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1、“探究植物细胞的吸水和失水”的实验教学设计【实验目标】1、理解成熟植物细胞发生渗透作用的原理。2、初步学会观察植物细胞质壁分离和复原的方法。3、培养学生设计实验、动手操作、解释实验现象的能力。4、培养学生观察、分析解决问题的能力。5、提高学生的语言表达能力，发展学生的科学探究能力。6、增强学生的合作意识，激发学生对生物科学的兴趣和热情，培养学生理论联系实际，关心农业生产实践。【实验重点和难点】1、重点观察和探究细胞质壁分离和复原现象，进一步理解渗透作用的原理和应用。(突破办法：先通过一个有趣的小实验吸引学生的眼球，再给出生活中的学生非常熟悉的现象，从宏观上引发学生的思考，而后通过学生自己制作临
2、时装片并且进行细致的观察从微观上解释宏观现象的发生。由浅入深，让学生来亲历探究过程发现真理，达到真学的目的。)2、难点（1）洋葱鳞片叶表皮临时装片的制作。（2）吸水引流法的操作。（3）实验结果的分析、讨论与总结。（突破办法：在课前先让学生进行自学，通过阅读课文内容找出自己疑惑内容并进行标记，在课上通过由浅入深的分析后，就会解决一些疑惑，而后再在老师的引导和指导下自己动手完成。最后，请不同的小组通过手绘及显微放大等多媒体手段来展示实验结果，并且要求能进行解释，从而锻炼了学生的语言表达能力。）【实验内容分析】该探究实验选自人教版普通高中课程标准实验教科书生物必修一分子与细胞第四章第一节的内容。主要
3、是让学生通过探究活动自主发现原生质层是否相当于一层半透膜，细胞壁对水分进出细胞有没有影响等问题的答案。由于这是必修课中的第一个“探究”，对于学生在如何提出问题、做出假设和设计实验等环节都很有意义，是学习后续章节中探究实验不可缺少的基础。，但从学生的学习情况上看，绝大多数学生对于科学探究的一般过程，以及如何设计实验、预测实验、分析结果得出结论等还不能深刻理解和掌握，因此试图通过这节课的教学使学生能对“科学探究的一般过程”有更进一步的理解和领会，使学生能真正达到课程标准的要求，会“作出假设和预期”，会“设计可行的实验方案”等。【学情分析】该探究实验内容虽然属于微观水平，又比较抽象，但是与学生的生活
4、经验并非毫无联系。生活许多现象都与此相关。例如，在生活中有这样的现象：泡在盐水中的萝卜会软缩，泡在清水中的萝卜条会更加硬挺；做菜陷时加入一些盐，蔬菜中的水分会大量浸出；对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象，等等。这些生活中的现象能激起学生的求知欲，在教学中充分利用学生的学习兴趣高，探究欲望强，愿意表现自己，课堂设计中尽可能为学生搭建展示的平台。【教学条件分析】我校实验室和实验器材齐备，并在实验室配有多媒体电子白板，教学中充分利用这一媒体技术，形象、直观、便捷的展示实验过程中的各种现象。【指导思想】（教学设计思路）依据新课标，充分利用教学资源，实施“以学生为主体，教师为主导”的新课程理念，实现以
5、学生发展为本，构建和谐的课堂教学模式。在教学中采用了新课程所提倡的“自主、合作、探究”教学方式。以小组合作学习的方式为主，交出主动权，让学生担任课堂的主角，实现生生互动、师生互动，力图通过学生自主学习建构知识，提高能力，掌握方法。同时注意优化课堂资源配置，激发学生思维，使学生高效地学习。【教学手段】1、利用小实验的可操作性和生活中诸多现象多媒体展示，增强了教学内容的直观性、启发性，使学生更好地从感性上升为理性认识。2、创设逐步深入的问题串，使学生带着问题开展探究。3、在探究过程中，引导学生讨论、实践、表达、交流，培养了学生语言表达能力和合作学习能力。4、完成探究后，教师引导学生发现并归纳知识的
6、内在联系，结合实际生活中的各种现象，提升学生的理性思维。学生回忆学过的知识，将知识进行整理归纳并通过课堂练习加以巩固。【教学流程图】设置情境提出问题结合实验展示生活现象学生分组讨论现象各小组呈现问题作出假设教师引导学生提出多媒体展示渗透实验教师帮助学生完善假设实验验证多媒体展示植物细胞结构教师指导实验得出结论课外拓展解释情境问题多媒体展示现象学生绘图体现变化过程各小组比较分享收获【实验准备】实验用具：1、材料：紫色的洋葱鳞片叶2、用具：刀片，尖头镊子，滴管，载玻片，盖玻片，显微镜，吸水纸。3、试剂：质量浓度为03 g/mL的蔗糖溶液，质量浓度为05 g/mL的蔗糖溶液，清水等。课前准备1、教师
7、配好需要的溶液，准备好显微镜。2、到菜场选择紫色的洋葱（颜色越深的越好），课前将外层老皮剔出，每组分给切开的洋葱若干片。3、将所需药品贴好标签并有规则的放实验桌上，已备学生使用。【教学过程】教师组织和引导学生活动设计意图【设置情境 导入新课】生活中实例（多媒体展示）：我们做糖拌西红柿的时候经常会有很多水的出现；在拌饺子馅时，放上盐也会有水的出现，出现水的原因是什么？【教师提问】对上面的现象我们可能不是很理解，那么你会有什么样的疑惑呢？【板书】探究植物细胞的吸水和失水【教师讲述】大家都知道探究实验是我们科学研究的一种常用方法，那么我们就利用这种方法来解决自己的疑惑。探究实验的基本步骤：【板书】提
8、出问题-作出假设-实验验证-得出结论认真考虑，为什么会出现这些现象。倾听，获取科学研究的方法。提出问题并对所提出的问题进行探讨、思考，学会应用知识解决问题。利用身边熟悉的生物，引发学生思考，创设问题情景激发学习兴趣。引导学生从生活中发现问题、提出问题、思考问题，提高学生观察和分析的能力。【提出问题】针对上面的现象，你有怎样的疑惑呢，结合你的疑惑，你会提出一个怎样的问题。【作出假设】（引导学生）针对这个问题你又会做出一个什么样的假设呢？请大家分组讨论，确定自己的问题，并作出一个合理的假设。【教师讲述】我们需要用实验来验证自己的假设，请同学们思考一下这个实验你准备用怎样一个思路去设计。同学们都想到
9、了用我们上节课学习的渗透系统来作为思路设计，那请大家结合这个思路商量一下具体该如何去完成实验，实验中应该注意哪些方面，并预期一下你的实验结果应该是怎样的。教师利用多媒体再次展示渗透原理实验。【教师提问】渗透系统的组成植物细胞的渗透系统教师分析综合知识，帮助学生完善实验的假设假设成立的实验预期结果：植物细胞的原生质层相当半透膜。外界溶液浓度高于细胞液浓度的环境，则细胞失水（3号出现萝卜条软缩的状态）；外界溶液浓度低于细胞液浓度的环境，则细胞吸水（2号萝卜条比一号更硬挺些）。【实验验证】（实验设计）如何利用实验检测植物细胞吸水和失水认识植物细胞的结构(多媒体展示)植物细胞失水 质壁分离植物细胞吸水
10、 质壁分离复原可以通过显微镜观察到。【教师讲述】我给大家提供了0.3g/ml的蔗糖、质量浓度为05g/mL的蔗糖溶液和蒸馏水以及相应的实验器材，请大家设计好实验，来验证你的假设并认真观察实验现象，绘制好质壁分离及复原的过程图。【教师活动】对于学生的思路，给予评价。引导学生在这个思路的指引下讨论出具体的操作，相互提示实验中应该注意的地方。【得出结论】（实验结果的观察）同学们的实验都已经完成了，请两个小组派代表上来展示下自己绘制的过程图，并简单说明下自己看到的现象。大家都看看自己提出的假设，再结合自己的实验结果，你得出了什么样的结论？【教师提问】（多媒体展示）最后请同学结合自己所做的实验尝试解释下
11、我们刚上课时所提出的问题：我们做糖拌西红柿的时候经常会有很多水的出现；在拌饺子馅时，放上盐也会有水的出现，出现水的原因是什么？【课外拓展】（多媒体展示）1、洋葱为何要选紫色的？无色的洋葱能否完成该实验？2、植物细胞为何会出现质壁分离？ 动物细胞会吗？如果没有细胞壁，实验结果会有什么不同？3、质壁分离时，液泡大小和颜色的变化？复原时呢？ 4、若发生质壁分离后的细胞，不能发生质壁分离复原，其原因是什么？5、你认为本实验中主要的注意事项是哪些？6、对农作物施肥过多，会造成“烧苗”现象，会导致植物死亡，请你解释原因，并提出解决方法。课堂小结：请同学们注意本节课的三个重点，提醒大家课下注意回顾1、理解探
12、究式学习的基本步骤：提出问题作出假设实验验证得出结论2、掌握临时装片的制作、显微镜的使用、实验操作的注意事项。3、理解渗透装置的构成，明确植物细胞的原生质层相当于半透膜，细胞液是具有一定浓度的溶液。学生分组讨论，找出疑惑点并针对疑惑点提出问题。植物细胞具有渗透系统（具有半透膜）吗？学生分组讨论，根据提出的问题作出合理的假设，各小组交流确定合理的假设。思考，回答问题。要能说明渗透系统组成是：半透膜；半透膜两侧溶液具有浓度差。植物细胞的渗透系统：原生质层作为半透膜；液泡内的细胞液是具有一定浓度的小组分析，讨论，派代表阐述本组的意见，学生最终认同：植物细胞的原生质层相当半透膜。阅读课文，结合教师通过
13、多媒体展示质壁分离实验的过程，小组合作制定本组的实验设计。学生们结合自己的讨论结果，认真听老师的讲解，将自己的实验设计和注意事项加以完善。学生独立完成实验：步骤一：制作洋葱表皮的临时装片并观察1、取材：选用紫色特别深的洋葱外表皮，用刀片划“井”字，用镊子轻轻撕取一小块。2、制片：在载玻片上滴一滴清水，将撕取的洋葱鳞片叶外表皮放在水滴中展平，盖上盖玻片（盖盖玻片应让盖玻片的一侧先触及载玻片，然后轻轻放平，防止装片产生气泡）3、观察洋葱细胞（先后顺序）可看到：液泡大，呈紫色，原生质层紧贴着细胞壁。步骤二：观察质壁分离及复原1、观察质壁分离现象从盖玻片的一侧滴入蔗糖溶液，在另一侧用吸水纸吸引，重复几
14、次。2、观察细胞质壁分离的复原现象从盖玻片的一侧滴入清水，在另一侧用吸水纸吸引，重复几次。学生上台展示自己绘制的图像，进行简单的讲解。质壁分离 植物细胞失水。质壁分离复原 植物细胞吸水。学生结合自己的实验现象，分组讨论对应的实验结论完成实验报告。学生小组内讨论，请代表发言：成熟的植物细胞可以组成一个渗透系统，因为细胞膜和液泡膜都是选择透过性膜，加上两层膜之间的物质，构成了原生质层，相当于半透膜，而液泡内部的细胞液是具有一定浓度的，那么处于外界溶液中自然会形成浓度差，此时发生渗透作用的条件就具备了：具有半透膜；半透膜两侧溶液具有浓度差。结果细胞吸水或者失水。学生分组，讨论，回答。结合探究实验的基
15、本四个步骤，引导学生将每一步骤落实到实验中。培养学生发现问题的能力。借助投影仪分享合作。充分调动学生的主观能动性，培养学生小组合作及独立思考、分析、解决问题的能力利用多媒体帮助学生加深对新知识的理解。借助投影仪分享合作。在问题的引导下，开展自主学习，学生就有了目标，能提高学习的效果。特别是问题都是自己提出的，更有了自己找到答案的愿望，会激起学生的学习热情。利用实验来验证假设，让学生对问题有一个理性的思考，提升学生的思维水平，同时培养学生动手能力及团队合作意识。为学生提供展示自己的机会，培养成就感。促进学生之间的互相学习，资源共享。培养学生小组合作意识，提升语言表达能力。检测学生的知识掌握程度并
16、培养利用所学知识解决实际问题的能力。【板书设计】：一、探究实验的基本步骤：提出问题-作出假设-实验验证-得出结论二、实验过程1、制作临时装片并观察2、观察质壁分离及复原3、注意事项【教学反思】一、成功之处1、设置情境，导入新课以有趣的小实验开头，通过对比引发学生的思考。联系生活中学生所熟知的现象，如：做糖拌西红柿的时候经常会有很多水的出现；在拌饺子馅时，放上盐也会有水的出现等，较好的调动了学生的学习兴趣。2、进行比较，加深印象通过上节课对渗透作用的学习积累，结合本节课情境中的各种现象将植物细胞是不是能构成一个“渗透系统”这个重点提出。从宏观的现象出发，揭示微观的奥秘。3、巧设实验，拓展延伸在课
17、本中已经给出的实验的基础上，又给学生设置了质量浓度为05g/mL的蔗糖溶液进行重复实验。学生发现结果与之前的实验不同，表现出了很强烈的好奇心，再通过小组交流探讨获得新知，从而将课本知识进行了很好的拓展和延伸。二、不足之处1、因为是学生学习的第一个生物探究实验，所以学生对探究实验的基本步骤是比较陌生的，所以老师在上课的过程中，要注意及时的进行板书，不能只用口述的形式。2、学生在实验操作方面存在很多问题，例如，显微镜的操作顺序，引流法的实施的掌控，实验现象的观察及绘图等方面，所以老师要给予学生引导和指正，帮助学生走出误区。3、上课时时间的安排欠合理，呈现出前松后紧的状态，并且老师不够大胆，不敢放手让学生自主学习，在学生学习的主动性上没有很好的体现出来。这就要求老师在备课时要合理规划课堂时间，并且要相信学生，敢于放手。12