自制投影显微镜观察植物细胞 课件-2025-2026学年苏科版生物七年级上册

该初中生物学课件围绕植物细胞观察，通过回顾显微镜结构引导学生思考自制投影显微镜的核心结构与投影设计，搭建从已有知识到创新实践的学习支架，融合物理凸透镜成像原理与生物细胞观察。 其亮点在于跨学科融合与低成本实践，利用玻璃珠、星空灯等生活材料（成本<10元）制作投影显微镜，通过动手组装调试培养科学思维与探究实践能力，支持全班共享观察结果，既提升学生动手兴趣，又便于教师统一讲解和普及。

自制投影显微镜用于植物细胞 观察实验 一堂融合物理与生物的创新实践课 主讲人 符广勇 学校 贵州省大方县坡脚中学 教材版本 苏科版（新） 日期 2026年5月 1.7.2013 大家好，欢迎来到今天的创新实践课。今天，我们将一起挑战一个有趣的任务：亲手制作一台投影显微镜，并用来观察植物细胞。这不仅是一次动手实验，更是一场融合了物理光学和生物知识的奇妙探索。让我们一起开启这段微观世界的旅程吧！ ‹#› 我们能自己造一台显微镜吗？ 回顾与思考 大家还记得显微镜的关键结构有哪些吗？ （引导学生回答：目镜、物镜、载物台、反光镜/光源、调节旋钮等） 挑战与创新 如果让你自己动手制作一台显微镜，你认为最核心的部分是什么？我们需要制作哪些结构？ 拓展与想象 传统显微镜一次只能一个人看，如果我们想让全班同学都能同时看到，把图像投影出来，应该如何设计和制作呢？ 1.7.2013 在开始动手之前，让我们先来思考几个问题。首先，谁能告诉大家，一台标准的显微镜有哪些重要组成部分？很好！那么，如果现在让你从零开始，用身边的材料做一台，你觉得最难的部分是什么？更有趣的是，如果我们想让全班同学都能看到微观世界，而不是一个人独享，我们该如何改造它，让它能像投影仪一样工作呢？这些问题的答案，将在我们接下来的制作中一一揭晓。 ‹#› 本次实验，我们将达成三大目标 目标一：知识与原理 理解原理：深入理解投影显微镜的制作原理，特别是利用凸透镜（玻璃珠）成像和光源投影的光学原理。 掌握规律：理解并掌握玻片标本的移动规律与最终成像之间的对应关系。 目标二：技能与操作 学会制作：在指导下，亲手完成一台简易投影显微镜的组装制作，熟悉其内部构造。 熟练使用：熟练使用自制显微镜观察临时装片，独立完成调焦、转换观察目标等基本操作。 目标三：分析与探究 观察与记录：准确拍摄投影出的微观标本图像，并详细记录观察过程中出现的各类现象。 结果分析：基于观察到的显微图像，进行科学分析，尝试识别并描述细胞的基本结构。 1.7.2013 通过本次实验，我们希望大家能达成三个主要目标。首先是知识层面，我们要理解投影显微镜背后的光学原理。其次是技能层面，大家要亲手学会制作和使用这台显微镜。最后是探究层面，我们要学会观察、记录并分析我们看到的微观世界。希望通过这堂课，大家不仅能学到知识，更能提升自己的动手和探究能力。 ‹#› 投影显微镜的理论依据 星空灯投影原理 (光源与一次放大) 我们利用星空灯作为强光源，它自带的透镜可以对光线进行初步的汇聚和放大，形成一个基础的投影光路，为成像提供充足且合适的光量。 玻璃珠的放大作用 (物镜原理) 玻璃珠在这里扮演了“物镜”的角色，相当于一个微型的凸透镜，是成像放大的核心部件。 �� 关键知识点：大小与倍数成反比 • 越小的珠子 (如6mm)，放大倍数越大 • 越大的珠子 (如14mm)，放大倍数越小 固体胶棒的伸缩结构 (调焦原理) 利用固体胶棒的可伸缩特性调节焦距。通过旋转胶棒，改变“物镜”(玻璃珠)与标本之间的物理距离，从而改变像距，在投影面上找到最清晰的成像位置。 1.7.2013 那么，我们自制的显微镜到底是如何工作的呢？它主要基于三个原理。首先，我们利用星空灯作为光源和初步的投影装置。其次，我们用不同大小的玻璃珠作为物镜，小珠子放大倍数高，大珠子放大倍数低。最后，我们利用固体胶棒的伸缩功能来调节焦距，就像拧螺丝一样，找到最清晰的图像。这三个部分组合起来，就构成了我们投影显微镜的核心秘密。 ‹#› 工欲善其事，必先利其器 核心材料 • 核心光学元件：6mm 玻璃珠, 14mm 玻璃珠 • 光源与结构：星空灯, 5ml 注射器、大容量笔芯, 固体胶棒 • 电源：充电宝 工具列表 • 切割与塑形：剪刀,小刀/ 解剖刀, 打火机 • 固定与连接：黑色电胶布, 胶水 1.7.2013 接下来，让我们看看制作这台神奇显微镜需要哪些“军火”。我们需要的核心材料包括两种大小的玻璃珠、一个星空灯、注射器、固体胶棒和充电宝。工具则包括剪刀、解剖刀、打火机以及用于固定的胶布和胶水。大家可以看到，这些都是生活中非常常见和容易找到的物品，这正是我们这个实验的魅力所在。 ‹#› 动手创造！分四步组装我们的显微镜 01 制作物镜 打造我们的“放大镜”，这是显微镜观察微观世界的核心“眼睛”，决定了观察的清晰度。 02 改装星空灯 对星空灯进行拆解与改造，利用它的LED灯光源，将其变身为显微镜的底座与照明系统。 04 组装与调试 将制作好的物镜组件与改装后的星空灯进行机械组装，调整两者的间距完成对焦，让显微镜正常工作。 03 制作调焦装置 利用胶棒伸缩特性制作调焦距的装置。 1.7.2013 我们的制作过程可以分为三个主要步骤。第一步，我们要制作核心的“眼睛”——物镜。第二步，我们要对星空灯进行改造，让它成为我们显微镜的光源和载物台。最后一步，就是将所有部件组装起来，并进行调试，让我们的显微镜能够正常工作。下面，我们将一步步详细讲解。 ‹#› 本实验注意事项 玻璃珠存放注意避光，以免引发火灾。 镜头制作安装都要对准光源，如有漏光需用卫生纸填补漏光出。胶布缠绕的镜头易变形，需要多调整才能更好观察。 注意胶水的使用方式，切勿入眼。若入眼用常温清水冲洗。 切片是请勿将刀片对准他人，切割时不宜将表皮切得太深。 打孔时小心烫伤。 6 其余临时装片制作严格按课本执行。 步骤一：打造我们的“眼睛”——物镜 01 切割镜筒 将注射器（或笔芯）切割成2-3厘米长的小段，作为基础镜筒。 02 安装玻璃珠 将6mm和14mm的玻璃珠分别塞入切割好的筒段一端，作为镜片。 03 缠绕固定 使用黑色电胶布紧密缠绕外部，调整直径使其与星空灯光源出口匹配。 04 完成制作 这样，我们就成功制作了两个不同放大倍数的“物镜”，准备开始组装吧！ 准备材料： 收集不同直径的玻璃珠作为透镜，废弃的笔芯或注射器筒身则是制作镜筒的绝佳材料。 物镜成品： 用黑色电胶布包裹后的物镜，不仅外观专业，更重要的是确保了连接处的稳定性和遮光性。 1.7.2013 首先是制作物镜。我们需要把注射器切成小段，然后把两种不同大小的玻璃珠分别塞进去，再用电胶布缠好，做成两个可以替换的物镜。这个过程非常简单，但非常关键，因为它直接决定了我们显微镜的放大能力。大家看，这就是我们制作好的物镜，是不是很像那么回事？ ‹#› 步骤二：改造光源，赋予它新使命 01切割分离 在星空灯的划线处，用打火机加热解剖刀后进行切割。将星空灯分离成两部分：带透镜的头部和带电源的主体。操作时请注意用火安全。 02功能分配 •带透镜一侧：用胶布缠绕加固，作为连接物镜的接口，成为显微镜光路系统的一部分。 •电源一侧：保留其发光功能，作为显微镜的底部光源，其顶部平面则改造为承载标本的载物台。 1.7.2013 第二步是改造星空灯。我们需要用加热的解剖刀将它切开，分成两部分。带灯泡的这部分将成为我们的光源和载物台，而带透镜的另一部分则用来连接我们的物镜。这个改造过程需要一点技巧，大家操作时要注意安全。改造完成后，星空灯就从一个玩具变成了我们科学实验的重要仪器。 ‹#› 步骤三：拉近距离，调焦装置。 01打孔连接 打孔（加热解剖针烫出所需孔洞，并用小刀切掉多余部分），利用卫生纸填充如图盖子并用胶水粘贴固定。 02组装调试 连接好后如图所示，尝试调节旋钮看能否伸缩（可以调节焦距的结构就完成了） 1.7.2013 第二步是改造星空灯。我们需要用加热的解剖刀将它切开，分成两部分。带灯泡的这部分将成为我们的光源和载物台，而带透镜的另一部分则用来连接我们的物镜。这个改造过程需要一点技巧，大家操作时要注意安全。改造完成后，星空灯就从一个玩具变成了我们科学实验的重要仪器。 ‹#› 步骤四：合体！组装并调试我们的投影显微镜 01 固定光源 使用胶带将星空灯电源部分（光源）固定在固体胶棒的一端，确保稳固不晃动。 02 安装物镜 小心地将制作好的水滴（物镜）安装到星空灯的透镜一侧，保持物镜表面清洁。 03 制作压片夹 将回形针（胶圈）轻轻掰弯，制作成一个简易的压片夹，并固定在载物台上，用来固定装片。 04 调试光路 放上写有“e”的装片并接通电源，缓慢伸缩固体胶棒调节距离，直到屏幕上出现清晰的圆形视野。 1.7.2013 现在到了最激动人心的组装环节！我们把光源固定在固体胶棒上，装上物镜，再用回形针做个简易的压片夹。最后，放上装片，打开电源，像拧望远镜一样伸缩胶棒来对焦。当你在墙上看到一个清晰的圆形光斑时，恭喜你，你的显微镜就成功了！ ‹#› 实验准备：制作临时装片 (擦→滴→切→撕→盖→染) 📋 实验材料：洋葱表皮、碘液、载玻片、盖玻片、解剖刀、镊子、清水、自制投影显微镜。 01 擦 用干净的纱布将载玻片和盖玻片擦拭干净，确保无污渍。 02 滴 在洁净的载玻片中央滴加一滴清水，为放置标本提供环境。 03 切 & 撕 用解剖刀在洋葱内表面划“#”字，再用镊子轻轻撕取一小块薄而透明的内表皮。 04 展 将撕下的内表皮放入载玻片的水滴中，并用解剖针将其轻轻展平，防止细胞重叠。 05 盖 用镊子夹起盖玻片，使其一侧先接触水滴，然后缓缓放下，避免产生气泡。 06 染 在盖玻片的一侧滴一滴碘液，用吸水纸从另一侧吸引，使染液均匀浸润标本。 1.7.2013 显微镜做好了，我们还需要准备观察的对象——洋葱表皮细胞临时装片。制作装片有六个关键步骤：擦、滴、切、撕、盖、染。大家跟着我一步步操作，注意操作的细节，比如盖盖玻片时要缓缓放下，避免产生气泡，这样才能获得清晰的观察效果。 ‹#› 观察一：像在哪里？像是什么样的？ 01. 放置装片 将字母“e”装片放在载物台上，用压片夹固定，确保装片位置正对通光孔，且字母“e”保持正常正放状态。 02. 观察成像 & 思考 换用14mm低倍物镜观察，你会发现屏幕上的像发生了明显变化。 💡结论：投影显微镜下观察到的是上下、左右完全颠倒的倒立实像。 03. 移动装片 & 思考 尝试向左移动装片，观察像的移动方向。 💡结论：物像移动的方向与玻片标本移动的方向完全相反。 显微镜视野示意图：成像与实物方向相反 1.7.2013 在观察细胞之前，我们先用一个简单的字母“e”装片来探究成像规律。请大家将装片放在载物台上，看看屏幕上的像有什么特点？没错，它是上下左右都颠倒的。这就是显微镜的成像特点——倒立的实像。接着，我们试着向左移动装片，会发现图像向右移动。这说明，物像移动的方向和标本移动的方向是相反的。记住这个规律，对我们后续寻找细胞非常有帮助。 ‹#› 观察二：放大看看洋葱的“皮肤” 观察对象 制作好的洋葱内表皮临时装片 01. 低倍观察使用14mm物镜，找到清晰的细胞图像。 02. 高倍观察更换为6mm物镜，再次调焦，让视野更清晰。 03. 识别结构在高倍镜下，仔细分辨细胞壁、细胞质与细胞核的形态位置。 细胞壁 位于细胞最外层，质地较厚，起支持和保护作用。 细胞质 充满在细胞壁以内，细胞核以外的透明胶状区域。 细胞核 被碘液染成深色、近似圆形的结构，是细胞的控制中心。 1.7.2013 现在，让我们正式进入细胞世界！把做好的洋葱装片放到载物台上，先用低倍物镜找到清晰的视野。大家看到了吗？一个个排列整齐的小格子，这就是洋葱的表皮细胞。接下来，我们换上高倍物镜，再次对焦。现在图像更大了，我们可以清晰地看到被染成深色的细胞核，以及包裹着它的细胞质和最外层的细胞壁。这就是生命的基本单位——细胞。 ‹#› 拓展观察：不止于洋葱，探索更多可能 玉竹或菠菜叶片 🔬 制作装片： 制作稍带叶肉的下表皮细胞临时装片，无需染色。 👀 观察要点： 寻找气孔（由两个半月形保卫细胞组成），以及含有绿色叶绿体的叶肉细胞。 其他鲜嫩植物叶片 💡 探索小贴士 除了课本上的经典材料，生活中很多植物都能成为观察对象。试着观察一下身边的芹菜、菠菜或其他鲜嫩的绿色植物叶片，看看它们的细胞有什么异同？ 1.7.2013 我们的探索不应止步于洋葱。大家可以尝试制作其他植物的装片，比如玉竹或黑藻的叶片。在这些叶片上，我们可能会看到更有趣的结构，比如用于呼吸的气孔，或者进行光合作用的叶绿体。科学的乐趣就在于不断探索，希望大家能利用这台自制的显微镜，发现更多微观世界的奥秘。 ‹#› 我们的发现！实验成果展示 通过自制的投影显微镜，我们成功地观察到了植物细胞的基本结构，验证了显微镜的成像规律。这不仅加深了我们对细胞结构的理解，也让我们体验到了DIY的乐趣和成功的喜悦。 图1：成像规律展示 观察字母“e”的投影图像，直观验证了显微镜成倒立、放大实像的规律。 图2：洋葱内表皮观察 清晰观察到经过染色处理的洋葱内表皮细胞，细胞壁与细胞核清晰可见。 图3：叶肉细胞观察 成功捕捉到了含有绿色叶绿体的叶肉细胞，感受植物微观世界的生命力。 1.7.2013 让我们一起来欣赏一下今天的成果！这是我们观察到的字母“e”的倒像，这是排列整齐的洋葱表皮细胞，还有带有绿色叶绿体的叶肉细胞。每一张图片都记录了我们的发现和成功。通过亲手制作和观察，我们不仅看到了微观世界，更体会到了科学探究的乐趣。 ‹#› 这堂课的独特之处 01 / 跨学科融合 将物理的凸透镜成像原理与生物的细胞观察完美结合，打破学科壁垒。 02 / 成本低廉 所有材料均为生活中常见的简易物品，总制作成本不超过10元，易于普及。 03 / 直观共享 支持投影到较大墙上，全班共享观察结果，方便老师统一讲解和同学们交流讨论。 04 / 应用广泛 不仅能观察微小生物，还可拓展用于模拟近视与远视原理，兼具趣味性与实用性。 05 / 自主探究学生可以在家利用简易材料自行制作和观察，将科学探究精神从课堂延伸到课外。 1.7.2013 回顾这堂课，它有很多独特之处。首先，它将物理和生物知识巧妙地融合在一起。其次，它成本极低，让每个学生都能动手。最棒的是，它的投影功能实现了观察结果的共享。这种DIY的方式不仅有趣，而且具有很强的拓展性，希望大家能把这种探究精神带到课外，继续探索科学的奥秘。 ‹#› 探索永不止步 课后练习 01. 整理实验报告：详细记录本次实验的目的、原理、步骤、观察到的现象以及你的思考和结论。 02. 清洁与保养：将自制的显微镜和实验用具清洗干净，妥善保存，养成良好的实验习惯。 科学思考题 Q1:除了玻璃珠，你还能想到用什么生活中的物品来代替显微镜的物镜吗？ Q2:如果想获得更大的放大倍数，除了更换更小的玻璃珠，还有没有其他方法？ Q3:尝试用你的显微镜观察一滴池塘水，看看能发现什么微小的生命？ 1.7.2013 今天的课程到此结束，但我们的探索永不止步。请大家课后完成实验报告，并思考这几个问题。科学的发现往往源于不断的思考和尝试。希望今天这堂课能在大家心中种下一颗探索科学的种子，未来能开出更绚烂的花朵。谢谢大家！ ‹#› $