第五节 叶的蒸腾作用和结构

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快乐探究伴我行-------绿色植物的蒸腾作用教学设计
【教材地位】蒸腾作用是绿色植物的一项重要的生理活动。蒸腾作用不仅能促进植物的某些生理活动，对植物体自身有非常重要的作用，植物还能通过蒸腾作用促进生物圈中的水循环。学习《绿色植物的蒸腾作用》，为后面学习“绿色植物在生物圈中的作用”奠定了知识基础。
【教学目标】
（一）知识目标：
1.描述植物的蒸腾现象，了解什么是蒸腾作用。2.探究、知道蒸腾作用的主要器官是叶。举例说出气孔的数目和分布与蒸腾作用的关系。3.尝试用徒手切片的方法制作临时切片。4.描述绿色植物叶片的基本结构。5.认同绿色植物进行蒸腾作用的意义。
（二）能力目标：
1.通过设计实验证明叶是植物蒸腾作用的主要器官，培养实验设计的能力。2.通过制作叶的临时切片，提高动手操作能力。3.通过小组学习，培养语言表达能力和团结合作等能力。
（三）情感、态度和价值观目标：
1.通过课程引入事例介绍，初步形成保护森林的意识，增强学生植树造林造福人类的认识。2.通过实验验证叶是蒸腾作用的主要器官，养成严谨细致、实事求是的科学态度和良好的实验习惯。3.通过制作叶徒手切片实验，提高学生对生物实验在生物学研究领域重要地位的认识。
【教学重点】
1. 探究、设计实验证明叶是蒸腾作用的主要器官。 2．描述绿色植物的蒸腾现象和蒸腾作用的意义，初步形成保护绿色植被的情感和意识。3.观察叶片结构的实验。
【教学难点】
1.使学生认识气孔控制水蒸气进出植物叶片的机制。2.制作并观察植物叶片结构的实验。
【教学方法】
实验探究法、多媒体教学法等相结合。
【课前准备】
学生准备
（1）课前，学生预习课本，参考课本中“观察植物的蒸腾现象”的实验步骤，探讨并分组准备“蒸腾现象实验装置”，并将植株置于阳光下照射一段时间。
（2）查询书籍、网站，搜集关于蒸腾作用对植物体自身和改良环境所具有的重要意义等方面的资料。
教师准备
（1）多媒体课件：气孔动态开闭课件；蒸腾作用模拟动画。（2）准备“观察叶片的结构”实验用具：新鲜的菠菜叶片，双面刀片，尖镊子，清水，培养皿，滴管，纱布，载玻片，盖玻片，显微镜。
（3）菠菜叶片的永久横切片。
（4）新鲜幼嫩的蚕豆叶片，热水，凡士林，天平，量筒，0.5%的甘油溶液。
（5）查询书籍、网站，搜集关于蒸腾作用对植物体自身和改良环境所具有的重要意义等方面的资料。
（6）准备两盆分别被大透明塑料袋罩住且放于阳光下照射过的天竺葵等植物。（一个罩住整个花盆，一个只
罩住土面上的植物，对于学生分析对照）
【课时安排】 2课时
【教学程序】
一．创设情境，激趣导入多媒体投影两幅图片，请学生思考：在沙漠中与在林荫小道上感觉有什么不同？为什么有这么大的不同呢？引入本课主题。

怎么证明植物有蒸腾作用呢？出示事先准备的两盆植物，请学生观察现象，并思考哪一盆能更好地说明植物有蒸腾作用的现象？

那么，植物进行蒸腾作用的主要器官是什么呢？ 带着众多疑问和探究欲望，学生主动地开始参与本节课的探究学习。
二．主动探究，获取新知
（一）探究实验:观察植物的蒸腾现象（第一课时的重点）
引导学生讨论如何设计探究实验来证明叶是蒸腾作用的主要器官，各小组汇报、交流本组的设计方案，并陈述设计的原理是什么，师生一起分析、讨论可行性，然后学生出示课前准备的“蒸腾现象实验装置”，观察、描述各自实验装置中出现的不同现象，通过对实验现象的对比和分析，自主地建构“蒸腾作用的概念”以及“叶是蒸腾作用的主要器官”的知识。
多数小组是“比葫芦画瓢”，按照课本上的设计来进行。但有几个小组的学生知识面宽、设计思路新颖，有的想到了称重法，有的想到了利用量筒直接看水量变化 ，限于家里没有实验室的仪器和设备，他们学会了废物利用，暂时用喝完水的同种的矿泉水瓶子代替标准的试管、量筒等仪器，我很佩服他们的聪明才智、创新做法。
我又给他们提供了如下的设计方案：下图从左到右是甲、乙、丙、丁四支试管，均放入相同的培养液后同时各放入一支杨树枝条（它们的叶数、大小相同），再在水面上滴上几滴花生油，并做如下处理后，放在阳光下照射。开始时调整它们的重量一致，每3小时记录装置的重量，比较并分析4个装置的重量变化情况。 A．叶片不处理 B．叶片上表皮涂上凡士林 C．叶片下表皮涂上凡士林 D．叶片上、下表皮涂上凡士林


在此过程中，学生通过分析实验中“为什么要对三个相似的枝条做不同的处理”，进一步加深“对照实验”中设置单一变量的理解。
（二）实验:观察叶片的结构
1.分组合作，练习徒手切片，制作菠菜叶片横切面临时切片。
（1）学生阅读实验步骤，尝试用简洁的语言，概括实验步骤：平展叶片→迅速切割→放入清水→挑选最薄→制作切片→观察结构
（2）在学生了解了实验步骤的基础上，教师出示学生实验中应解决的问题：
①描述叶肉细胞、表皮细胞的形态结构以及排列特点。 ②学生参考教科书P60图1—8，用显微镜观察、辨认菠菜叶片横切的临时切片。 ③观察、比较菠菜叶片的正面和背面的颜色，解释菠菜叶片的正面总是比背面的颜色深的原因。 ④尝试用图表的方式归纳、梳理“叶片的结构”知识。
（3）教师重点介绍双面刀片的作用。学生在“教师出示的问题”的指导下，有目的地进行实验操作。



学生用显微镜观察菠菜叶片的永久横切片（临时切片和永久横切片的对照，可启发学生不断改进徒手切片的方法，寻求实验成功的经验。）
学生在实验的基础上，解释教师出示的问题，教师对学生的回答给予及时的评价、鼓励和纠正。
学生列图表归纳、梳理“叶片的结构”，使知识条理化。
（三）观察保卫细胞和气孔
学生用镊子从新鲜幼嫩的蚕豆叶片上，分别撕取一小块上表皮和下表皮，制成临时装片，进行实验观察：
（1）参考教科书P60图1—9，观察分布在表皮细胞之间的保卫细胞和气孔。
（2）描述保卫细胞的形态结构（注意引导学生观察、对比保卫细胞靠近气孔腔一侧与背离气孔腔一侧的细胞壁厚度，为后面解释气孔开闭的机制做好知识铺垫）。
（3）区分保卫细胞与表皮细胞。
（4）比较气孔在上、下表皮的分布特点。
（四）观察、解释气孔开闭的机制
学生在了解了保卫细胞的结构的基础上，进一步探究气孔开闭的机制：
在制作好的蚕豆叶下表皮临时装片上，滴加5%的甘油溶液，在显微镜下观察气孔关闭的过程；然后，滴加清水，观察气孔张开的过程。
学生根据观察到的实验现象和保卫细胞的形态特点，讨论、推理气孔开闭的机制。
最后，教师出示“气孔动态开闭”的课件，学生对自己的推理分析进行判断和纠正。
（五）气孔的作用
气孔的存在有什么作用？叶片正面和背面的气孔一样多吗？
引导学生分组做小实验：将一片刚摘下的叶片浸在盛有约70℃的热水中，观察叶片表面是否产生气泡，比较叶片正面和背面产生的气泡数目。
学生通过实验、观察、讨论、分析，得出结论：
①气孔是植物体蒸腾失水的“门户”，也是植物体与外界进行气体交换的“窗口”。
②叶片的下表皮的气孔数量比叶片上表皮的多。
（六）蒸腾作用的全过程
教师适时地鼓励学生，联系已经建构的蒸腾作用知识和生活经验，总结蒸腾作用的全过程：
土壤中的水分→ 根毛→ 根部导管→ 茎→ 叶脉→ 叶肉→ 气孔→ 大气
教师出示蒸腾作用动态过程，学生通过观察，对蒸腾作用的全过程建立较全面、完整的认识。
（七）蒸腾作用的意义
多媒体投影：一株玉米在一生中所消耗的约200kg水的大致分配情况：
生长期中总吸水量 204228g 100%
参与组成成分的水 1872g 0.92%
维持生理活动的水 250g 0.12%
？ 20106g 98.96%


学生观察分析数据，质疑生趣：一株小小的玉米，一生中为什么需要消耗如此大量的水？吸收的水分，约有99% 散失到大气中。这是不是一种浪费？蒸腾作用对植物体有什么意义呢？
学生主动探究“蒸腾作用的意义”。
（1）植物的蒸腾作用能促进植物体从土壤溶液中吸收水分，并能促进水和溶解在水中的无机盐向上运输。
俗话说“人往高处走，水往低处流”，可是，如此高大的植物体，为什么水分能够源源不断的从根运送到几十米高的树梢呢？


教师出示植物体进行蒸腾作用的动态过程，学生尝试着解释原因：
植物体进行蒸腾作用，使靠近气孔的叶肉细胞含水量降低，于是向相邻的叶肉细胞吸水，相邻的叶肉细胞含水量降低，又会向其相邻的叶肉细胞吸水，如此依次传递，直至向导管吸水，这就形成了一种将导管中的水不断地向上拉的拉力。
学生观察模拟动画，意识到蒸腾作用对植物自身产生的重要意义：
能促进植物体从土壤溶液中吸收水分，并能促进水和溶解在水中的无机盐向上运输。
（2）炎热的夏天，人站在骄阳下暴晒久了容易中暑，那植物会不会也 “中暑”呢？为什么露天地如同火烤，而树林中却是清爽宜人？“大树底下好乘凉”大树为什么不会被阳光灼伤呢
教师出示资料：
①据测定，在干旱的季节里，每平方米面积的树林，每天能向空中散放大约6千克的水；热带雨林降水较其他地区频繁，林区的降水量比无林、少林地区增多30%左右；据科学家测算，某热带雨林的降水量是1950mm/y，蒸腾量是1570 mm/y。请算一算：蒸腾量占降雨量的百分之几？该组数据又能说明什么？
②在蒸腾过程中，1g水化为水蒸气时，在20℃条件下吸收能量约2.45kg；有人测量过，城市露天下气温高达35℃时，树荫下只有22℃；据调查，在骄阳似火的夏日，绿化地区比非绿化地区的气温低0.8℃，森林中的气温比庭院中的气温低1.3 ℃ --3.2 ℃ 。这些数据能说明什么？
学生阅读资料，对比分析数据，推测得出蒸腾作用其他方面的意义：
蒸腾作用能使植物体有效地散热，降低植物体的温度；蒸腾作用能提高大气湿度，增加降雨量，有调节气候的作用。
学生交流课前搜集的资料，运用蒸腾作用的有关知识解释生活现象，进一步认同蒸腾作用的重要性。
（八）蒸腾作用的影响因素
引导学生联系有关生活现象，小组分析、讨论、交流，最终归纳出结论。
三.归纳梳理,形成体系
学生相互交流、启发和补充，对本节课探究的结论进行归纳总结，形成知识体系；谈自己在本节课的收获和体会，学生们在分享成功的喜悦的过程中，树立了自信心，激发了学生进一步学习生物学的兴趣和欲望。
四.拓展延伸，学以致用
为了引导学生学会知识迁移，培养学生应用知识解决实际问题的能力，教师启发学生提出与蒸腾作用有关的生活实际问题，进行交流：
1.移栽植物时，往往要去掉部分枝叶，这是为什么？
2.为什么园艺工移栽植物时，往往选择阴天或傍晚？
3.春季造林为什么要在树苗发芽前进行？
4.从花鸟市场刚买来的花卉,植入花盆后应置于强光下还是阴暗处
【教学反思】
学生进入初中后课业负担突然加重→，多数学生只是在被动的学习。在生物学习上，不少学生只是想一味地接受新知识，特别在实验方面，根本没有考虑到课本的编排人员为什么要做那样的安排，为什么要选择那样的材料用具，为什么要安排那样的实验顺序。只是在不断的模仿，书上说用什么，他就用什么，书上说第一步怎么做，他就怎么做，基本是照葫芦画瓢。这样长此以往，不但抹杀了学生的学习积极性，而且逐渐使学生的创新意识丧失。
针对这种情况，从接手初一新生开始，我就注意改变了教学思路，尝试着进行一些探索。
首先，在本课开始就通过实验让学生自己总结出“什么是蒸腾作用”，其次是在实验过程中，变验证性实验为探究性实验，让学生分组去探究、选择用具、设计思路，把课本上的按部就班的“观察植物蒸腾现象”的实验改成了探究“蒸腾作用的主要器官是什么”的实验。
本教学设计改变了传统的教学策略和方法，注重创设问题情境，激发学生自主探究的兴趣；注重实验探究，让学生体验知识形成和发展的过程。学生通过设计实验和动手操作增加了感性认识，培养了创新能力，提高了科学素质；充分利用多媒体课件突破难点，达到了事半功倍的效果；同时渗透关爱、保护绿色植物的情感教育。
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