单细胞生物 教学设计
一、教学指导思想
在新课程背景下,要时刻本着以学生为主体,教师为主导的教学思想,所有的教学活动都是为了促进学生的全面发展。教师不再是权威,而是学生学习的促进者和引导者。学生能否积极主动参与、积极思考,成为评价教师教和学生学的标准之一。
科学探究是科学课程中重要的学习内容,也是有效的学习方式。探究学习是让学生在主动参与的过程中进行学习,学生在探究问题的活动中获取知识,了解科学家的工作方法和思维方式,学会科学研究所需要的各种技能,领悟科学观念,培养科学精神。在教学过程中,教师要引导并组织学生进行探究性学习。探究性学习旨在改变学生以往的接受式学习方式。通过探究性学习活动,学生获得的不仅仅是知识,而且是丰富的情感体验,探究能力也会得到发展。
二、内容分析
单细胞生物这部分教学内容,属于《生物体的结构层次》一级主题。这个一级主题下面,有三个二级主题。“细胞是生命活动的基本单位”为其中一个二级主题。学生学习了动植物细胞的结构和功能,已建立了“多细胞生物体生命活动的结构和功能的基本单位是细胞”这个概念,在此基础上学习单细胞生物可以独立完成生命活动。
在完成一系列的教学活动之后,学生能够领悟到,无论多细胞生物还是单细胞生物,生命活动都离不开细胞,从而进一步加深对“细胞是生命活动的基本单位”这一重要概念的理解。
三、学情分析
七年级的学生,接触生物学不久,对生物学尤其是微观世界具有浓厚的兴趣,对外界事物有强烈的好奇心和探索的欲望。热衷于做实验,但一些基本操作如显微镜的使用还不够熟练。对于生物学的一些基本学习方法,还不能很好的掌握,在学习中需要教师的正确引导、启发。思维方式仍以形象思维为主,但具有了一定的逻辑思维能力,以及对问题进行初步分析和判断的能力。
四、教学目标
(一)知识目标
说明草履虫等单细胞生物能够独立完成各项生命活动。
阐明细胞是生命活动的基本单位。
(二)能力目标
尝试观察草履虫的各项生命活动,并对观察到的现象或问题进行分析,提高观察能力和分析能力。
(三)情感态度价值观目标
形成实事求是的科学态度以及积极探索生命奥秘的情感。
五、教学重、难点
(一)教学重点
对草履虫取食、趋性等生命活动的观察和分析。
说明草履虫等单细胞生物能够独立完成各项生命活动。
(二)教学难点
对草履虫取食、趋性等生命活动的观察和分析。
六、教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
一、导入新课
引言:我们平时看到的生物体大多数是由许多细胞构成的,它们有着从细胞、组织、器官到个体的结构层次。自然界中,有没有只有一个细胞构成的生物体呢?这些生物在自然界是如何生活的?
学生思考
创设问题情境,启发学生思考,激发学生的学习兴趣。
二、新课教学
(一)观察指导
教师说明要观察的对象,并请学生肉眼对光观察草履虫。
教师提问:你能否看到里面的草履虫?为什么?
教师指出:所以,我们需要借助显微镜对它们进行观察。
教师播放一段视频:草履虫的快速运动,并提出,这么快的运动速度对观察会不会有影响?
教师提问:我们可以怎么解决这个问题?
教师评价,大屏幕出示,观察指导:
(一)制作草履虫的临时玻片标本
1、放:在载玻片上放上几丝棉花
纤维。
2、取:从草履虫培养液表层边缘
向光处吸取少量的草履虫培养液。
3、滴:在棉花纤维上滴一滴草
履虫培养液。
(二)调节好显微镜,将玻片
标本放在显微镜下进行观察
提示:
1、先用低倍镜找到合适的视野,再换用高倍镜进行观察;观察时,注意调节好光线。
2、要从草履虫培养液表层边缘向光处取草履虫。
3、棉花纤维8、9丝即可,不宜过多过厚,铺均匀 ;
如果草履虫运动速度依然很快,可以用吸水纸吸掉一点水,或者用牙签蘸取少量蛋清液,轻轻搅动几下
4、保证草履虫的生命力,在培养液快干的时候,滴加一点稻草汁
5、选择运动速度慢的草履虫进行观察。
6、若要使用40倍的物镜,必须盖上盖玻片。
学生发表自己的看法:看不清
因为草履虫的个体非常微小。
学生回答:会有影响。
学生提出:可以用棉花纤维、蛋清液、胶水、玉米糊等限制草履虫的运动。
学生学习制作草履虫临时玻片标本的方法
学生对观察中的一些细节加以领会
设置符合学生认知水平的问题,提高学生思考问题的积极性。
培养学生分析、解决问题的能力
详细的观察指导,有利于学生有目的地进行观察
对于观察过程中,学生可能遇到的问题,给予提示,能够提高观察的效率
(二)观察草履虫的外形
教师组织学生找到草履虫,并观察草履虫的外形。
教师请学生描述草履虫的外形,并图片展示。
教师联系:草履虫名字的由来
学生制作临时玻片标本,并观察草履虫的外形。
学生描述:草履虫的形态像鞋底,像米粒,像叶子等。
培养学生的基本的实验操作能力
培养学生细致的观察能力。
(三)观察草履虫的运动和取食
教师:我们发现,草履虫在水中非常的活跃,生活得很自在。水中生活的生物很多,鱼儿在水中能存活下来,它要能够完成哪些生命活动?
进一步提出:草履虫这种单细胞生物,能够像鱼那样,完成上述生命活动吗?
教师指导学生:在显微镜下,找一找草履虫身上有哪些生命现象。
提示:先不对它进行限制,扩大其活动的范围。
教师提问:同学们,你们观察到了哪些生命现象?
教师请学生描述草履虫的运动方式。
学生根据自己的生活经验,进行回答:要能运动、呼吸、取食、排出废物、生殖等。
学生思考
学生在教师的指导下分组进行实验,认真观察
学生回答:观察到了草履虫的运动。
学生回答:草履虫在水中是旋转运动的。
从学生已有的生活经验出发,启发学生更深入地思考,符合教学的基本规律。
从多细胞生物的生命活动,引入单细胞生物生命活动的教学。
以学生为主体,培养学生的自主学习能力。
通过学生自己的观察,去发现一些奇妙的生命现象,有利于提高学生学习的兴趣,激发学生的学习动机。
培养学生的观察能力。
教师说明:我们刚才只是进行了初步的观察,下面请同学们用棉花纤维或者蛋清液对草履虫进行限制,并用高倍镜进行观察。
教师提问:大家谈谈,都观察到了什么样的现象?
教师请学生展示:低倍镜下观察到的草履虫取食的现象,并对这一现象进行简单的描述和分析。
教师指出:仅仅通过上面的现象,就能判断草履虫具有取食的生命现象吗?
教师:在课前,我用400倍的显微镜观察并拍到了这样的画面。
教师指导学生观察取食的过程。
教师展示课前用洋红染色的图片
和草履虫的模型,说明草履虫可以通过口沟进行取食,并通过食物泡消化食物。
教师播放一段草履虫取食的视频,指导学生观察草履虫排出食物残渣的过程。
教师请学生总结:草履虫的取食、消化、排出食物残渣的过程。
学生在教师的指导下,进行更进一步的观察。
学生分组汇报观察到的现象:如观察到了取食等。
学生展示、描述和分析
学生思考并回答:还不能
学生观看视频,观察放大以后的取食的现象。
学生观察到口沟和食物泡的结构
学生认真观看视频。
学生进行总结
在初步观察的基础上,再进行深入的观察。
给学生充分发表看法的机会
让学生来展示,可以提高学生的积极性
培养学生对科学研究的严谨态度
给学生提供更加丰富的感性资料,作为对课堂知识的完善和补充。
利用图片和模型,有利于学生对于抽象知识的理解
运用视频展示的方式,更加直观,突破难点
巩固新知识
(四)观察草履虫的趋性
提问:自然界中的许多生物,都具有趋利避害的特性,请学生举例。
草履虫是一种单细胞生物,水温、食物、天敌等在不断的变化。草履虫遇到不利的环境时,会和其他的生物一样,做出相应的反应吗?当遇到有利的环境时,又会有怎样的表现呢?下面,我们通过实验来观察。
教师:这个实验中,要设置什么样的环境?我们可以如何选择?
给出实验材料:牛肉汁和食盐粒。
教师大屏幕展示实验的步骤和注意事项:
教师指导学生实验,分析实验现象,总结实验结果,最后得出结论:草履虫能够趋利避害。
及时发现实验中的各种问题:例如可能会有同学对显微镜下呈倒像的原理不能灵活运用,从而得出了错误结论。教师对此进行点拨,分析。
学生举例
学生思考
学生回答:有利的和不利的两种环境。可以用醋、盐,糖、牛肉汁等。
学生熟悉实验的步骤
学生小组合作,完成实验,并参与课堂分析、讨论
学生可能会误认为自己看到了草履虫趋向食盐粒、躲避牛肉汁的现象。
从学生已有的知识经验入手,引入草履虫趋性的教学
体验科学探究的一般过程
培养学生的发散思维
具体的实验指导,便于学生尽快熟悉实验的要领,提高学习效率
培养学生的观察能力和分析能力
培养学生实事求是的科学态度
(五)草履虫的其他生命活动
教师:草履虫在生命活动的过程中,除了排出食物残渣外,还会产生一些代谢废物,如多余的水分,这些废物是怎样排出的?
教师展示草履虫伸缩泡和收集管的视频。
从取草履虫的小技巧说明,草履虫是一种好氧生物,简要介绍草履虫依靠表膜进行呼吸。
教师请学生总结草履虫能独立完成哪些生命活动。
学生对这一问题疑惑不解
学生观看视频,并从中获取有价值的信息。
学生认识到:草履虫能够完成呼吸这一生命活动。
学生踊跃发言、总结
恰当的问题提出,能激起学生的学习兴趣
提高学生的学习兴趣,并提高学生从各种渠道获取知识的能力。
从一些现象中发现问题,并分析问题
培养学生的归纳和总结的能力
(六)总结升华
教师板书:单细胞生物能独立完成各项生命活动。
教师通过举例,启发学生,多细胞生物体的生命活动离不开细胞。结合今天所学的单细胞生物的知识,学生建立起“细胞是生物体生命活动的基本单位”这一重要概念
学生与教师达成共识
达成本课教学目标。
新旧知联系,完善学生的知识结构,获得生物学的重要概念
三、本课总结
请学生谈谈:本节课的收获。
教师对学生的表现给予评价,并提出希望。
学生分别谈本节课的收获
对学生的学习给予恰当的评价,能够激发学生的学习动机。
七、板书设计
单细胞生物
观察草履虫的外形
观察草履虫的生命现象
草履虫能够独立完成:运动、取食、趋利避害、排出废物、呼吸等生命活动
单细胞生物能独立完成各项生命活动
细胞是生物体生命活动的基本单位
八、教学反思
在本节课的课前准备,方案的制定方面出现了一些问题,现做如下反思:
遇到的困难和解决方法
一、课前实验材料的准备方面
实验的最主要材料是草履虫,因为之前没有分离、培养草履虫的经验,导致培养液中草履虫的密度不够,并且培养液中还混入了其他的生物。其中,有一种跟草履虫形态、运动方式极为相似的生物,竞争力很强,生命力旺盛,几乎将几瓶培养液中的草履虫都吃光了。最后,只有之前分离提纯后培养的草履虫,还存活一部分,但是这里面也还是混入不少上面所述的生物,影响了实验准备的进度,给课的准备带来了极大的麻烦。
解决方法:首先,对培养液进行了更为严格的处理。其次,向合肥市第四十六中学周龙清老师请教正确的培养方法。第三,等到培养液中的生物体积稍大点的时候,对草履虫进行了二次分离,确保分离时,绝对不能再混入其他的生物。第四,在用胶头滴管吸取培养液的时候,不能与其他容器的混淆。
二、课前方案的设计上
最初,我设计了这样的一个方案,着重探究草履虫的趋性,淡化取食和运动这些内容。我的设计思想是,消除用盐粒和糖粒做草履虫应激性实验的弊端,因为盐粒和糖粒控制不当的话,极易引起草履虫的死亡,导致实验失败。而若将糖粒和盐粒配置成糖溶液和盐溶液,对于草履虫的伤害要小很多,确保实验能够顺利的进行。之后,考虑到草履虫对不同浓度的糖溶液和盐溶液可能会表现出不同的反应,所以,我通过查阅资料等途径,设置了不同浓度梯度的糖和盐溶液。在教学过程中,重点放在了指导学生如何设计实验上。按照这个方案进行教学,是希望能够培养学生设计实验方案的能力。但是在做实验的时候,发现这个实验的现象很不明显,实验效果不是很好。
解决方法:研读课标,根据课标内容,以及学生已有的知识框架,将本节课的知识目标设定为“说明单细胞生物能够独立完成各项生命活动。”为了达成这样一个目标,我设计了一系列的观察活动。为了提高学生观察的效率,我为学生提供了较为详细的观察指导,并且明确了观察的任务和顺序:
首先,让学生对草履虫有一个感性的认识,组织学生利用显微镜观察草履虫的形态,并请学生进行描述。然后,跟鱼这种多细胞生物体相比,提出“草履虫这种单细胞生物,能不能像鱼那样完成运动、取食、排出废物等生命活动呢?”以此引入观察草履虫生命活动的教学。学生在显微镜下,可以观察到草履虫的取食、运动、趋利避害等生命活动。教师在学生观察的基础上,再与他们一起对这些活动进行分析。另外,对于在显微镜下观察不到的现象,教师用语言描述或者利用视频帮助学生理解。最后,通过这些观察活动和师生的分析,学生总结出草履虫能够完成取食、运动、派出废物、呼吸、趋利避害等生命活动,最后学生认识到,单细胞生物也能够完成各项生命活动。
因为本节课有很多学生观察和分析的环节,所以我将“尝试观察草履虫的各项生命活动,并对观察到的现象或问题进行分析,提高观察能力和分析能力。”作为本课的能力目标。在教学的各个环节,都注重培养学生的观察能力和分析能力,提高学生的生物学素养。
本课的一些亮点:
一、教师的处理
(一)实验指导方面:
针对七年级学生实验操作不熟练,甚至不规范,有些观察的方法还不能够很好的掌握等实际情况,教师在整节课都体现了对学生细致的指导。
在正式对草履虫观察之前,教师利用大屏幕,展示了观察指导,包括了制作临时玻片标本的步骤,以及可能出现的一些问题,都给学生提前明确,这样能提高学生观察的效率。
在观察的过程中,体现出了分层指导的思想。
(1)从宏观到微观:例如先肉眼观察,再用显微镜观察,学生先宏观观察到一些现象(如取食),然后再微观地观察口沟等结构。
(2)由浅入深:为了寻找草履虫的生命现象,我先提醒学生不要对草履虫进行限制,扩大草履虫的运动范围,因为这样容易观察到草履虫的运动和取食。之后,再要求学生对草履虫进行限制,并可以用高倍镜进行观察,这样能够对一些现象进行分析和判断,进一步确定草履虫能完成上述生命活动。
对于一些关键的细节,再加以明确,如草履虫运动速度过快该怎么处理,高倍镜的使用方法,确保各小组实验的顺利进行。
(二)教师课前大量准备和预实验
教师课前做了大量的准备工作,原因在于
1、我以前也从没有做过这方面的实验,自己对草履虫的认识非常浅,包括怎样分离、培养这些知识都不清楚。
2、虽然这是一个经典实验,但我在备课时发现,一手的、深入的资料并不丰富。
3、反复的观察这一微小生物的生命现象和结构,是有效指导学生观察实验的基础。要是自己都不知道怎么才能观察得到,想去指导学生那就太难了。
所以,我就利用图书馆查找了大量的资料,并请教其他老师,首先解决实验材料的问题,因为这是这节课的关键所在。为了获得比较纯的草履虫,我利用牛肉汁将草履虫进行分离,然后煮新鲜的稻草汁来培养,这样培养出来的草履虫生长速度很快。为了万无一失,我用了十几个烧杯来培养这些草履虫。每天加稻草汁,每天都检查,一旦发现有尖尾虫、游仆虫、小瓜虫混入,立即处理,所有的仪器全都用沸水煮过才敢使用。尽管我已经很小心了,但是有的时候,有些生物很小,且繁殖速度太快,一旦发现,就控制不住它们。所以,我经过半个多月时间准备的材料,前前后后培养了四批,到最后用的时候还是不纯,我倾注了我全部的心血,可是最后的结果还是不够理想,这让我有点失落。
草履虫非常微小,学生即使在显微镜下,有些现象和结构,也不易观察到。但是,在课堂上,这些知识是需要呈现的。我试图在网上或者资料书上找能用得上的东西,但是很少。于是我就自己对培养液中的草履虫进行持续观察,拍摄到许多录像、图片,然后再从中挑选出典型的,作为对学生观察的补充。假如课堂上学生观察不到,这些东西就能发挥作用。我拍摄到了草履虫排出食物残渣,取食,运动,生殖等现象,采集到了食物泡(有绿色的食物泡,和用染色剂染色后的红色食物泡)纤毛、伸缩泡、口沟等结构的图片。这些工作虽然不难,但是非常考验人的耐心。观察草履虫的生命活动,对于七年级学生来说,难度还是比较大的,所以教师的指导显得尤为重要。怎样才能让学生尽可能观察到这些生命活动呢?这是本节课的一个难点。所以,我反复得思考,用数码显微镜和学生显微镜,反反复复得看,从不限制,到棉花纤维限制,再用蛋清液限制,也记不清究竟看了多少遍。
(三)先进仪器的使用
本节课,采取了分组实验加台前展示的方式。先后有四位同学在讲台上,操作数码显微镜。数码显微镜的好处就在于,能够及时地将显微镜视野下的画面反映在大屏幕上,增加了直观性,对教学有很大的帮助。
二、学生的表现
虽然是低年级的学生,但是他们的表现非常出色。
首先,操作比较规范。学生制作草履虫的临时玻片标本和使用显微镜的操作基本规范,部分学生能够运用高倍镜来进行观察,找到结构。实验过程中,他们很有耐心,认真,细致。
其次,小组合作默契。组内的两位同学,一人调节显微镜,一人制作玻片标本,然后再轮流观察,显得井然有序。当有疑问的时候,两个人能够先讨论,再请教老师。一有惊喜,便表现得非常兴奋,对于老师和其他同学都是一种感染。
讲台上的两组同学,也都能够互相配合,制作标本、观察、展示画面、解说分工明确。两位男同学观察到了不同放大倍数下的取食,还观察到了伸缩泡,并对画面中的一些现象给予解释。
此外,学生课堂上的发言也非常精彩。
比如学生最后谈收获的时候,有学生就分析了他们实验失败的原因,也有学生说到遇到问题要学会分析和解决,要不断地探索,还有人谈到了自己的远大理想,要成为一名科学家。这些话从这些孩子们口中说出,给予我很大的震撼,同时,我也觉得很欣慰。
三、课堂的预设和生成
在课前教学设计的时候,预设的一些知识在课堂上得到了体现。如学生在观察趋性的时候,很可能会因为一时忽略显微镜呈倒像的原理,误认为自己的实验失败,或者得出了错误的结论。在实际的教学过程中,有几组同学就出现了这样的情况。教师并没有及时纠正,而是给学生适当的点拨,让学生将发现的问题与已知的知识联系起来,最后学生恍然大悟,找到了答案。原来不是实验有错,而是显微镜下看到的方向和实际的方向是相反的。教师再适时得对学生进行实事求是的情感教育。
上课向来是没有固定的模式,也不可能所以的生成都是在课前预设之内。本节课,就有几个地方出乎我的意料。
例如,有一位同学就谈到,“草履虫会发生形变”,这是我之前没有设想到的。问题出来以后,我就问其他学生有没有看到类似的现象,没有人回答。于是,我就以我自己的理解对这个问题做出了解释,就是草履虫的身体是立体的,有的时候我们观察到的是侧面,有的时候可能观察到的是两端。这个处理还算恰当,但是不够巧妙。经过反思,我想,若再给同学们一点时间,也许他们就能解释好了。或者,我拍到的一个非常清晰的立体旋转图,放在这个地方再恰当不过。
还有一处,是在学生汇报完看到取食这个现象以后。讲台上的两名同学先是展示了几只草履虫在食物附近停留,撕扯食物的画面,这些学生做了简单的解释,认为是在取食。我就追问“仅仅通过这个现象能否说明草履虫就一定在取食?”学生说不能。然后,我就理所当然得准备把我课前拍好的一段放大的视频拿出来展示。这个时候,学生说他们也有,这让我很惊讶。因为我根本没想到,他们能拍到这一段。于是我就让他们展示了,学生拍到的画面不但清晰,而且还能看到十分典型的口沟的结构。我原本准备好的那一大段说辞,都没有派上用场,学生完全能够替代我了。包括,伸缩泡的展示也是如此,我准备的视频也没用上。
所以,我充分地认识到,学会信任学生,多给学生一些展示的机会。
我的收获和成长:
这节课从准备到现在,也有一个月的时间,我的暑假也都是办公室里,伴着显微镜和草履虫度过的,其中有很多辛酸。曾经在学校工作到十二点多,回到家还要继续,有两次都是夜里四点才睡。我不算很聪明,所以我知道勤能补拙的道理。
整个过程辛苦,挫折不断,甚至曾经想到过放弃。尤其是我每次培养的草履虫,前一天检查的时候还很多,个体很大,可是第二天就变少了,最后就没有了。还有,曾经把纤毛纲的游仆虫误以为是大草履虫来培养,最后培养的倒是成功,只是培养的对象错了,这也花了不少的精力。
这样的一节课,对于我来说,收获是非常大的,总结一下,有以下几点:
对待科学要严谨,绝不可想当然。要认真、努力。
以课标为本,上任何一节课之前,都要将课标吃透。教学目标的制定,教学策略的选择,教法学法等等,要以课标为依托。新修订的课标,突出了重要概念的教学,以后在教学中,要把这个放在一个重要的地位。
实验课需要课前大量的准备,当然,减少走弯路的好办法是请教老师,不能闭门造车。我在培养草履虫的时候就走了不少弯路。
教学过程,以学生为主体,始终关注学生能主动学到什么,而不是自己去灌输,将准备好的知识都教给他们。
设计问题需要技巧,问题提的不能过大过宽泛,尽量具体,在学生能够解决的范围内。而且也不能过散,要有一个核心的问题。
学生提出的一些疑问,教师不要急着给予解答,点拨一下,让学生自己去寻找答案。
课堂上,尽量信任学生,鼓励学生发言,关注全体学生。
怎样对学生进行评价,是需要学习的。
在课堂上,教师要想办法调动学生的学习积极性。教师表现得不能过于随意。
10、把握课堂上精彩的生成。
11、注意对学生学习方法的指导。
12、板书设计是整个课堂教学的有机组成部分。板书设计要提纲挈领,让学生对本课所学到的主要知识更加明晰。我这节课的板书设计太过笼统,仅仅是罗列了草履虫能够完成的几种生命活动,没有写出这些生命活动依靠的结构和有什么具体的表现。可以修改为:
单细胞生物
依靠纤毛在水中旋转运动——运动
口沟——取食
草履虫 食物泡——细胞内消化
(身体只有一个细胞) 伸缩泡——排出多余水分
排出废物
胞肛——排出食物残渣
细胞分裂——繁殖
趋向牛肉汁,但躲避食盐粒——趋利避害(应激性)
单细胞生物能够独立完成各项生命活动
细胞是生物体生命活动的基本单位