“观察植物细胞” 实验的优化与拓展

“观察植物细胞” 实验的优化与拓展

侯姗姗 王玉梅  

山东省东营市实验中学 257091

摘要 本节课“观察植物细胞”这一探究实验从实验方法、实验材料、实验内容、实验器材进行创新和拓展，有效地提高了同学们的动手能力和分析解决问题的能力，有利于学生在“做中学”，从而实现学习方式的转变，知识得到了实践的验证，达到了预期的效果。

关键词 植物细胞 细胞核 染色体 DNA 基因

1 课例背景

侯姗姗老师设计的课例《观察植物细胞》在2017年山东省中小学实验教学说课活动中获得市一等奖、省二等奖。这节实验课的设计充分体现了科学的基本精神是不断变化的实验研究，理论推导并提出新实验的探讨。该实验以怀疑作审视的出发点对传统的实验进行了改进和创新，使实验更具科学性、探究性、新颖性和启迪性。

2 说课实录

大家好，今天我说课的内容是“观察植物细胞”。我将从以下六个方面说一下我对本节课的设计：选题背景、内容设计、教法学法、内容设计、教学过程、教学反思。

2.1 实验选题背景

《观察植物细胞》是山科版六年级上册第二单元第一章第二节中的内容。这节课是在学生学习了“显微镜的使用”的基础上，利用显微镜观察植物细胞，本节课为学生打开了探索生命世界的大门，起着为后续的学习奠基的作用。

2.2 实验教学目标

1.学会制作临时装片。

2.描述植物细胞结构。

3.阐明细胞是结构的基本单位。

2.3 实验教学方法

探究：问题导学——兴趣驱动

合作：小组学习——任务驱动

2.4 实验内容设计

结合本实验存在的问题和教学现状，我们师生尝试在以下五个方面进行改进：

1.改进方法——体验细胞膜的存在

2.增加材料——体验细胞膜的存在

3.改变材料——观察叶绿体的存在

4.拓展实验——感知生命活动

5.改进器材——记录实验足迹

2.5 实验具体改进和拓展：

2.5.1 学生探究，明确原理

首先，生物兴趣小组自主探究，制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片并用显微镜观察 。

【不足1 】看不清楚细胞膜

【不足2 】无法观察到叶绿体和细胞质

2.5.2 改进方法，体验细胞膜的存在

针对第一个不足，我们改进了实验方法。该实验选择的材料是：洋葱鳞片叶外表皮。

制作临时装片并滴加30%的蔗糖溶液。当细胞液的浓度小于外界溶液的浓度时，细胞会向外界环境失水。由于细胞壁的伸缩性小而膜结构的伸缩性较大。显微镜下可观察到：细胞壁和膜结构的分离。从而使学生体验到细胞膜的存在。并能观察到紫色的液泡。

2.5.3 增加材料，体验细胞膜

由于洋葱比较辛辣，刺激性强。针对第一个不足，我们又尝试在取材步骤做了改进。

选择马齿苋、苋菜紫色的茎和康乃馨花瓣。学生用这些材料制作临时装片，并滴加30%的蔗糖溶液，显微镜下可清晰地观察到细胞壁和膜结构分离。从而使学生体验到细胞膜的存在。

优点是：马齿苋和苋菜材料易得，紫色的茎表皮容易撕取，实验现象明显，尤其马齿苋紫色的茎表皮现象最明显。

2.5.4 改变材料，观察叶绿体

针对不足：无法观察到叶绿体和细胞质。

我和兴趣小组尝试对实验步骤中的取材做了改进。

选用黑藻和伊乐藻叶片、苦菜、大花马齿苋绿色茎制作临时装片，在显微镜下均可清晰地观察到叶绿体。

2.5.5 拓展实验，感知生命活动

2.5.5.1 细胞质的生命活动

我们在观察黑藻和伊乐藻叶片的临时装片时，还获得了意外收获：在临时装片中可观察到叶绿体按一定方向不停地流动。我适时的提出载着叶绿体流动的液体就是细胞质。使学生认识到细胞质的存在，并体验到细胞质的生命活动：细胞质的流动加快了细胞与外界的物质交换。

2.5.5.2 叶绿体的生命活动

细胞质中的叶绿体是否也在进行着生命活动呢？

我引导学生查阅资料，经讨论、交流，最后我们尝试：将伊乐藻放在光下照射，观察叶绿体冒出气泡的情况。

实验现象：在自然光下，叶绿体不断的从茎断面冒出气泡。我们继续在自然光下加了LED灯，发现光照越强，叶绿体冒出气泡的速率越快。

为使实验现象更加直观，我们采用了定量研究，分别记录A组、B组一分钟冒出气泡的数目。针对B组气泡冒出太快无法计数的问题，我们可以拍摄一分钟的视频，然后慢速播放进行计数。

2.5.5.3 细胞膜的生命活动

细胞膜是否也在进行着生命活动呢？

我们做了如下改进：制作洋葱鳞片叶内表皮细胞临时装片。向30%蔗糖溶液滴加适量红墨水，向临时装片滴加含红墨水的蔗糖溶液，染色后进行观察。

实验现象：当细胞壁和膜结构分离时，细胞壁和细胞膜之间为红色，液泡为无色。

提出疑问：向临时装片滴加碘液时，碘液能进入细胞将细胞核染色，滴加含红墨水的蔗糖溶液时，红墨水却不能穿过细胞膜进入细胞，这是什么原因呢？

原来细胞膜可以控制物质的进出，一些有用的物质透过细胞膜进入细胞，一些物质则被阻挡在外，体现了细胞膜的生命活动。

经过改进，我们在认识了植物细胞的各部分结构的基础上，又体验了植物细胞的部分生命活动。

【情感教育】细胞的生命活动让我们感受到了生命的动态美，人的本领和才能也是在动态中获得的，同学们在学习中要多思、多问，学有所得。

2.5.6 改进器材，记录实验足迹

学生使用显微镜时，为方便指导学生，添置了手机夹固定手机。将手机固定在目镜上后，打开手机摄像头即可在手机屏幕上看到显微镜下的视野。我们可以将手机记录下来的图片和视频保存、编辑和上传。操作简单、资源共享。

通过以上的改进，学生逐步打开了探究的新思路，达到了一下教学效果：直观感受、取材方便、现象明显、认同功能、加深理解、资源共享。

2.6实验教学过程

2.6.1 课前，翻转课堂，自主学习

本节实验课是学生第一次尝试制作植物细胞临时装片，因此我制作了该实验的微课，上传学校网络平台，供学生预习使用。

在翻转课堂中学生可以自己掌握节奏，提高效率。

2.6.2 课上分组实验

环节一：（创设情境 导入新课）以当地的特色植物：碱蓬、野大豆、柽柳、雪松和学生自带的植物材料导入。

环节二：（自主探究 聚焦问题）学生通过课前翻转课堂的学习，已经掌握了实验的方法和步骤，所以这一环节学生进入自主探究阶段，并发现不足。

环节三：（改进方案 再次探究）兴趣小组的同学介绍他们针对不足所做的改进，其他同学也可以提出他们的建议和意见，推出改进方案后，学生再次探究。

环节四：最后是汇总各组实验现象和结果并进行分析、交流。

2.6.3 课下：自制植物细胞立体结构模型，实现宏观建构

3 课例总评

初中生物实验观察植物细胞的结构这节课，用洋葱鳞片叶表皮细胞做实验材料，学生看到的细胞结构，只是细胞壁、细胞核、液泡，看不到细胞膜和叶绿体等结构，且对细胞是生命活动的基本单位缺乏感性认识。侯姗姗老师将这个实验进行了改进和拓展，在实验过程中引导学生发现问题—分析原因—提出方案—验证方案，采用新方法：向观察到的植物细胞滴加0.3g/ml的蔗糖溶液，新材料：马齿苋，伊乐藻等，新内容：感知细胞膜、叶绿体和细胞质的生命活动并自制了简易显微镜。该创新实验拓展了学生的思维方式，有效地提高了同学们的动手能力和分析解决问题的能力，课堂上同学们非常兴奋，兴趣浓厚，参与热情高涨，知识得到了实践的验证，达到了预期的效果。

1.高度重视实验建设，积极营造良好的实验环境，因地、因时制宜，制定切实可行的实验设计，设计富有创造性的实验和实践活动，在教学中为学生创设丰富的实验情境，呈现直观清晰的实验现象，增强学生的感性认识和探究性体验。

2.通过对实验的改进与创新的梳理，就地取材，充分利用身边费用低廉的器具和材料，让实验活动更易操作、更低成本。有利于有效正常开展初中生物实验教学。

3.有利于激发师生的创新意识，提升研究能力，激发潜能，培养创新能力、创新思维和创新精神。

4.有利于学生在“做中学”，从而实现学习方式的转变。

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