内容正文:
《第2节 单细胞生物》教学设计
苏教版(2024)初中生物学七年级上册 第1单元 生物体的结构层次 第2章 生物体的组成
一、教材分析
本节是第1单元第2章“生物体的组成”的组成部分,上承细胞的分裂和分化,下启多细胞生物。以草履虫为例,引导学生认识单细胞生物能独立完成营养、呼吸、生殖等生命活动,深化“生物体是一个统一整体”的观念,为后续微生物及生物多样性的学习奠定基础。
二、四维核心素养
(一)生命观念
认识到细胞是生命活动的基本单位,单细胞生物虽然只由一个细胞构成,却是一个在结构和功能上统一的整体;理解生物体的结构与其功能相适应,形成结构与功能观、整体性观念。
(二)科学思维
通过对草履虫各结构与生命活动的对应分析,运用归纳与推理建构“单细胞生物”概念;针对草履虫的应激性,设计并分析对照实验,学会控制变量、作出假设与得出结论。
(三)探究实践
经历“观察草履虫”的显微观察实验,掌握制作装片、使用显微镜观察的操作技能;设计并实施探究草履虫趋性的实验,体验科学探究的一般过程,发展合作交流能力。
(四)态度责任
辩证认识单细胞生物与人类生活的关系,既看到酵母菌、草履虫等的有益价值,也警惕疟原虫等带来的危害;养成严谨求实的科学态度,形成珍爱生命、保护生物的意识。
三、教学重难点
重点:单细胞生物的概念;草履虫的形态结构及其与生命活动的对应关系。难点:将草履虫的各结构与营养、呼吸、排泄、生殖等生命活动一一对应,理解“一个细胞就是一个统一整体”;设计并实施草履虫应激性对照实验,正确控制单一变量。
四、设计意图
围绕“细胞是生命活动的基本单位”这一大概念,以“一滴水中的生命”为主线创设真实任务情境。采用“认识—观察—探究—应用”递进式任务链:比较归纳认识单细胞生物,显微镜观察草履虫,运用结构与功能对应的方法解读其生命活动,设计对照实验探究应激性,并回归生活辩证认识其价值与危害。学生在完成真实任务中经历科学探究全过程,突破“一个细胞如何独立完成生命活动”的难点,落实生命观念、科学思维、探究实践与态度责任四维素养,使所学真正从课本走向生活。
五、教学过程
环节一 情境导入:一滴水中的生命
【任务情境】
教师出示课前从池塘或水沟采集的水样,向学生发问:“这一滴水看起来清澈透亮,里面却可能藏着一个看不见的精彩世界。大家猜一猜,水里会不会生活着某种微小生物?它们长什么样?是单细胞还是多细胞?它们又是怎样生活的?”
【教师活动】
教师将水样分装到小烧杯中供各组传看,用投屏展示显微镜下池塘水样中游动的微小生物画面,直观呈现肉眼难见的生命世界;在此基础上抛出一组问题链:“这些微小的生物为什么能活着?它们是不是只由一个细胞构成?一个细胞真的能完成吃饭、呼吸、运动、繁殖这些事吗?”顺势揭示课题“第2节 单细胞生物”,并把核心问题写在黑板一侧,作为全课探究的线索。
【学生活动】
学生传看水样、观察画面,大胆猜测并围绕问题链提出自己想知道的问题,如“草履虫吃什么”“它怎么运动”“它算不算一个完整的生物体”。
【设计意图】
以真实水样与显微画面创设任务情境,把抽象概念落到看得见的现象上,激发好奇与求知欲;问题链直指“单细胞生物”的本质特征,为学生确立本课要解决的核心问题,起到定向和激趣的作用。
环节二 任务一 初识单细胞生物:认识“只有一个细胞的生命”
【任务情境】
教师出示衣藻、草履虫、变形虫、眼虫等单细胞生物的图片与显微照片,提出问题:“这些生物形态各不相同,却有一个共同特点。请大家观察比较,找出它们的共同之处,说说它们和我们已经认识的动物、植物有什么不同?”
【教师活动】
教师引导学生在对比中抓住关键特征:这些生物个体的确十分微小,都需要在显微镜下才能看清;它们最突出的共同点,是身体只由一个细胞构成,而我们已经学过的动、植物大多由成千上万个细胞构成。教师进一步追问:“一个细胞就能撑起一个完整的生命吗?它要吃饭、呼吸、运动、繁殖,能行吗?”由此引出本课探究主线,并顺势补充单细胞生物的分布范围——广泛分布于淡水、海水和潮湿的土壤等环境中。
【学生活动】
学生观察图片,小组讨论后归纳单细胞生物的共性:个体微小、由一个细胞构成、能独立完成各项生命活动;并尝试用自己的话给“单细胞生物”下定义,完成对概念的第一轮建构。
【设计意图】
通过多例比较与归纳,让学生在差异中把握“单细胞生物”的本质,培养科学思维中的归纳能力;用一个看似矛盾的追问“一个细胞能完成生命活动吗”制造认知冲突,为后续观察草履虫、解读其生命活动埋下伏笔。
环节三 任务二 显微观察草履虫:亲眼看一看显微镜下的小生命
【任务情境】
教师提出任务:“空口无凭。既然大家都想知道‘一个细胞怎么生活’,不如我们亲自动手,用显微镜好好观察一只活生生的草履虫,看看它的真实样子,找找它是怎么完成生命活动的。”随后组织学生进入实验室,分小组开展“观察草履虫”实验。
【教师活动】
教师先明确观察步骤并作关键提示:一是从草履虫培养液的表层吸取一滴培养液(表层溶解氧充足,草履虫多聚集于此);二是滴在载玻片中央后,放入几丝棉花纤维,以限制草履虫游动,便于观察;三是盖上盖玻片,用低倍镜观察。观察中,教师提示学生注意草履虫的体形、运动方式,并可滴入少量墨汁或颜料,观察食物泡的变化。教师巡视各组,纠正取材、盖片等操作,引导学生在观察记录表上画出草履虫的形态简图,标注看到的结构。
【学生活动】
学生分小组按步骤制作装片、调整显微镜进行观察,记录草履虫游动与摄食的现象,绘制形态简图;组内交流观察到的结构,提出“这些结构分别有什么用”的疑问,为下一环节的深度探究作准备。
【设计意图】
把抽象概念建立在直观观察之上,通过动手实验落实探究实践素养;让学生亲眼看到“一个细胞”在运动、在取食,为“细胞是生命活动的基本单位”这一观念的建构提供直接证据,同时训练规范的实验操作技能。
环节四 任务三 解密草履虫的生命活动:一个细胞如何撑起一个生命
【任务情境】
教师结合教材草履虫结构图发问:“刚才我们亲眼看到草履虫会游动、会进食。可它只有一个细胞,没有口、没有胃、没有肺、没有四肢,它究竟是怎样吃饭、运动、呼吸、排泄和繁殖的呢?让我们像侦探一样,把草履虫的秘密一一找出来。”
【教师活动】
教师出示草履虫纵切结构图,用问题链引导学生逐项对照结构与功能:纤毛靠什么摆动让草履虫旋转前进?食物从口沟进入后去了哪里,食物泡里发生了什么,食物残渣又从哪排出?草履虫没有鳃也没有肺,它是靠什么与外界进行气体交换、完成呼吸的?多余的水分和废物由谁收集并排出?细胞里的遗传物质又储存在哪里?在学生回答的基础上,教师归纳梳理出结构与功能的对应关系:纤毛—运动;口沟、食物泡、胞肛—取食、消化、排出食物残渣;表膜—呼吸、排泄;伸缩泡—排泄废物和多余水分;细胞核(大核为营养核、小核为生殖核)—控制生命活动与繁殖;草履虫还以分裂生殖的方式繁殖后代。最后点题:草履虫虽只有一个细胞,却把营养、呼吸、排泄、运动、生殖等生命活动集于一身,是一个结构和功能统一的整体。
【学生活动】
学生图文对照,在结构图上依次标注各结构的功能,完成“结构—功能”配对;随后用连贯的语言完整讲述草履虫“摄取食物—消化吸收—排出残渣”“呼吸—排泄”“运动—繁殖”的生命过程,并比较草履虫与变形虫的异同(变形虫依靠伪足运动并取食)。
【设计意图】
以“侦探解密”任务驱动,引导学生通过问题链把分散的结构与功能建立联系,突破本课难点;在“结构—功能”对应中培养结构与功能观和整体性观念,落实生命观念与科学思维素养,使“一个细胞就是统一整体”的大概念在分析中自然生成。
环节五 任务四 探究草履虫的应激性:它会趋利避害吗
【任务情境】
教师抛出生活化问题:“如果我们在培养液的一侧滴一滴盐水或食醋,另一侧保持清水,草履虫会待在哪里?如果把草履虫遇到‘坏环境’会躲开、遇到‘好环境’会靠近,这说明了什么?”由此引出探究任务:设计实验,验证草履虫能对外界刺激作出反应。
【教师活动】
教师先引导学生明确探究问题、作出假设,再组织小组讨论实验方案。教师重点点拨对照实验的设计要领:在载玻片上滴两滴草履虫培养液,用棉花纤维将两滴培养液隔开并留一条通道;在一侧滴加盐水或食醋作为实验组,另一侧滴加清水作为对照组,其余条件保持一致,即做到控制单一变量、设置对照。学生实施观察后,教师引导学生归纳:草履虫会主动趋向清水、避开盐水或食醋,说明单细胞生物能对外界刺激作出反应,具有应激性,从而趋利避害、适应环境。
【学生活动】
学生在教师引导下完成“提出问题—作出假设—设计并实施实验—记录现象—得出结论”的完整探究,记录草履虫在盐水侧与清水侧的分布情况,分析实验现象,得出“草履虫具有应激性、能趋利避害”的结论,并反思如何进一步改进实验。
【设计意图】
以对照实验为载体,让学生完整经历科学探究的一般过程,重点落实科学思维与探究实践素养;通过动手验证“应激性”,帮助学生理解单细胞生物虽微小却具备适应环境的能力,深化“生物体是统一整体、能独立生活”的认知,突破难点。
环节六 任务五 单细胞生物与人类的关系:是友还是敌
【任务情境】
教师把话题引向生活:“单细胞生物离我们的生活其实很近。你早上吃的发面馒头、喝的可口米酒,都离不开某些单细胞生物的帮忙;可疟疾等疾病也可能由单细胞生物引起。它们是我们的朋友,还是我们的敌人?”引导学生围绕“单细胞生物与人类的关系”展开讨论。
【教师活动】
教师呈现一组实例,引导学生区分有益与有害:酵母菌在发面、酿酒中的作用;草履虫等可吞食水中的细菌,起到净化污水的作用;水中的单细胞浮游生物为鱼类等提供饵料;而疟原虫会引发疟疾,痢疾内变形虫等可危害人体健康。教师组织学生把所学单细胞生物按“有益”“有害”归类,并引导辩证认识:同一种生物在不同情境下对人类可能利大于弊或弊大于利,我们应当趋利避害、合理利用。
【学生活动】
学生结合生活经验与实例,将草履虫、衣藻、酵母菌、疟原虫等分入“有益”或“有害”类别并说明理由;小组内交流“你还能想到哪些与单细胞生物相关的现象”,将课堂所学与生活实际联系起来。
【设计意图】
把知识从课本引向真实生活,通过分类、举例与讨论落实态度责任素养;引导学生辩证看待单细胞生物与人类的关系,树立合理利用生物资源、关注生命健康的意识,体现学以致用。
环节七 总结提升:一个细胞,一个世界
【任务情境】
教师把学生带回课首的问题:“学到这里,我们再回答最初的问题——单细胞生物只由一个细胞构成,它算不算一个完整的生物体?这一滴水里的生命世界,给你留下了什么印象?”引导学生回望全课,梳理收获。
【教师活动】
教师带领学生共同梳理板书,归纳本课主线:单细胞生物由一个细胞构成,却能独立完成营养、呼吸、排泄、运动、生殖等生命活动,具有应激性,是一个结构和功能统一的整体;它广泛存在于自然界,与人类生活关系密切。教师据此重申大概念“细胞是生命活动的基本单位”,并布置课后拓展任务:查阅资料,了解单细胞生物在生活中的更多应用,尝试设计观察其他单细胞生物的简易方案。
【学生活动】
学生回望问题链,尝试用自己的语言完整概括“单细胞生物”的本质特征,构建简单的概念图;交流本课的收获与疑问,为后续多细胞生物的学习作好铺垫。
【设计意图】
以首尾呼应的方式回扣核心问题,帮助学生把零散知识结构化,深化大概念;通过自我小结与课后拓展,巩固素养目标,实现知识的迁移与延伸,体现“从课本走向生活”的闭环。
六、板书设计
【板书设计】
第2节 单细胞生物
一、概念:由一个细胞构成,能独立完成各项生命活动
二、代表生物——草履虫(观察)
纤毛——运动; 口沟、食物泡、胞肛——取食、消化、排出残渣
表膜——呼吸、排泄; 伸缩泡——排泄废物和多余水分
细胞核:大核(营养)、小核(生殖)——分裂生殖
三、应激性:能趋利避害、适应环境
四、与人类的关系:有益(酵母菌、净化污水)/有害(疟原虫等)
结论:一个细胞,就是一个统一的生命整体
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