資源簡介

觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂 教學設計
課 題 觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂
課時安排 1課時 課前準備 熟練操作虛擬實驗
教材內容 分 析 “觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”是人教版必修1“分子與細胞”第6章第1節“細胞的增殖”中的內容。通過觀察處于細胞周期不同階段的細胞，引導學生概述細胞增殖的主要特征，理解細胞有絲分裂的各個時期的特點，鍛煉學生制作臨時裝片和使用顯微鏡的技能。實驗材料使用講究，實驗所用的材料是洋蔥，洋蔥雖容易獲取但市場售賣的洋蔥培養后生根較少，且需在上午10時至下午2時進行實驗效果最佳；實驗操作難度大，學生操作不當導致實驗成功率低，如解離時間難以把握、染色要均勻、壓片要到位、顯微鏡使用操作要得當等，導致實驗教學效果較差。學習本節課的內容為學習細胞的分化、衰老、死亡奠定了一定基礎。
設計理念 1.課前，學生熟練操作虛擬實驗； 2.課堂使用中央電化教育館虛擬實驗教學服務系統，學生在虛擬生物實驗進行“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗，鍛煉學生制作臨時裝片和使用顯微鏡的技能，在實驗教學中發展中學生的批判性思維，提高實驗成功率和課題教學效率； 3.通過微信群發送作業（附圖片）：請繪制植物細胞有絲分裂簡圖，深化學生對細胞有絲分裂的各個時期特點的理解。
學情分析 “觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗操作難度大，學生在進行實驗時，通常因解離時間難以把握、染色不均勻、壓片不到位、顯微鏡使用操作不得當等原因導致實驗失敗，無法總結顯微鏡下根尖分生組織細胞各有絲分裂時期的特征。在進行實驗失敗原因分析時，學生不能根據已有知識進行準確的判斷，特別是不能區分解決不充分導致的組織細胞未分離開來，及壓片不充分導致的細胞未分散開來。
教學目標 1.觀察并描述有絲分裂各個時期的染色體的行為特點和規律，構建生命觀念； 2.利用虛擬生物實驗進行根尖分生區組織細胞的有絲分裂實驗，發展科學探究能力； 3.分析實驗失敗原因，發展批判性思維能力和解決實際問題的能力。
教學重難點 重點： 1.小組合作利用虛擬生物實驗完成實驗操作過程； 2.小組合作分析實驗失敗原因，發展解決實際問題的能力。 難點： 1.小組合作應用所學知識分析實驗失敗原因。
教學過程
教學環節（一、導入） 師生活動 1.教師展示“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗失敗的結果實拍圖，提出問題：這些圖片來自于課本中的哪個實驗？ 學生根據觀察和預習，回答：觀察根尖分生區組織細胞的有絲分裂。 2.教師提出問題：這些同學實驗失敗的原因可能是什么？ 學生觀察并回答。
設計意圖 展示往屆學生典型的“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗失敗的結果圖，導入新課，并留下懸念，引導學生帶著問題和目的學習。
教學環節（二、了解實驗原理、目的要求、材料用具） 師生活動 1.教師展示問題：①觀察的對象是什么？②為什么可以在同一分生組織中看到處于不同分裂時期的細胞？③染色劑用什么？ 學生閱讀教材，概述實驗原理。 2.教師展示實驗目的要求：①制作洋蔥根尖細胞有絲分裂裝片；②觀察、識別有絲分裂不同時期；③繪制植物細胞有絲分裂簡圖。 學生學習實驗目的。 3.教師展示實驗材料用具。 學生了解實驗材料用具，及其功能。
設計意圖 學生在實驗前學習實驗原理和實驗目的要求，了解實驗材料用具，為后面進行實驗奠定一定基礎。
教學環節 （三、學習實驗過程） 師生活動 1.洋蔥根尖培養。教師介紹洋蔥根尖培養的操作過程，提醒取材注意事項。 學生了解培養根尖需要3-4天，且根約為5厘米時方可實驗。 2.解離。教師引導學生概括解離具體操作過程，并提取關鍵詞“取材”、“解離液”、“解離”，強調注意事項。 學生代表概括解離具體操作，理解取材的時間和部位、解離液配制方法、解離的目的和時間適宜，重視注意事項。 3.漂洗。教師引導學生概括漂洗具體操作過程，并提取關鍵詞“漂洗”，強調注意事項。 學生代表概括漂洗具體操作，理解漂洗的目的和時間適宜，重視注意事項。 4.染色。教師引導學生概括染色具體操作，并提取關鍵詞“染色”，強調注意事項。 學生代表概括染色具體操作，理解染色劑、染色目的和時間適宜，重視注意事項。 5.制片。教師引導學生概括制片具體操作，并提取關鍵詞“弄碎”、“蓋玻片”、“壓片”，強調注意事項。 學生代表概括制片具體操作，理解鑷子尖弄碎根尖、蓋玻片的使用方法、壓片的目的，重視注意事項。 6.觀察。教師在一體機通過3D課件復習顯微鏡的結構和使用方法，提醒學生注意事項。 學生小組內觀看、復習顯微鏡的結構、使用方法。
設計意圖 熟悉并理解培養、解離（取材的時間和部位、解離液配制方法、解離的目的、時間適宜的原理）、漂洗（漂洗的目的、時間適宜的原理）、染色（染色劑、染色目的、時間適宜的原理）、制片（鑷子尖弄碎根尖和壓片的目的、蓋玻片的使用方法）的具體操作過程，及其注意事項。將信息技術應用于實踐教學，利用3D課件復習顯微鏡的基本使用方法。
教學環節 （四、模擬實驗操作） 師生活動 活動1：小組合作在虛擬生物實驗平臺完成實驗操作。 1.小組合作在虛擬生物實驗平臺完成“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”的實驗操作，此過程，教師要及時給各個小組提供指導和幫助； 2.待各小組基本完成實驗操作后，請學生代表上臺在一體機操作，若一人無法完成，組員可幫忙完成； 3.小組成員進行評價分別對學生代表的操作進行評價，教師總結。
設計意圖 將信息技術應用于實踐教學，通過在虛擬生物實驗平臺進行“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”的實驗操作，了解實驗操作，同時，充分發展學生科學探究能力、合作能力，及信息素養。
教學環節 （五、實驗結果、結論） 師生活動 1.教師引導學生在虛擬生物實驗平臺觀察并概述實驗結果。 學生觀察有絲分裂的圖像，辨認各時期，概述實驗結果。 2.教師引導學生概述各時期的特點。 學生理解有絲分裂各時期的特點，即分裂前的間期（時間最長，進行DNA復制和有關蛋白質的合成）、前期（核膜、核仁消失，出現染色體和紡錘體）、中期（染色體的著絲點排布在赤道板上，紡錘絲與染色體的著絲點相連）、后期（染色體的著絲點分裂，姐妹染色單體分開，成為兩條染色體，由紡錘絲牽引著分別向兩級移動）、末期（核膜、核仁重新出現，細胞中央出現細胞板形成新的細胞壁，一個細胞分裂成兩個子細胞）。
設計意圖 通過觀察實驗現象，概述出實驗結果和結論，理解有絲分裂各時期的特點。
教學環節 （六、實驗失敗原因分析） 師生活動 活動2：分析實驗的現象及失敗的原因。 1.教師再次展示“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗失敗的結果實拍圖，提出問題：分析實驗的現象及失敗的原因？ 2.學生根據所學知識，分析實驗的現象及失敗的原因。 3.學生代表發言，教師引導學生從實驗操作過程，及其注意事項剖析實驗失敗的原因。 4.總結實驗注意事項。
設計意圖 通過分析實驗現象及其失敗的原因，發展學生的批判性思維能力和解決實際問題的能力，深化學生對實驗操作，及其注意事項的理解。
教學環節 （七、課后作業） 師生活動 1.教師展示三張學生成功的實驗結果實拍圖。 學生欣賞成功作品。 2.教師通過微信發送圖片，并布置作業：小組合作根據圖片請繪制植物細胞有絲分裂簡圖。 學生小組合作根據圖片信息繪制植物細胞有絲分裂簡圖。
設計意圖 將信息技術應用于實踐教學，通過微信發送作業，完成目的要求三；同時鞏固本節課知識。
板書設計 觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂 1.實驗原理 2.目的要求 3.材料用具 4.方法步驟：培養、解離、漂洗、染色、制片 5.實驗結果 6.實驗結論
教學反思 該實驗難度較大，在實際實驗室操作不容易成功，為提高實驗教學效果，提高學生實驗的成功率，本堂課采用虛擬實驗進行教學。本節課的教學重點是小組合作利用虛擬生物實驗進行實驗操作，學生應用所學知識分析實驗失敗原因，教學難點是小組合作應用所學知識分析實驗失敗原因。 首先，展示往屆同學操作“觀察根尖分生組織細胞的有絲分裂”實驗失敗的結果圖導入，引出課題，并留下懸念，引導學生帶著問題學習，以解決實際問題為導向；接著，小組合作利用虛擬生物實驗完成實驗，小組代表上臺展示操作實驗，發展學生的科學探究能力和合作能力；再以小組為單位分析實驗失敗原因，教師循序善誘引導學生發現問題，并結合所學解釋、解決問題，從而突破難點，發展學生的批判性思維能力和實際解決問題的能力；最后通過三個失敗實例總結實驗注意事項，深化對實驗操作步驟目的的理解。根據學生的反應和課堂氛圍，大部分學生能積極主動參與課堂活動，且教學效果較好。 教學過程仍舊存在一些問題。第一，由于我校尚未建立含學生計算機終端的多媒體錄播室、且我校存在部分住校生，學生只能借助教室的一體機或家里的電腦練習虛擬實驗操作，導致學生的合作能力、科學探究能力的發展受到一定限制；第二，本實驗的目的要求有三個，但課堂時間有限，課堂上完成了前兩個，因此將“繪制植物細胞有絲分裂簡圖”作為課后練習；第三，在實驗操作時有一臺電腦卡機，導致該組學生無法進行實驗，雖然課堂教師通過手機投屏直播其他組實驗操作過程，但仍不及學生自己操作的效果良好。

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