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1、“種子的萌發(fā)”
摘 要 以“探究”為主線,本著“用教材教而不是教教材”的理念和“問題—邏輯—實證”的思路,指導(dǎo)學(xué)生“自主設(shè)計、合作交流、分享展示、反例剖析”等來完善“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”的探究實驗方案,通過“圖式呈現(xiàn)、簡化對照”使學(xué)生明確由“一個變量一組對照”到“多個變量多組對照” 的優(yōu)化設(shè)計方法。種子萌發(fā)的自身條件借助自拍照片展開對比分析得出結(jié)論。
關(guān)鍵詞 種子萌發(fā)條件 探究方案設(shè)計 變量 對照實驗
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.描述種子萌發(fā)的環(huán)境條件和自身條件。
2.運用對照實驗法設(shè)計并完成對“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”的探究,學(xué)會控制實驗條件,檢驗不同的環(huán)境因素對種子萌發(fā)的影響,進(jìn)
2、行科學(xué)方法的訓(xùn)練。
3.在對探究活動的設(shè)計參與及實踐過程中,提高運用知識解決實際問題的能力,養(yǎng)成與他人交流,取別人之長的品質(zhì)和初步形成實事求是的科學(xué)態(tài)度和一定的探索精神與創(chuàng)新意識。
重點難點
重點:運用實驗法完成“種子萌發(fā)的環(huán)境條件”的探究。
難點:怎樣設(shè)置對照實驗,怎樣實現(xiàn)由“一個變量,一組對照”到“多個變量,多組對照” 的優(yōu)化設(shè)計,怎樣探究空氣條件對種子萌發(fā)的影響。
教學(xué)準(zhǔn)備
教師準(zhǔn)備:提前做好探究水分、溫度、空氣等環(huán)境條件對種子萌發(fā)的影響的實驗(容器選用方邊小礦泉水瓶)、設(shè)計學(xué)生探究實驗報告、拍攝種子萌發(fā)的自身條件的相關(guān)照片、種子萌發(fā)的環(huán)境條件的創(chuàng)新實驗裝置及培養(yǎng)并拍好照片等
3、
學(xué)生準(zhǔn)備:預(yù)習(xí)教材,嘗試栽培觀察某種種子的萌發(fā)
教學(xué)過程
1情境導(dǎo)入 “種子在我們的生活中無所不在,它蘊含著無限希望和潛能。下面我們通過一段視頻來感受一下。”播放一段與種子萌發(fā)生長相關(guān)的視頻,問學(xué)生“看完剛才的畫面,你想知道些什么?”學(xué)生們從自身的思維出發(fā)提出了很多問題,多數(shù)提到了“種子怎樣萌發(fā)或萌發(fā)需要什么條件”等話題?!皭垡蛩固拐f過‘提出一個問題比解決一個問題更重要。’今天就讓我們鎖定種子的萌發(fā)這個話題來探究種子的萌發(fā)需要哪些條件?”(引出課題)
設(shè)計意圖:通過視頻的播放,營造了一種視覺氛圍,使學(xué)生感受到生命脈動,激起了探究的熱情。
2.實踐調(diào)查,達(dá)成共識
種子的萌發(fā)需要
4、哪些環(huán)境條件呢?有種植或栽培花草經(jīng)歷的同學(xué)是最有發(fā)言權(quán)的。教師可調(diào)查或采訪這些同學(xué),并請他們說出自己的觀點并進(jìn)一步追問理由,學(xué)生們可能會說出種子的萌發(fā)需要“溫度、空氣、陽光、水分、土壤、肥料”等條件。教師進(jìn)一步向?qū)W生質(zhì)疑:“哪些是種子萌發(fā)的必要條件呢?”引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系生活實例進(jìn)行排除,有的學(xué)生提出發(fā)豆芽就不用“土壤”,教師也可展示提前用清水培養(yǎng)在培養(yǎng)皿濾紙上的小麥幼苗讓學(xué)生觀察排除“肥料”。
針對很多沒有播種經(jīng)歷的同學(xué)或部分發(fā)言同學(xué)的模糊認(rèn)識,老師提出“觀察是科學(xué)探究的基石”,接著展示一段播種的真實場景的視頻資料,結(jié)合視頻教師進(jìn)一步提出問題:
許多農(nóng)作物在春天播種的原因是什么?
播種前要松
5、土的原因是什么?
在雨后播種或適量澆水的原因是什么?
學(xué)生們通過分析,初步認(rèn)識到“播種需要適宜的溫度、充足的空氣、一定的水分”,接著老師提出“任何研究都是從疑問開始的,實驗法是科學(xué)探究的常用方法。下面我們就圍繞大家已達(dá)成共識的環(huán)境條件‘溫度、空氣、水分’展開實驗探究,有爭議的條件‘光’保留到課后探究。在進(jìn)行探究的時候,設(shè)計合理的實驗方案,實驗起來才不會盲目。探究的過程怎樣?制定計劃時要注意什么?”
學(xué)生們回顧探究的一般過程并說出:制定計劃時要注意設(shè)置對照和控制單一變量,除探究條件不同外,其他條件都要相同。
設(shè)計意圖:基于學(xué)情,聯(lián)系學(xué)生已有的實踐體驗展開學(xué)習(xí),大大激發(fā)學(xué)生的興趣。通過問題
6、思考、真實場景再現(xiàn),有利于將學(xué)生引入種植的情境中,為作出假設(shè)提供依據(jù),突破教材的限制,開啟學(xué)生的積極思維。
3.方案設(shè)計,交流分享
“請每組同學(xué)從‘一定的水分、充足的空氣、適宜的溫度’中選擇你最感興趣一個條件,提出問題、作出假設(shè)、制定計劃。然后在自己設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行小組討論、交流、修改完善自己的實驗設(shè)計報告,每組推出最佳方案在全班交流分享。同時老師提醒大家:所有實驗材料的選擇都是圍繞著探究條件展開的,要簡單易行合理?!?
附:學(xué)生實驗報告(部分)
請每組同學(xué)選擇一個影響種子萌發(fā)的環(huán)境條件,制定探究計劃??晒┻x擇的探究實驗材料如下:
種 子:□綠豆 □花生 □玉米 □黃豆
7、 □小麥
容 器:□喝完的純凈水瓶 □帶蓋玻璃瓶 □透明塑料口杯
其他材料:□清水 □餐巾紙 □標(biāo)簽 □冰箱 □土壤 □蠟燭(可以在空氣中燃燒,消耗空氣中的氧氣) □火柴 □燒杯 □量筒(可用來量取一定量的液體)□黑色塑料袋(遮光的作用)等
注意:完全浸沒在水中的種子得不到足夠的空氣,所以放較多水是為了控制變量空氣而非水分!
將蠟燭點燃后放在裝有種子的容器內(nèi),它燃燒會消耗氧氣,這樣也可探究空氣對種子萌發(fā)的影響!
1.提出問題:___________________________________________________________。
2.作出
8、假設(shè):___________________________________________________________。?
3.制定計劃:___________________________________________________________。
4.實施計劃:___________________________________________________________。
5.得出結(jié)論:___________________________________________________________。
6.表達(dá)交流:____________________
9、_______________________________________。
“請你來設(shè)計”——學(xué)生以小組為單位設(shè)計實驗方案,制定探究計劃……。教師可針對“水分、空氣、溫度”條件,有針對性的分別進(jìn)行指導(dǎo),如果學(xué)生探究的條件較為集中,教師可適當(dāng)進(jìn)行分散。
“請你來分享”——分別請“水分、空氣、溫度”等各組代表闡述設(shè)計方案(首先說出實驗變量),并請其他同學(xué)來評價(是否對照?設(shè)計是否合理?)和完善。
設(shè)計意圖:學(xué)生們以組為單位自主選擇探究條件,再圍繞變量自主選擇報告單提供的實驗材料,提供的材料用具給了學(xué)生選擇的余地,降低了難度。學(xué)生們面對“選擇”思維更加活躍,積極性高漲。從自主思考到合作交
10、流,從各組設(shè)計、全班分享到質(zhì)疑追問完善,培養(yǎng)了他們實事求是的科學(xué)態(tài)度、團(tuán)結(jié)合作的精神和邏輯思維能力。
4.反例剖析,糾錯完善
為糾正學(xué)生們在設(shè)計方案中暴露出來的共性問題,教師進(jìn)行以下設(shè)計——
動動腦:找不足——實驗方案設(shè)計分析:小明在設(shè)計探究 “溫度對種子萌發(fā)的影響”的實驗時,分別取飽滿的3粒綠豆種子分放于兩個純凈水瓶中,一個加入較多的水放于室溫條件下,另一個加入適量的水放于冰箱中,然后他每天定時觀察,作好記錄。你認(rèn)為其中有何不妥之處并說明理由。
學(xué)生們通過分析進(jìn)一步認(rèn)識到:一個科學(xué)合理的探究實驗方案,選取的樣本數(shù)量要足夠多(避免偶然性),除變量外其他條件要完全相同(保證單一變
11、量)等等……
設(shè)計意圖:通過反例糾錯,進(jìn)一步澄清學(xué)生的模糊認(rèn)識,有助于培養(yǎng)他們的科學(xué)思維。
5.方案圖式呈現(xiàn),簡化對照設(shè)計
把實驗方案轉(zhuǎn)換成圖式來一起分析。首先呈現(xiàn)的是“單一變量一組對照”。
圖1 變量:水分 圖2 變量:溫度 圖3 變量:空氣
我們把這三個變量、三組對照排列在一起對比分析,條件與常規(guī)條件完全相符的這組稱之為對照組,某個條件缺失或發(fā)生改變的這組稱之為實驗組。
同時探究這三個變量,怎樣簡化實驗裝置?通過比較我們可以發(fā)現(xiàn)三套對照組完全相同,我們可去掉相同的兩套,僅留四套實驗裝置,也能對這三個變量同時進(jìn)
12、行探究。簡化處理實驗裝置是“多個變量多組對照”進(jìn)行探究設(shè)計的很重要的方面。保留一套對照組,其他組和它互為對照同樣可以達(dá)到預(yù)期的效果,所以大家在設(shè)計“多個變量多組對照”的時候就本著這樣的原則來設(shè)計。
圖4 多個變量多組對照簡化設(shè)計前 圖5 多個變量多組對照簡化設(shè)計后
設(shè)計意圖:把方案轉(zhuǎn)換成圖式呈現(xiàn),可化繁為簡,更形象直觀,符合學(xué)生的認(rèn)知思維。從“單一變量一組對照”的回味歸納,到“多個變量多組對照”的簡化設(shè)計,通過圖片的對比分析使復(fù)雜問題簡單化,化難為易,有效的對學(xué)生進(jìn)行了科學(xué)思維的訓(xùn)練,使他們輕松掌握了“多個變量多組對照”探究方案的優(yōu)化設(shè)計規(guī)律,提升了科學(xué)素
13、養(yǎng)。
6.預(yù)測結(jié)果,真實再現(xiàn),得出結(jié)論 若我們把這四套裝置同時培養(yǎng),請大家來大膽的預(yù)測一下,這四組種子是否能夠萌發(fā)?原因是什么?學(xué)生進(jìn)行推測分析,闡述理由。
圖6 結(jié)果預(yù)測
讓學(xué)生分組觀察教師已提前培養(yǎng)好的四套裝置,然后對比分析“真實的實驗結(jié)果怎樣?能得出什么結(jié)論?”學(xué)生們結(jié)合真實的實驗現(xiàn)象,輕松的總結(jié)出了種子萌發(fā)的環(huán)境條件:適宜的溫度、一定的水分和充足的空氣。
然后引導(dǎo)學(xué)生閱讀“拓展延伸”,使他們深入理解種子萌發(fā)需要這些環(huán)境條件的根本原因:
1.適宜的溫度能保證種子各項生命活動的正常進(jìn)行,溫度過低活動會減弱。
2.一定的水分,使種皮變軟,貯存在子葉或胚乳中的營養(yǎng)物質(zhì)在有
14、水的情況下,才能轉(zhuǎn)化供胚發(fā)育使用。
3.空氣中的氧氣保證種子萌發(fā)時進(jìn)行呼吸作用提供能量。
設(shè)計意圖:“結(jié)果預(yù)測、真實再現(xiàn)、追根溯源”環(huán)環(huán)相扣,使學(xué)生們認(rèn)識到無論學(xué)習(xí)什么都要不僅知其然更要知其所以然,從而增強了學(xué)生求實、求真的實證意識。
7.自身條件探究揭秘 種子的環(huán)境條件得到滿足后,就一定能萌發(fā)嗎?教師呈現(xiàn)課前培養(yǎng)并拍攝的種子萌發(fā)的相關(guān)照片,讓學(xué)生對比分析,得出結(jié)論。
圖7 自身條件活力對比 圖8 自身條件胚完整性對比 圖9 自身條件營養(yǎng)物質(zhì)對比
再通過資料分析:有些種子雖然胚完整且活,外界條件也適宜,但它們成熟以后并不能立即萌發(fā),必須經(jīng)過一段時間的
15、“休眠”才能萌發(fā)。生長在溫帶的植物,秋末種子開始休眠,就可躲過嚴(yán)冬延續(xù)后代,從而適應(yīng)環(huán)境;得出有些種子萌發(fā)自身必須度過休眠期的結(jié)論。
基于以上分析學(xué)生們可順利歸納出種子萌發(fā)的自身條件。
設(shè)計意圖:通過呈現(xiàn)課前實驗拍攝的照片,效果更真實、現(xiàn)象更明顯,在無形中對學(xué)生滲透了“實踐是檢驗真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)”的思想教育,也培養(yǎng)了實事求是的科學(xué)態(tài)度,為課后的實踐探究奠定了良好的基礎(chǔ)。
8.知識梳理 先讓學(xué)生梳理歸納,老師再用思維導(dǎo)圖呈現(xiàn)。
圖10 知識梳理
設(shè)計意圖:通過圖式的呈現(xiàn),一目了然,加深學(xué)生的印象,利于鞏固。更重要的是學(xué)生們學(xué)會了探究實驗方案的設(shè)計以及科學(xué)素養(yǎng)的提升,雖然這些
16、無法一語中的或一一呈現(xiàn),但老師依然要鼓勵學(xué)生大膽的表達(dá)“我知道了什么?我學(xué)會了什么?我想……”。
9.創(chuàng)新實踐,學(xué)以致用(觀察創(chuàng)新實驗裝置展開思考)
圖10 創(chuàng)新實驗設(shè)計
1.①、③、④、⑤、⑥處種子未萌發(fā)的原因是什么?
2.這兩套裝置可形成幾組對照,變量分別是什么?
3.②與④可否形成對照?原因是什么?
4.這個實驗說明了什么?
設(shè)計意圖:設(shè)計的練習(xí)通過創(chuàng)新實驗的方式呈現(xiàn),可開闊學(xué)生的思維,激發(fā)了學(xué)生的興趣和探究的欲望。
10.實踐作業(yè) 根據(jù)設(shè)計好的實驗方案進(jìn)行種植實踐或嘗試設(shè)計探究光照對種子萌發(fā)的影響;注意觀察種子萌發(fā)的過程,并做好記錄或拍攝照片。
設(shè)計意圖:為第二課時的展示交流做好準(zhǔn)備,觀察萌發(fā)的過程,為新內(nèi)容的學(xué)習(xí)積累實踐材料。