)生質(zhì)壁分離復(fù)原，其原因是什么？ 5、你認(rèn)為本實(shí)驗(yàn)中主要的注意事項(xiàng)是哪些？ 6、對農(nóng)作物施肥過多，會(huì)造成“燒苗”現(xiàn)象，會(huì)導(dǎo)致植物死亡，請你解釋原因，并提出解決方法。 課堂小結(jié)： 請同學(xué)們注意本節(jié)課的三個(gè)重點(diǎn)，提醒大家課下注意回顧 1、理解探究式學(xué)習(xí)的基本步驟： 提出問題—作出假設(shè)—實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證—得出結(jié)論 2、掌握臨時(shí)裝片的制作、顯微鏡的使用、實(shí)驗(yàn)操作的注意事項(xiàng)。 3、理解滲透裝置的構(gòu)成，明確植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)于半透膜，細(xì)胞液是具有一定濃度的溶液。 學(xué)生分組討論，找出疑惑點(diǎn)并針對疑惑點(diǎn)提出問題。 植物細(xì)胞具有滲透系統(tǒng)（具有半透膜）嗎？ 學(xué)生分組討論，根據(jù)提出的問題作出合理的假設(shè)，各小組交流確定合理的假設(shè)。 思考，回答問題。要能說明滲透系統(tǒng)組成是：半透膜；半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差。 植物細(xì)胞的滲透系統(tǒng)：原生質(zhì)層作為半透膜；液泡內(nèi)的細(xì)胞液是具有一定濃度的 小組分析，討論，派代表闡述本組的意見，學(xué)生最終認(rèn)同：植物細(xì)胞的原生質(zhì)層相當(dāng)半透膜。 閱讀課文，結(jié)合教師通過多媒體展示質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)的過程，小組合作制定本組的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。 學(xué)生們結(jié)合自己的討論結(jié)果，認(rèn)真聽老師的講解，將自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和注意事項(xiàng)加以完善。 學(xué)生獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)： 步驟一：制作洋蔥表皮的臨時(shí)裝片并觀察 1、取材：選用紫色特別深的洋蔥外表皮，用刀片劃“井”字，用鑷子輕輕撕取一小塊。 2、制片：在載玻片上滴一滴清水，將撕取的洋蔥鱗片葉外表皮放在水滴中展平，蓋上蓋玻片（蓋蓋玻片應(yīng)讓蓋玻片的一側(cè)先觸及載玻片，然后輕輕放平，防止裝片產(chǎn)生氣泡） 3、觀察洋蔥細(xì)胞（先后順序） 可看到：液泡大，呈紫色，原生質(zhì)層緊貼著細(xì)胞壁。 步驟二：觀察質(zhì)壁分離及復(fù)原 1、觀察質(zhì)壁分離現(xiàn)象 從蓋玻片的一側(cè)滴入蔗糖溶液，在另一側(cè)用吸水紙吸引，重復(fù)幾次。 2、觀察細(xì)胞質(zhì)壁分離的復(fù)原現(xiàn)象 從蓋玻片的一側(cè)滴入清水，在另一側(cè)用吸水紙吸引，重復(fù)幾次。 學(xué)生上臺展示自己繪制的圖像，進(jìn)行簡單的講解。 質(zhì)壁分離 植物細(xì)胞失水。 質(zhì)壁分離復(fù)原 植物細(xì)胞吸水。 學(xué)生結(jié)合自己的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分組討論對應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。 學(xué)生小組內(nèi)討論，請代表發(fā)言： 成熟的植物細(xì)胞可以組成一個(gè)滲透系統(tǒng)，因?yàn)榧?xì)胞膜和液泡膜都是選擇透過性膜，加上兩層膜之間的物質(zhì)，構(gòu)成了原生質(zhì)層，相當(dāng)于半透膜，而液泡內(nèi)部的細(xì)胞液是具有一定濃度的，那么處于外界溶液中自然會(huì)形成濃度差，此時(shí)發(fā)生滲透作用的條件就具備了：具有半透膜；半透膜兩側(cè)溶液具有濃度差。結(jié)果細(xì)胞吸水或者失水。 學(xué)生分組，討論，回答。 結(jié)合探究實(shí)驗(yàn)的基本四個(gè)步驟，引導(dǎo)學(xué)生將每一步驟落實(shí)到實(shí)驗(yàn)中。培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力。 借助投影儀分享合作。 充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生小組合作及獨(dú)立思考、分析、解決問題的能力 利用多媒體幫助學(xué)生加深對新知識的理解。 借助投影儀分享合作。 在問題的引導(dǎo)下，開展自主學(xué)習(xí)，學(xué)生就有了目標(biāo)，能提高學(xué)習(xí)的效果。特別是問題都是自己提出的，更有了自己找到答案的愿望，會(huì)激起學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。 利用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證假設(shè)，讓學(xué)生對問題有一個(gè)理性的思考，提升學(xué)生的思維水平，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手能力及團(tuán)隊(duì)合作意識。 為學(xué)生提供展示自己的機(jī)會(huì)，培養(yǎng)成就感。促進(jìn)學(xué)生之間的互相學(xué)習(xí)，資源共享。 培養(yǎng)學(xué)生小組合作意識，提升語言表達(dá)能力。 檢測學(xué)生的知識掌握程度并培養(yǎng)利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力。
【板書設(shè)計(jì)】：
一、探究實(shí)驗(yàn)的基本步驟：
提出問題----作出假設(shè)----實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證----得出結(jié)論
二、實(shí)驗(yàn)過程
1、制作臨時(shí)裝片并觀察
2、觀察質(zhì)壁分離及復(fù)原
3、注意事項(xiàng)
【教學(xué)反思】
一、成功之處
1、設(shè)置情境，導(dǎo)入新課
以有趣的小實(shí)驗(yàn)開頭，通過對比引發(fā)學(xué)生的思考。聯(lián)系生活中學(xué)生所熟知的現(xiàn)象，如：做糖拌西紅柿的時(shí)候經(jīng)常會(huì)有很多水的出現(xiàn)；在拌餃子餡時(shí)，放上鹽也會(huì)有水的出現(xiàn)等，較好的調(diào)動(dòng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。
2、進(jìn)行比較，加深印象
通過上節(jié)課對滲透作用的學(xué)習(xí)積累，結(jié)合本節(jié)課情境中的各種現(xiàn)象將植物細(xì)胞是不是能構(gòu)成一個(gè)“滲透系統(tǒng)”這個(gè)重點(diǎn)提出。從宏觀的現(xiàn)象出發(fā)，揭示微觀的奧秘。
3、巧設(shè)實(shí)驗(yàn)，拓展延伸
在課本中已經(jīng)給出的實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，又給學(xué)生設(shè)置了質(zhì)量濃度為0．5g/mL的蔗糖溶液進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生發(fā)現(xiàn)結(jié)果與之前的實(shí)驗(yàn)不同，表現(xiàn)出了很強(qiáng)烈的好奇心，再通過小組交流探討獲得新知，從而將課本知識進(jìn)行了很好的拓展和延伸。
二、不足之處
1、因?yàn)槭菍W(xué)生學(xué)習(xí)的第一個(gè)生物探究實(shí)驗(yàn)，所以學(xué)生對探究實(shí)驗(yàn)的基本步驟是比較陌生的，所以老師在上課的過程中，要注意及時(shí)的進(jìn)行板書，不能只用口述的形式。
2、學(xué)生在實(shí)驗(yàn)操作方面存在很多問題，例如，顯微鏡的操作順序，引流法的實(shí)施的掌控，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察及繪圖等方面，所以老師要給予學(xué)生引導(dǎo)和指正，幫助學(xué)生走出誤區(qū)。
3、上課時(shí)時(shí)間的安排欠合理，呈現(xiàn)出前松后緊的狀態(tài)，并且老師不夠大膽，不敢放手讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，在學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性上沒有很好的體現(xiàn)出來。這就要求老師在備課時(shí)要合理規(guī)劃課堂時(shí)間，并且要相信學(xué)生，敢于放手。

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