1.1.3 研究生物学需要特定的器具（教学设计） 2026-2027学年济南版初中生物七年级上册

第三节 研究生物学需要特定的器具 济南版初中生物学七年级上册 第一单元 奇妙的生命现象 第一章 探究奇妙的生命现象 教学设计 一、教材分析 本节是济南版七年级上册第一单元第一章的第三节，承接前两节对生命现象与探究方法的初步认识，系统介绍生物学研究中常用的器具，重点练习显微镜的构造识别与规范使用，为后续细胞结构观察、临时装片制作及全部实验课奠定操作基础，是初中生物实验入门的关键一课。 二、学情分析 七年级学生刚进入中学，对生物实验室和显微镜充满好奇但缺乏操作经验，动手欲望强却容易因好奇而忽视规范。学生在小学科学中接触过放大镜等简单工具，但对显微镜这种精密仪器尚未建立结构与功能对应的认识，需要通过任务驱动、分步示范和小组互助，在真实操作中形成规范意识与安全习惯。 三、四维核心素养目标 （一）生命观念 通过使用显微镜观察叶片、番茄果肉、口腔上皮细胞等真实生物材料，学生能够建立“细胞是生物体结构和功能基本单位”的初步认识，体会肉眼所见的宏观生命现象背后存在着精密的微观结构，形成对生命世界层次性、统一性的初步生命观念。 （二）科学思维 在识别显微镜结构、分析“物像为什么倒转”“放大倍数如何计算”“视野中污点在哪里”等问题时，学生通过观察、比较、推理和归纳，建立结构与功能相适应的思维方式，能够由现象推导原理、由原理解释操作，并能对错误操作进行原因分析与修正。 （三）探究实践 学生以小组为单位完成“认识器具—认识显微镜—规范使用显微镜—制作并观察临时装片”系列任务，经历取镜安放、对光、放片、调焦、观察、收镜的完整操作流程，在动手实践中提升观察、测量、记录、合作与问题解决能力，初步学会使用显微镜这一生物学基本探究工具。 （四）态度责任 在实验室规则、轻拿轻放、镜头保护、材料处理、清洁归位等环节中，学生体会精密仪器需要规范操作和爱护，形成严谨求实的科学态度、遵守实验室安全规则的责任意识，以及珍惜实验材料、爱护公共器材、与同伴协作共享的科学道德。 四、教学重难点 教学重点：识别显微镜各主要结构名称与功能；规范说出显微镜的使用步骤；初步学会独立使用显微镜观察到清晰物像。教学难点：理解显微镜成像原理（倒像、放大倍数计算）；对光与调焦环节的熟练操作；在观察中由低倍镜到高倍镜的转换与物像追踪。 五、设计意图 本节课以“任务驱动—活动建构—规范迁移”为主线，打破传统教师讲、学生看的实验课模式。整节课围绕“生物学家怎样观察肉眼看不见的生命世界”这一真实问题情境，设计五个层层递进的子任务：认识器具、认识显微镜、规范使用、制作装片、归纳拓展，让学生在完成任务的过程中自然习得知识、形成技能、养成态度。 设计中突出三点：其一，结构与功能对应，让学生在显微镜上找到结构、说出功能、解释为什么这样设计；其二，操作与原理互证，每一步操作都追问“为什么这样做”，避免机械模仿；其三，规范与责任同行，从取镜手势到收镜归位，把实验规则转化为学生自觉的行为习惯，落实生物学科核心素养。 六、教学准备 教师准备：显微镜（每小组一台，提前检查镜头、反光镜或光源、粗细准焦螺旋）、擦镜纸、纱布、载玻片、盖玻片、滴管、镊子、刀片、清水、稀碘液、洋葱鳞片叶、番茄果肉、叶片横切永久装片、人血涂片、写有“上”字的透明纸片；多媒体课件、显微镜结构示意图、操作示范微视频、任务学习单。 学生准备：预习教材本节内容，两人一组分工为操作员、记录员，穿好实验服或套袖，长发束起，摘除围巾与挂饰。 七、教学过程 【任务情境导入】走进微观生命世界 情境创设：教师出示一片树叶、一块番茄果皮、一滴池塘水，提问：“用我们的眼睛，能看到树叶表面有什么？番茄果肉里面是什么样的？池塘水里真的只是水吗？”请学生先用放大镜观察，再问：“放大镜下看到的，就是生命世界的全部吗？” 学生活动：学生分组用放大镜观察树叶和番茄果肉，交流看到的现象，发现放大镜虽然把物体放大了，但仍然看不到细胞层面的结构，由此产生“需要更强的放大工具”的内在需求。 教师引导：“几百年来，生物学家正是借助一类特殊的器具，才打开了肉眼看不到的微观生命世界。今天，我们就一起走进生物实验室，认识这些研究生物学需要的特定器具，并亲手学会其中最重要的一件——显微镜。” 设计意图：从学生熟悉的生活材料切入，用“放大镜不够用”制造认知冲突，自然引出显微镜这一核心器具，让学生带着真实问题进入新课，避免一上来就讲仪器结构的枯燥感。 任务一：实验室大发现——认识生物学常用器具 1. 任务描述 每个实验台的托盘里摆放着本节将用到的器具，请对照教材插图和学习单，辨认放大镜、载玻片、盖玻片、滴管、镊子、刀片、培养皿、烧杯、酒精灯、三脚架、石棉网、解剖针等器具，说出它们的名称和一个可能的用途，并按“观察类/切片装片类/加热类/盛放类”给它们分一分类。 2. 学生活动 小组合作，先不打开任何器具包装，只用眼睛看、用手轻轻拿取，在学习单上填写器具名称和用途猜测。教师巡视，重点提醒刀片、酒精灯属于危险器具，未经老师允许不得触碰、点燃。 小组汇报时，鼓励学生用自己的话说出用途，例如：载玻片是“托住观察材料的玻璃片”，盖玻片是“盖在材料上面的小薄玻璃”，滴管是“吸少量液体滴在材料上”。教师在黑板上同步分类板书，纠正错误名称（如把载玻片说成“玻璃片”）。 3. 教师点拨 教师强调三点规范：第一，轻拿轻放，玻璃器具易碎；第二，刀片、酒精灯等危险器具听指令使用；第三，用毕归位，保持台面整洁。并追问：“为什么观察材料要放在载玻片上，而不能直接放在显微镜载物台上？”引导学生理解：显微镜镜头离玻片很近，材料必须薄而透明，才能让光线穿过进入镜头。 设计意图：这一任务让学生在正式使用显微镜之前先熟悉实验台和常见器具，建立“生物实验室有哪些工具、各自做什么”的整体印象，同时渗透分类思维和安全规范，为后面的显微镜操作扫清工具认知障碍。 任务二：拆解显微镜——认识它的结构与功能 1. 任务描述 以小组为单位，对照教材插图和显微镜实物，在学习单的显微镜轮廓图上，用箭头标注出目镜、物镜、转换器、载物台、通光孔、遮光器（光圈）、反光镜（或光源）、粗准焦螺旋、细准焦螺旋、镜臂、镜座、镜筒、压片夹等结构名称，并在每个结构旁边写一句话说明它的功能。 2. 学生活动 学生两人一组，一人指结构，一人说名称和功能，然后交换。教师提供“结构—功能”配对小卡片，让学生先配对再贴到图上，降低难度。教师重点巡视三组问题：① 目镜和物镜的区别（目镜无螺纹、物镜有螺纹）；② 粗准焦螺旋和细准焦螺旋的分工（粗调大幅度、细调清晰度）；③ 反光镜两面（平面镜和凹面镜）分别在什么光线条件下使用。 3. 教师精讲 教师在课件上展示显微镜放大动画，讲解两条核心原理： 其一，物像放大倍数 = 目镜放大倍数 × 物镜放大倍数。例如目镜“10×”、物镜“40×”，看到的物像就是被放大了 400 倍。放大倍数越大，看到的细胞越大，但视野范围越小、光线越暗。 其二，显微镜下看到的物像是倒像（上下颠倒、左右相反）。教师演示：在透明纸上写一个“上”字，放在载物台上，请学生预测视野里看到的是什么，再让学生实际观察验证——学生惊讶地发现看到的是旋转了 180 度的“上”。教师追问：“如果物像偏视野左上方，应该把玻片往哪个方向移动才能让它到中央？”引导学生推理：物像偏哪，玻片就往哪移。 4. 即时小检测 教师口头出题：① 目镜 5×、物镜 10×，放大倍数是多少？② 想看得更亮一点，应该用反光镜的哪一面？③ 物像偏右下方，玻片往哪移？学生抢答，巩固结构与功能对应。 设计意图：结构不是靠死记硬背，而是靠“找到—命名—解释功能—验证原理”的过程建立。用“上”字倒像实验和放大倍数动画，把抽象的光学原理变成学生可观察、可推理的现象，落实科学思维中模型建构与推理论证的素养要求。 任务三：我是小小实验员——规范使用显微镜 1. 任务描述 在教师示范和微视频的辅助下，每一位同学都要亲手完成一次完整的显微镜操作：取镜和安放 → 对光 → 放置玻片标本 → 观察（先低倍后高倍） → 收镜整理。操作员完成一步，记录员在学习单上用“√”或“×”打分，下一位同学再操作。 2. 教师分步示范与要点讲解 第一步，取镜和安放。教师边做边说：“一手握住镜臂，一手托住镜座，把显微镜轻轻放在实验台略偏左的位置，镜座距台边约一拳距离，镜臂朝向自己，安装好目镜和物镜。”强调：严禁单手提显微镜，否则目镜和物镜容易滑落摔碎。 第二步，对光。教师示范：“转动转换器，使低倍物镜对准通光孔；用一个较大的光圈对准通光孔；一只眼向目镜内注视，另一只眼睁开；转动反光镜，使光线经过通光孔反射到镜筒内，直到看到一个白亮的圆形视野。”关键提醒：对光时眼睛看目镜，手调反光镜；视野一定要是明亮均匀的，不能一边亮一边暗，更不能是黑圈。 第三步，放置玻片标本。教师示范：“把写有‘上’字的透明纸片或永久装片放在载物台上，用压片夹压住，标本要正对通光孔的中心。” 第四步，观察。教师示范并强调安全操作：“转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓下降，直到物镜接近玻片标本为止——这时候眼睛一定要从侧面看着物镜，防止物镜压碎玻片、损坏镜头！”然后“一只眼向目镜内看，同时反向转动粗准焦螺旋，使镜筒缓缓上升，直到看清物像为止；再略微转动细准焦螺旋，使看到的物像更加清晰。”需要换高倍物镜时，先把要观察的目标移到视野中央，再转动转换器换高倍物镜，轻轻调动细准焦螺旋即可，切勿再动粗准焦螺旋。 第五步，收镜。教师示范：“实验完毕，先提升镜筒，取下玻片标本；用纱布把显微镜外表擦拭干净，如需擦镜头，只能用擦镜纸；转动转换器，把两个物镜偏到两旁，并将镜筒缓缓下降到最低处；最后把显微镜放进镜箱，送回原处。” 3. 学生分组操作 学生两人一组轮换操作。教师和实验员在教室内巡回指导，重点纠正以下典型错误：① 单手提镜；② 对光时眼睛闭一只；③ 镜筒下降时眼睛看目镜而不是看物镜；④ 高倍镜下使用粗准焦螺旋；⑤ 镜头用纱布擦；⑥ 收镜时物镜没有偏到两旁。 对操作顺利的小组，教师鼓励他们尝试观察叶片横切永久装片，找到一个个排列整齐的细胞；对操作有困难的小组，教师蹲下身再示范一次，让学生跟着口令一步一步做，直到看到白亮视野和清晰物像。 4. 问题会诊 教师请几个小组汇报操作中遇到的问题，例如：“视野里一片黑怎么办？”——可能是物镜没对准通光孔、光圈太小、反光镜方向不对或玻片太厚不透光。“看到物像但模糊怎么办？”——微调细准焦螺旋。“视野里有一个污点怎么判断在哪里？”——移动玻片，污点动就在玻片上；转动目镜，污点动就在目镜上；都不动，就在物镜上。 设计意图：显微镜操作是一项技能，技能只能在动手做中学会，不能靠听讲。通过“教师示范—学生模仿—同伴互评—问题会诊”的闭环，让每一位学生都至少完整操作一次，并在错误中理解每一步操作背后的安全与光学道理，落实探究实践和态度责任两大素养。 任务四：观察身边的生命——制作并观察临时装片 1. 任务描述 我们已经会用显微镜看永久装片了，可生物学家研究的往往是新鲜材料。请小组合作，用洋葱鳞片叶内表皮制作一张临时装片，放在显微镜下观察，看看真实的植物细胞长什么样。 2. 制作步骤讲解（动词口诀：擦→滴→撕→展→盖→染→吸） 擦：用干净的纱布把载玻片和盖玻片擦拭干净。滴：把载玻片放在实验台上，用滴管在载玻片中央滴一滴清水。撕：用镊子从洋葱鳞片叶内侧撕取一小块透明薄膜——内表皮。展：把撕下的内表皮浸入载玻片上的水滴中，用镊子把它展平。盖：用镊子夹起盖玻片，使它的一边先接触载玻片上的水滴，然后缓缓放下，盖在要观察的材料上——这样才能避免盖玻片下面出现气泡。染：把一滴稀碘液滴在盖玻片的一侧。吸：用吸水纸从盖玻片的另一侧吸引，使染液浸润标本的全部。 3. 学生分组制作与观察 学生按口诀制作临时装片，教师巡回提醒两个最容易出错的地方：一是材料不能太厚、要展平，否则细胞重叠看不清楚；二是盖玻片一定要一边先接触水滴再缓缓放下，否则会产生大量气泡。 制作完成后，把装片放到载物台上，先用低倍镜找到细胞，再换高倍镜观察。学生兴奋地看到一个个近似长方形、排列整齐的洋葱表皮细胞，染色后能看到颜色较深的细胞核。教师请学生在学习单上画出看到的细胞简图，标注细胞壁、细胞质、细胞核（看不清液泡也正常）。 4. 拓展观察（有时间的小组） 教师鼓励完成快的小组用同样的方法取一点番茄果肉，在载玻片上用镊子轻轻挑开，制成装片观察红色的果肉细胞；或者观察人的口腔上皮细胞临时装片，比较动物细胞和植物细胞在外形上的不同。这部分内容为下一节“细胞的结构”埋下伏笔。 设计意图：从“看别人做好的装片”到“自己做一张装片”，学生真正经历了一次完整的生物学观察研究流程：取材—处理—装片—观察—绘图—交流。口诀化步骤降低了记忆负担，气泡问题的讨论让学生再次体会“细微操作影响观察结果”的严谨性，是探究实践素养的集中体现。 任务五：归纳梳理与迁移拓展 1. 课堂小结 教师引导学生一起回顾：今天我们认识了生物学研究中需要的一系列特定器具，重点学会了显微镜的结构和使用。请同学们用一句话总结：“显微镜让我看到了……”学生自由发言，例如“显微镜让我看到了肉眼看不到的细胞”“显微镜让我知道工具能拓展人的观察能力”“显微镜让我明白科学操作要非常规范”。 2. 方法迁移 教师追问：“如果以后我们要观察更微小的结构，比如病毒、细胞里面更精细的结构，光学显微镜还够不够？”由此简单介绍电子显微镜的放大倍数可以达到几百万倍，说明生物学工具一直在发展，人类对生命的认识也随着工具进步而不断深入，激发学生对后续学习和未来科学探索的向往。 3. 课后任务 任务 A：整理学习单，把显微镜结构图补完整，并写下自己今天操作中最容易出错的一步以及下次怎样避免。任务 B：回家后用放大镜观察一种身边的小物体（如指纹、叶片绒毛、报纸上的小字），画下你看到的景象，下节课分享。任务 C（选做）：查阅资料，了解显微镜发明的历史，写一段 100 字左右的“显微镜小故事”。 设计意图：课堂结束不是知识的终点，而是方法迁移的起点。用“一句话总结”帮助学生凝练收获，用电子显微镜拓展学生视野，用分层课后任务照顾不同学习水平的学生，让规范操作和科学好奇从实验室延伸到生活和未来学习中。 八、板书设计 【第三节 研究生物学需要特定的器具】 一、常用器具 观察类：放大镜、显微镜 装片类：载玻片、盖玻片、滴管、镊子 加热类：酒精灯、三脚架、石棉网 盛放类：烧杯、培养皿 二、显微镜的结构（左手边贴示意图） 光学部分：目镜、物镜、反光镜（光源） 调节部分：转换器、粗/细准焦螺旋、遮光器（光圈） 支撑部分：镜座、镜臂、镜筒、载物台、压片夹 三、显微镜的使用五步法 ① 取镜安放（一手握臂、一手托座） ② 对光（低倍物镜 + 大光圈 + 白亮视野） ③ 放片（标本正对通光孔中心） ④ 观察（镜筒下降眼看物镜；上升眼看目镜；先低后高） ⑤ 收镜（擦净—偏物镜—降镜筒—归箱） 四、两个关键原理 放大倍数 = 目镜 × 物镜 物像倒像（上下左右均颠倒；偏哪往哪移） 五、临时装片七字诀 擦 → 滴 → 撕 → 展 → 盖 → 染 → 吸 学科网（北京）股份有限公司 $