刊名: 教学与研究
Teaching and Research
主办: 中国人民大学
周期: 月刊
出版地:北京市
语种: 中文;
开本: 大16开
ISSN: 0257-2826
CN: 11-1454/G4
邮发代号: 2-256
历史沿革:
现用刊名:教学与研究
创刊时间:1953
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基于提高效率突破难点的创新实验教学
【作者】 陈 坚
【机构】 (浙江省诸暨滨江初级中学)
——《植物的叶与蒸腾作用》教学设计和反思
摘 要:实验是科学课堂区别与其他学科的一个重要环节,实验能够激发学生的学习兴趣,增强学生学习的内驱力。而好的创新实验不但使实验现象更明显化、更直观化从而有利于教学重难点的突破,提高学生科学素养,揭示科学本质。而这与“精准教学”实现预期教学目标和完美教学结果的活动过程,最大限度地促使学生在学习上有真正意义上的收获、进步的要求相符合。
关键词:精准教学;教学设计;创新实验
实验是科学课堂特有的教学活动,好的创新实验使实验现象更加明显、实验结果更加直观化在提高学生学习兴趣的同时更好的让学生理解知识的本质。教师以创新实验为基础通过精准预设、精准指导、精准教学,直击教学重难点,提高课堂教学质量,促进课堂教学目标的有效达成。本文通过《植物的叶与蒸腾作用》的创新实验教学设计如何渗透精准教学进行再认识。
一、明确教学目标
《植物的叶与蒸腾作用》是浙教版八下第四章第五节内容,教材要求通过本课时的教学让学生达成以下目标:1、了解叶的形态与生长环境相适应的特点。
2、了解蒸腾作用的基本含义、生理意义及影响蒸腾快慢的因素。3、知道气孔的分布状况、结构及其作用。5、描述植物体内水分和无机盐的运输路径。
二、教学设计思路
本节课通过一个现实场景一株萎蔫的植物通过浇水让其变得挺拔引入课堂,让学生明白水对植物的重要的同时思考植物吸收的水分去了哪里进行思考。教师引导学生设计验证植物存在蒸腾作用并且知道了叶是蒸腾作用的主要器官,通过创新实验明白蒸腾作用的意义?通过思考水分是如何从根到达叶的问题的思考,让学生猜测植物体内可能存在的结构并通过创新实验加以验证。让学生明白植物的结构与其功能是相适应。通过对叶要把水分散失出去让学生猜测叶中可能存在的结构,并通过两个创新实验分别用转化法和放大法让学生知道气孔的存在,再通过创新实验模拟气孔的开闭让学生明白气孔对蒸腾作用的调节,最后让学生归纳水分和无机盐在植物体的运输路径。整堂课通过水分在植物体内的运输途径为知识主线,让学生明白植物进行蒸腾作用的器官、蒸腾作用的意义、气孔的分布、结构和作用等知识点;通过学生对植物体内结构的猜测让学生明白了植物的结构和功能是相适应;通过创新实验让学生明白了知识的本质。
本设计突出的重点:根据“提出问题(感性认识)→建立猜想(演绎与推理)→实验验证(理性认识)”的思维顺序组织教学。教学中充分利用创新实验和生活场景,创设宽松的教学环境,启发学生发现问题、分析问题,让学生自己进行实验设计、通过实验验证,通过“转换”、“放大”、“类比”等科学方法,认识知识本质提高科学素养。
三、教学过程
1、创设情境、引入新课
情境:展示一株萎蔫的植物
同学们这株植物怎么了?你觉得是什么原应导致植物出现这个问题的?我们可以怎么做让它恢复健康?老师也通过浇水让植株重新变得挺拔了,看来水分对植物来说非常重要?那么植物吸收来的水分都用来干什么了呢?
(设计意图:通过现实场景解决植物萎蔫的问题后激起学生想知道植物吸收的水分用来干什么的求知欲)
2、自主探究,构建概念知识
(1)认识蒸腾作用
通过刚才的猜想同学们有的认为水分用来维持植物的生命活动,有的同学认为植物用来进行光合作用,有的同学认为植物通过蒸腾作用散失到空气中了。蒸腾作用这个概念有些同学可能通过课外阅读有了一定的了解,但是说水分从叶子散失出来了,同学们看看窗外的树你们看到了有水分散失出来吗?你们能设计一个实验来证明确实有水分散失出来,提示在一个密闭容器里如果水汽足够多,水蒸气就会凝结出来变成液态的水
学生设计实验:用透明塑料袋包住植物的叶,观察现象。
创新实验1:用透明塑料袋包住植物的一个树枝,下端密封,一段时间后观察
通过现象同学们能够概括一下蒸腾作用是一个怎样的过程吗?
(设计意图:通过学生自主设计实验培养了学生解决问题的能力,同时通过实验现象学生自己概括蒸腾作用的概念更有助于学生对知识的理解和掌握)
(2)理解蒸腾作用的意义
通过科学家的研究发现植物根吸收的水分有99%用于蒸腾作用,植物好不容易从根吸收来的水分为什么有99%用于蒸腾作用呢?这样对植物有什么意义呢?
创新实验2:用一个电子温度计测出常温下的空气温度,用消毒酒精棉擦拭温度计的探头,观察温度计示数的变化。
(设计意图:通过温度计探头上酒精蒸发使温度降低进行类比让学生明白蒸腾作用的意义,同时让学生明白蒸腾作用是植物对环境的一种适应)
据有关科学报道,一棵成年大树在高温天气一天要散失 100-150千克水,我们知道要把水从一楼抽到高楼需要水泵提供动力,那么植物向上运输水分的动力来自哪里呢?
创新实验3:用一个两端破损的酒精温度上端用乳胶管与树枝相连,下端放入清水中,一段时间后拿出放在红墨水中,观察温度计玻璃管中红墨水的情况。
仪器图 装置图 现象图
(设计意图:通过实验让学生明白更加透彻的明白蒸腾作用是植物吸收水分和无机盐的动力来源。)
(3)知道植物蒸腾作用快慢的影响因素
PPT展示植物一天中各时段通过蒸腾作用失水量曲线图,从图中同学们发现植物一天中什么时间段蒸腾作用最强?你觉得是什么因素导致植物蒸腾作用变强的?
(设计意图:培养学生分析表格,得出结论的能力)
(4)知道气孔的分布、结构及其作用
植物要把水分从根部运输到叶片,你觉得其内部应该又怎样的结构?学生能够联系家里的自来水管猜测植物体内应该有管子一样的结构?
创新实验4:利用手机和显微摄像头观察植物的茎的剖面和叶的叶脉部分,通过同屏技术投影出实验现象。
仪器图 茎现象图1 茎现象图2 叶现象图
(设计意图:通过学生猜测,实验真实观察,让学生明白植物的形态与结构是相适应的,并通过实验验证了学生猜想的正确性更能激发学生学习的兴趣)
那么水运输到叶片后为了能够把水分散失出去你觉得在叶子中应该存在怎样的结构?学生联系自来水管也能够猜测出叶子中应该有一个开口的小孔。
创新实验5:往注射器内放入一片小树叶,并吸取40ml左右的凉开水,针头朝上排出注射器内的空气,在针头处套上橡胶帽,用力往后拉,观察叶子上下表面出现的现象。
仪器图 现象图
(设计意图:通过实验使学生知道叶子并不是密闭的,上面是有小孔的,而且小孔在叶的上下表皮分布是不均匀的,同时也让学生体会把不易观察的东西转化成以容易观察的现象来认识事物科学思维方法转换法)
那么这个小孔我们肉眼看不见,它到底是怎么样的呢?同学们想观察吗?
创新实验6:利用手机和显微摄像头观察植物叶的上下表面。
仪器图 芭蕉叶下表面效果图 芭蕉叶上表面效果图
其它叶效果图 其它叶效果图
(设计意图:通过直观的观察气孔,更能验证学生猜测的正确性,也体现了植物的结构与其功能是相适应的,同样可以通过实验更加直观的观察到气孔本质是由两个保卫细胞构成的,植物叶上表皮气孔数少于下表皮)
一天当中植物蒸腾作用的快慢是不同的那么,蒸腾作用的强弱受谁的调控呢?保卫细胞是如何来控制气孔的开闭的呢?
创新实验7:用两个气球模拟植物的保卫细胞,分别向气球中充气和放气模拟水分充足和缺乏时的情景,观察气球的变化情况。
仪器图 装置图 现象图
(设计意图:通过气孔开闭的模拟实验让学生更形象的知道保卫细胞是如何对气孔开闭进行调节的)
展示一开始萎蔫的植株和浇水和变挺拔的植株,请同学们说说看在这两种情形下保卫细胞是如何调节蒸腾作用的叶内水分缺少时→保卫细胞失水收缩→气孔关闭→蒸腾作用减弱叶内水分充足时→保卫细胞吸水膨胀→气孔张开→蒸腾作用减弱
3、知识整合与迁移应用
(1)自我归纳与总结整合知识
通过刚才的学习同学们能够说出水从植物吸收到蒸腾散失的途径?
(设计意图:通过上述内容的学习学生可以比较轻松的说出水分从吸收到蒸腾散失的途径,但是讲述时其实也是对蒸腾作用的意义、气孔的结构作用的一次整合)
(2)知识迁移,解决实际问题
教师展示桂花的叶、芭蕉的叶、松树的叶,为什么这些叶会有不同的形态特征吗?你能说出他们大概生活在怎样的环境中?
(设计意图:通过对实际问题的分析,再次让学生明白植物的形态、结构功能都是与其生活环境相一致的)
4、课后反思
整堂课以生活场景一颗萎蔫的植株引入课堂,以水分在植物体内经过的途径为主线展开课堂教学。通过实际教学情境层层递进提出问题、通过水管类比学生自主建立猜想、通过创新实验解决问题揭示科学本质知识。
(1)在内容上,目标引导精准明确
整堂课始终围绕教材要求的教学目标开展教学,在教学过程问题指向目标明确,“植物根吸收的水分用来干什么?”、“根吸收来的水有99%用于蒸腾作用,对植物有什么意义?”、“为了让水从叶片中散失出去,叶片中会有怎样的结构”等问题为学生的探究学习指明了方向。
(2)知识点落实到位
在课堂中,学生不是一味的接受教师所讲的内容,不是灌输式的让学生知道蒸腾作用的概念、意义,气孔的结构、分布作用。苏霍姆林斯基在《给教师的建议》中讲到“依靠自身的努力和顽强的意志而获取的知识越多,逻辑的认识对学生的情绪领域触动的越深,那么记忆就越牢固,新的知识再意识中的安置就越有秩序和严整”课堂中学生通过对问题的探究、对创新实验的直观化现象的观察归纳总结知识概念,这样的知识学生能够理解其本质,真正做到知识点落实到位
(3)探究实验提升学生科学素养
整堂课根据“提出问题(感性认识)→建立猜想(演绎与推理)→实验验证
(理性认识)→总结概念(获取知识)”的思维顺序组织教学。通过一次次的探究活动的展开培养了学生的探究精神,在实验过程中采用了转换法、放大法、类比法、模型法等多种科学方法使学生的学科素养得到提升。
(4)体现科学本质
在教学过程中,通过蒸腾作用的意义、通过对植物体内有怎样的结构的猜想与验证、通过展示不同形态的叶子让学生猜想植物生活的环境等活动的设置都使学生明白了植物的结构与其功能是相适应的,而其结构与功能又与其生活环境相一致的基本规则。
实验教学作为初中科学教学的重要组成部分,能够激发学生的学习兴趣,增强学生学习的内驱力,当然,对于课堂而言,创新实验现象明显、直观易于操作等优点有助于学生理解科学知识本质,提高教学效率,同样通过实验培养了学生良好的逻辑思维能力有助于学生科学素养的提高。
参考文献:
[1]谢柱华.初中化学课堂中创新实验教学模式探究[J].名师在线,2020(12):76-77.
[2]刘京华,李正鹏.微生物学创新实验教学的探索与实践[J].教育教学论坛,2020(12):226-227.
[3]郑荷.“观察植物叶片的气孔”实验的改进[J].实验教学与仪器,2017(S2):59-61.