《探究植物气孔的数量与分布》说课稿(全国实验说课大赛获奖案例)

《探究植物气孔的数量与分布》说课稿

一、使用教材

上海教育出版社初中《生命科学》，第四章“生物的类群”第一节“植物”实验与实践“制作并观察叶片的装片”中“观察植物表皮”的拓展内容。

二、实验器材

液晶数码显微镜、弹性火棉胶、小软毛刷、镊子、载玻片、盖玻片、不同生长环境下的九种植物（金边黄杨、香樟、爬山虎、万年红、水稻、狗尾草、睡莲、荷花、苦草）的叶片。

三、实验创新点

学生通过探究不同植物和同一植物上下表皮气孔的数量与分布，经历科学探究的一般过程，加深对气孔的认知，意识到气孔的数量与分布是植物长期适应自然环境的结果，形成“生物的形态结构与环境相统一”的生命观念。

为提高教学效率，保证实验数据的真实性，从以下四个方面改进实验。

1.创新实验方法

制作气孔临时装片，普遍采用直接撕取法，但有些植物叶片表皮很难撕取，易撕取的也往往夹带叶肉细胞，影响气孔观察。有老师曾用指甲油制取胶膜，但指甲油易污染环境，不宜使用。我采用弹性火棉胶制取胶膜，它是用于小伤口保护的外用药，不仅安全无害，且成膜速度快，易撕取。将弹性火棉胶均匀地涂抹在叶片上，晾干后，用镊子撕取胶膜，制成临时装片，观察效果良好。

图1：弹性火棉胶图2：制取胶膜

2.拓展实验材料

学生通过开展预实验，观察到多种植物气孔，最后挑选出气孔观察清晰，气孔数量易统计的上海常见植物。将实验材料从蚕豆叶拓展到不同生长环境下的九种植物。

图3：金边黄杨叶表皮（400倍镜）图4：万年红叶表皮（400倍镜）

3.升级实验设备

为帮助学生清晰观察到显微镜下的物象，有老师通过自制目镜，或用手机拍照视频等方式，将物象转移到手机或平板上，操作比较麻烦。我利用学校的液晶数码显微镜有效地解决了这个问题。它是一款能同步将物象直接呈现在平板上的高科技显微镜，学生可在平板上清晰地观察气孔的形态和数量。

图5：观察气孔图6：统计气孔

4.改进实验手段

本实验需要对九种植物叶的上、下表皮进行三次观察，数据庞大。如果让学生分组在表格中输入数据，将会耗费很多时间。我借助金山文档，快速地汇总实验数据。学生只需在平板中打开金山文档，输入本组实验数据即可。金山文档可以同步编辑，多组进行，教师可将实验数据复制粘贴到提前编辑好的EXCEL表格中，求出平均值，当场生成柱状图，既高效又直观。

图7：金山文档输入数据图8：金山文档同步编辑综上所述，教学中创新运用弹性火棉胶制取植物气孔胶膜、学生自主选择植物材料、充分利用学校液晶数码显微镜服务于课堂教学、运用金山文档快速汇总实验数据、柱状图的自动生成等环节，对学生信息素养的提升和创新能力的培养起到了积极地推动作用。

四、实验原理

1.弹性火棉胶能在叶片表面形成透明胶膜，将其均匀涂抹在植物叶片上，植物叶片表面的信息全部拓印到胶膜上，用显微镜观察透明胶膜，便可清晰地观察到植物叶片气孔的形态与数量。

2.气孔是植物与外界进行气体交换的通道，是植物蒸腾作用的门户。陆生植物上表皮气孔数目一般少于下表皮，甚至无气孔，有助于减少水分过度散失。等面叶植物是一类特殊的陆生植物，叶片受光均匀，上下表皮气孔分布几乎相同。水生植物叶片下表皮与水面接触，无法与外界进行气体交换，气孔大多数分布在上表皮；沉水植物无气孔。

五、实验教学目标

1.通过实验观察，了解不同植物气孔的数量与分布。

2.通过完整经历植物气孔数量与分布的探究活动，提升科学探究能力和实验操作技能。

3.通过分析实验结论，感受植物气孔的数量和分布与环境相适应，加深对“生物形态结构与环境相统一”的认识。

六、实验教学内容

该内容是“观察植物表皮”拓展内容，从学生问题入手，采用探究性学习方式，组织学生选择实验方法和实验材料，探究不同植物、同一植物上下表皮气孔的数量与分布，帮助学生更深层次地认识生物形态结构与环境的统一性，提升生命科学学科素养。

七、实验教学过程

1.学生发现引入探究

从“观察植物的表皮”实验中学生问题“同是吊竹梅叶片制作的气孔临时装片，为什么一个没有气孔，一个有气孔？”出发，引发学生对“植物气孔数量与分布”的讨论，引入探究。

图9：吊竹梅上表皮图10：吊竹梅下表皮

2.分组合作确定方案

组织学生课前查阅文献资料，开展预实验，通过对比观察到的植物气孔效果，确定制作气孔临时装片的“弹性火棉胶胶膜制取法”，选定不同生长环境下的九种植物。课堂上组织学生分组讨论，确定实验步骤，设计实验任务单。强调选材统一靠近叶脉处，在10倍目镜、40倍物镜下观察气孔，记录实验数据。

图11：讨论实验方案

3.开展实验收集数据

学生分组采用弹性火棉胶制取胶膜，制作气孔临时装片，利用液晶数码显微镜，观察、统计不同植物叶的上、下表皮气孔数量，把实验数据输入金山文档。教师将实验数据复制粘贴到提前编辑好的EXCEL表格中，求出平均值，当场生成柱状图。

图12：制作气孔临时装片

4.分析数据得出结论

针对生成的柱状图，教师引导学生读图，分析实验数据，发现并总结植物气孔分布规律，得出实验结论。

图13：分析实验数据

5.表达交流升华认知

结合实验单，对“总结出的气孔分布规律”进行表达交流，认识到植物气孔的数量与分布是长期适应自然环境的结果，进而更好地形成“生物的形态结构与环境相统一”的生命观念。

图14：对实验结论进行表达交流

6.课外拓展深层探究

教师引导学生深层思考，拓展实验内容。提问：本次实验选取的是靠近叶脉处的表皮，靠近叶尖和叶缘部位的表皮气孔分布如何？植物的气孔除了分布在叶片上，其他部位（茎、花）有没有气孔分布？实验中发现不同植物的气孔形态和大小都有差异，这个和生存环境有什么关系？等等。鼓励感兴趣的同学，在课外的时间继续探究。

八、实验效果评价

1.拓展实验内容形成生命观念

实验材料从教材中的蚕豆叶拓展到不同生长环境下的九种植物，实验内容从观察气孔形态拓展到探究植物气孔的数量与分布。通过实验，学生发现，原来不同植物、同一植物的上下表皮气孔的数量与分布均有差异。通过实证帮助学生认识生物的形态结构与环境相统一，形成“进化与适应”的生命观念。

2.创新实验方法培育科学思维

教师引导学生查阅资料，开展预实验，对比各种实验方法下观察到的植物气孔效果，选择最有效的胶膜制取法。出于安全环保考虑，对方法进行创新改进，从补鞋胶到指甲油，再到弹性火棉胶的选择，整个过程中，学生分组合作、自主思考、自主比较，在提升实验效率的同时，也有效促进了学生的创新思维能力的培养。

3.丰富学习经历提升科学探究

课前自主活动、课中自主探究、课后自主拓展，都是从问题出发，在解决问题的过程中，又发现新的问题，再解决问题。比如在课后拓展中，发现绿玉树的茎上分布有很多气孔，查阅资料，可能与其炎热干旱的生长环境有关。在观察荷叶的表皮气孔时，发现了滚珠似的结构，学生怀疑是否与荷叶的自洁效应有关系。学生认为老师选择的水生植物种类太少，对实验数据有疑惑，课后继续探究。探究到水葫芦的时候发现，作为水生植物，水葫芦的上、下表皮竟然都分布有很多气孔，与课堂上得出的水生植物气孔一般都分布在上表皮违背。学生怀疑这样的气孔分布和水葫芦繁殖速度快有没有关系，有学生已经针对这个问题和中科院植物研究所的专家进行对话。

总结：拓展教学内容形成生命观念，创新实验方法培养科学思维，丰富学习经历提升科学探究，都指向学生生命科学核心素养的培育。当学生把“进化与适应”这一生命观念深深地印在脑海中时，必能在无形中向他人传递这一观念，承担一定的社会责任。