科学4.观察洋葱表皮细胞教学设计及反思

4.《观察洋葱表皮细胞》教学设计

【教材分析】

本课是《微小世界》第4课的内容。我们的周围是一个丰富多彩的生命世界，各种各样的生物都有着自己的形态结构和生活习性，同时它们（也）存在着一些共同特征。其中最主要的特征之一就是除病毒等少数种类以外，细胞是生物体基本的结构和功能单位。自从英国物理学家罗伯特·胡克用自制的显微镜发现软木是由细胞构成的以后，许多学者在显微镜下研究了植物的茎、芽和果实，以及血液和低等动物等，发现它们含有胡克所描述的细胞结构。随着显微镜制造技术的提高，德国学者施莱登对植物细胞进行了大量的研究工作，证明细胞是构成植物体的基本单位。另一位德国学者施旺对动物细胞进行了大量的研究之后指出，细胞是一切动物共有的结构特征。他还指出了动物和植物在结构上的统一性，即不论动物还是植物，其组织都是由细胞构成的。1958年，德国病理学家魏尔肖提出“一切细胞来自细胞”的著名论断，认为个体的所有细胞都是由原来细胞分裂产生的，从而彻底否定了传统的生命自然发生说的观点。至此，细胞学说真正建立起来。细胞学说将植物学和动物学联系在一起，论证了整个生物界在结构上的统一性，以及在进化上有共同的起源，有力地推动了生物学向微观领域的发展。从以上研究过程可以看出，细胞学说是建立在大量研究事实的基础上的，细胞学说的建立被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现之一。本课主要由“制作洋葱表皮玻片标本”和“观察洋葱表皮细胞”两个活动组成，重点观察洋葱表皮细胞。

教材共分4个部分。聚焦：“显微镜的发明使人们能观察到更微小的物体。听说过细胞吗？关于细胞我们知道些什么？细胞是什么样子的呢？”对于本课的科学词汇“细胞”学生或许有所耳闻，但没有深入的了解，后两个问题旨在了解学生对细胞的前概念，激发学生观察的兴趣。教材中呈现了洋葱表皮细胞特写，既是对本课观察对象的图片展示，也是后续学生在显微镜下寻找洋葱表皮细胞时的一个参照标准。探索：这部分有两个活动。一是制作洋葱表皮玻片标本，这部分是让学生了解洋葱表皮玻片标本的制作方法，体验制作过程，为后续用显微镜观察洋葱表皮细胞做铺垫。二是观察、记录洋葱表皮细胞，这个活动需要学生独立进行观察，要求学生用显微镜仔细观察洋葱表皮细胞，并把观察到的内容用图片和文字记录下来。研讨：有3个问题。第1个问题“展示我们的记录，描述我们看到的洋葱表皮结构是怎样的”是基于学生个体观察的展示和描述，为了培养学生勇于表达、乐于分享的科学品质。在观察记录中，有的学生会关注洋葱表皮细胞的形状，像一个个小房子；有的学生会关注洋葱表皮细胞内有小黑点——细胞核；有的学生会关注洋葱表皮细胞的数量很多。通过这样的展示交流，学生的观察是否仔细、记录是否合理都能得到有效反馈，教师可以进行有效点评、指导。第2个问题“我们观察到的洋葱表皮结构有什么共同的特点？”是基于同伴交流后对洋葱表皮细胞结构共同点的提炼，是为了培养学生观察比较、推导共性的科学技能。限于学生是第一次制作洋葱表皮临时装片，在实际教学中可能会出现部分学生未能观察到洋葱表皮细胞，或观察到的洋葱表皮细胞不完整等情况，因此教科书呈现了部分学生观察洋葱表皮细胞的记录样例，帮助学生概括洋葱表皮细胞的结构特点（都有细胞壁，都有细胞核，都有细胞质……），这样既让学生建立了洋葱表皮结构概念，又为下一环节与死亡的软木细胞比较做好铺垫。第3个问题“我们看到的洋葱表皮细胞跟罗伯特·胡克观察到的细胞有什么相同与不同？”是学生与科学家的一次关于细胞问题的“对话”，目的是在亲历观察活动中，使学生体悟科学家在探索微小世界中走过的路、想过的事。教科书呈现了英国科学家罗伯特·胡克用自制的复合显微镜观察发现软木细胞的资料，这些图文资料不仅为学生做细胞比较提供了“脚手架”，同时也是科学史的渗透。

【学情分析】

学生在五年多的科学课学习中，已经通过大量的观察活动认识了许多生物的特征。本课和下面两课的教学活动将再次扩大学生的视野，指导学生用显微镜观察细胞，继续认识生物的共同特征。本课主要由“制作洋葱表皮玻片标本”和“观察洋葱表皮细胞”两个互动组成，重点是观察洋葱表皮细胞。绝大多数学生从未见过真正的洋葱表皮细胞，第一次找细胞不是一件容易的事情，对学生来说充满着挑战。当他们用显微镜看到洋葱表皮细胞时，会有极大的成就感，好奇心得到充分满足，喜悦之情溢于言表。

【教学目标】

科学概念目标：

           洋葱表皮是由细胞构成的。

科学探究目标：

           学习制作洋葱表皮玻片标本。

           会使用显微镜观察洋葱表皮细胞，用图画和文字记录观察到的洋葱表皮细胞。

           能够对比洋葱表皮细胞与死亡的软木细胞，认识植物细胞的特点。

科学态度目标：

           认识到细致观察、详尽记录是科学研究的重要过程。

           发展观察生物细胞、研究生物标本的兴趣。

科学、技术、社会与环境（STSE）目标：

           懂得工具的发明和进步，使人类的视野不断扩大和深入，发现了更多的自然奥秘。

【教学重难点】

重点：学习制作洋葱表皮玻片标本，会使用显微镜观察洋葱表皮细胞，用图画和文字记录观察到的洋葱表皮细胞。

难点：使用显微镜观察洋葱表皮细胞，用图画和文字记录观察到的洋葱表皮细胞。

【材料准备】

学生：洋葱、小刀、清水、滴管、镊子、碘酒、吸水纸、载玻片、盖玻片、培养皿、显微镜、实验记录单

教师：学生实验材料一套、课件

【教学流程图】

【教学过程】

一、聚焦

师：上节课我们利用显微镜观察了昆虫的身体器官，发现了昆虫身体更多的秘密。显微镜的发明确实能使人们观察到更多微小的物体，比如细胞。在此之前，大家听说过细胞吗？关于细胞，都有哪些了解？

学生活动：思考交流

小组分享（预设）：细胞很小，肉眼看不到；人体内有细胞；克隆羊是羊身上的细胞培育的……

师：今天我们就一起去亲眼看看洋葱表皮细胞！

（设计意图：揭示本课任务为用光学显微镜观察洋葱表皮细胞。）

二、探索

环节一：制作洋葱表皮玻片标本

师：为了便于在显微镜下观察，首先我们需要经历第一个环节——制作一个玻片标本。具体需要用到哪些工具，如何操作呢？一起学习一下（视频学习）。

步骤如下：

用刀片在洋葱内表面轻轻划一个“#”字，用镊子取下洋葱内表皮；（划“#”字、取表皮）

在一块干净的载玻片中央滴一滴清水；（滴清水）

用镊子把取下的洋葱表皮放到载玻片的水滴中央，注意标本要平展开，不能折叠；（放表皮）

用盖玻片倾斜着盖到标本上面，即放盖玻片时先放一端再慢慢放下另一端，注意不要有气泡；（盖上盖玻片）

用滴管从标本的边缘滴一滴稀释的碘酒，并把玻片微微倾斜，再用吸水纸从另一端吸掉多余的水（染色、吸多余的水）

注意事项：划的“#”不需要太大；斯洋葱表皮时不要把肉也带下来；在展开时，水滴不能太少，否则洋葱表皮没有展平，会粘在一起；碘酒染色要到位；不用摸过洋葱的手揉眼睛等等。

学生活动：观看视频，分组进行标本制作

（教师巡视指导，课件呈现步骤及配图、可反复观看学习）

环节二：观察洋葱表皮细胞

师：每个小组都已经完成洋葱表皮玻片标本的制作，接下来，就是第二个环节——使用显微镜观察洋葱表皮细胞了。观察前，我们再来快速回顾一下显微镜使用方法。

学生活动：几个学生分步骤回答

（教师利用课件根据学生回答出示每一步图片）

安放：右手握住显微镜的镜臂，左手托住镜座，将显微镜向着光摆放在平坦的桌面上，略偏左，离桌子边缘大约7厘米；

对光：转动转换器，使低倍物镜对准通光孔。调节载物台下的反光镜，从目镜往下看，能看见一个亮的光圈；

上片：将要观察的玻片标本放在载物台上，用压片夹夹住，使标本恰好在载物台通光孔的中央；

调焦：眼睛看着物镜，转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止。用左眼从目镜往下看，同时反方向转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓上升，升到标本出现在视野里为止，再略微转动细准焦螺旋，直到看到清晰的图像；

观察：慢慢移动玻片标本，用左眼观察标本的各个部分，注意移动的方向和从目镜里看到的方向正好相反。

师：现在就可以正式使用显微镜观察洋葱表皮了。请同学们按照操作的步骤边操作边观察，并把观察到的洋葱表皮结构画下来，同时，需要用文字记录在显微镜下的发现。

（设计意图：绝大多数学生从未见过真正的洋葱表皮细胞，第一次找细胞不是一件容易的事情，对学生充满挑战的同时也能极大地提高学生探索微小世界的兴趣。）

三、研讨

问题1：展示我们的记录，描述我们看到的洋葱表皮结构是怎样的。

学生回答（预设）：洋葱表皮由一个个比较规则的多边形组成；洋葱表皮上的一个个小房间似的结构，是洋葱的细胞；洋葱表皮细胞内有小黑点，是细胞核；洋葱表皮细胞的数量很多……

问题2：我们观察到的洋葱表皮结构有什么共同的特点？

教师活动：利用课件呈现教科书中部分学生观察洋葱表皮细胞的记录样例

学生活动：思考、讨论、分享

教师活动：利用课件呈现一个洋葱表皮细胞放大图，向学生介绍洋葱表皮细胞的完整结构，如细胞壁、细胞膜、细胞质、细胞核、液泡等。

问题3：我们看到的洋葱表皮细胞跟罗伯特·胡克观察到的细胞有什么相同与不同？

渗透科学史，使学生体悟科学家在探索微小世界中走过的路、想过的事。

（设计意图：围绕洋葱表皮细胞的结构进行探讨，让学生建立洋葱表皮细胞结构概念并渗透科学史。）

【板书设计（生成）】

4.观察洋葱表皮细胞

【班级记录表设计】

“观察洋葱表皮细胞”班级记录表

                                   日期：