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s14种子的结构和萌发的外界条件

《种子的结构和萌发的外界条件》实验教学设计

【教学分析】

《种子的结构和萌发的外界条件》是初中生物苏科版八年级（上）第二十章第二节《植物的生长发育》中的内容。

植物的生长发育首先是种子的萌发，作为新课标中50个重要概念之一，若要让学生主动构建这个概念，是需要一定的下位概念来支撑的。

学生只有在观察并了解种子结构的基础上，才能理解种子的功能，才能更容易理解种子萌发的过程。

因此，在观察蚕豆和玉米种子的结构这一活动中，教师要注重指导观察方法，提出具体的观察要求，以减少学生观察中的随意性、盲目性，从而达到预定的观察目标。

探究“种子萌发需要的外界条件”是学生在本学期接触到的一个比较完整的实验探究活动，该实验旨在全面培养学生了解和掌握科学探究这一基本过程。

在这一探究过程中，实验方案的设计是学生探究学习中的一个薄弱环节，因此，在学生进行自主、合作和探究学习的过程中，教师一方面要坚持以人为本，发展学生主体性探究式的原则，另一方面，要正确发挥教师的主导作用，引导学生学会控制对照实验中的实验变量，并在交流的过程中提高学生分析问题解决问题的能力，从而进一步自主完善探究方案。

【实验教学目标】

1.知识目标：

⑴在观察蚕豆和玉米种子的基础上，描述种子的形态和结构；

⑵通过探究实验分析种子萌发与外界条件的关系。

2.能力目标：

⑴通过解剖观察种子的形态、结构，培养学生动手和观察分析问题的能力；

⑵通过尝试探究外界条件与种子萌发的关系的实验，使学生掌握设计对照实验的方法。

3.情感态度与价值观目标：

⑴通过分析种子萌发的条件，形成生物的生长发育与环境有着密切关系的观念；

⑵通过观察实验，培养学生认真严肃，实事求是的科学态度，以及主动与他人合作的精神。

【实验内容】

1.观察种子的形态和结构

实验器材：

浸软的蚕豆（或大豆）种子、浸软的玉米种子若干、刀片、放大镜、滴管、碘液、培养皿。

实验材料的准备：

⑴蚕豆或玉米种子等提前两到三天浸泡，若天气寒冷还应更加提前。

⑵在学生完成观察试验后，可以把观察后的实物或现场拍照片进行展示以便帮助学生更好的理解种子的结构，若条件不允许应提前拍好照片。

2.种子萌发需要的外界条件

实验器材：

浸软的蚕豆（大豆、花生）种子、浸软的玉米种子若干，培养皿、烧杯、线、木制的针（每根截成两段）、纱布、黑色塑料袋、罐头瓶、盘子、塑料桶、餐巾纸、滤纸、棉花、土壤。

实验材料的准备：

蚕豆或玉米种子等提前两到三天浸泡，若天气寒冷还应更加提前。

【实验教学设计思路】

1.教学重点和难点：

⑴通过观察蚕豆的种子和玉米种子，概述种子的结构。

⑵探究种子萌发所需的外界条件。

2.实验对达成教学目标所起的作用：

植物生长发育的开始首先是种子的萌发，作为新课标中的50个重要概念之一，要让学生形成这个概念，是需要一定的下位概念来支撑的，这其中就包括种子的结构和种子萌发的条件。

为了帮助学生构建这些概念，我们可以采用多种方法，包括直接引入、创设情境引入等，但是在新课标更期望学生自主、合作和探究学习的时候，我们更多的是倾向于后者。

通过学生观察蚕豆和玉米种子的形态、结构的实验，不仅加强了学生的感性认识,使知识经验化、直观化，同时也培养了学生动手和观察分析问题的能力；通过小组合作完成探究活动——种子萌发需要的外界条件，在这其中教师创设问题情境，激发认知冲突，这些不仅让学生在探究实验和学习中掌握知识，建构概念，同时也培养学生了解和掌握科学探究这一基本过程，以及加强了主动与他人合作的精神。

3.主要教学策略：

借助活动单，通过实验观察法引导学生由外而内、由形态到功能、由宏观到微观地观察蚕豆种子和玉米种子，并引导学生描述种子的结构；通过指导学生通过小组合作完成“探究种子萌发的外界条件”的活动等引导学生自主、合作、探究性的学习。

4.实验类型：

学生实验

【实验教学过程】

1.创设情境，导入新课

在导入新课的过程中，首先是以旧带新创设情境，让学生完成活动单上的“活动一”（见下附一），通过复习旧知识，从他们的原有概念出发，将原有概念与新经验联系起来。

其次是通过视频展示一粒种子长成参天大树的动画，给学生以身临其境的视觉和心理上的感受，进而设疑：

一粒种子能够长成一棵植物的奥秘在哪里？

在学生观察了自己课前收集的各种各样大小，形状，颜色都不相同的种子后，继续提问：

植物种子的大小、形状和颜色各不相同，它们的结构是否一样呢？

这一系列问题引起了学生认知冲突和求解心理，引导学生将目光锁定在实物上，从而自然地将学生直接引入到探究种子结构的新课学习中去了。

附一：

活动一：

复习果实和种子的形成

子房壁

子房珠被果实

胚珠卵细胞+精子受精卵种子

极核+精子受精极核

2.学生小组合作完成“观察种子的形态结构”的实验。

在平时的教学中，我常会发现学生在分组观察种子时，他们动手的积极性普遍都很高，并做到了观察有法，观察有序，但是在小组进行交流汇报种子的结构时，学生或者是对着课本上的彩图回答，或者是直接读书，而对所观察过的种子结构还是比较陌生的。

为什么在观察活动中，学生对种子内部结构的探究学习会流于形式呢？

如何通过这样的观察活动，使学生的探究思维得到应有的发展？

通过反思，我发现自己在教学中设计的“种子是由哪几部分组成的？

”等问题过大、过于笼统，而且这样设问仅仅侧重于知识点的掌握，使得学生在观察活动中的探究学习无从下手，学生的探究时间自然得不到有效的利用了。

因此，在设计活动单的时候，我分步骤地、有层次地提出关键性的问题（见下附二），指导学生按照活动单上的要求，按照从外到里的顺序仔细观察种子的结构，并完成活动单上的相应问题。

最后总结：

①蚕豆和玉米种子的结构分别有哪几部分组成？

两种种子的子叶数目分别是多少？

②比较蚕豆种子与玉米种子的结构。

在学生观察结束后，展示学生的结果或把实物拍照展示，指导学生结合实物或照片概述种子的结构。

学生在这样的动手实践中兴趣盎然，不仅减少了探究学习的随意性和盲目性，而且体验到成功的乐趣，在愉悦的氛围中获取了知识。

为了和下一个活动衔接，在总结完种子的结构后，我层层设问：

①种子萌发时所需营养物质由哪部分提供?

②种子的哪一部分将来能发育成一个植物体？

③将大米粒播种到地里会不会萌发？

为什么？

④将煮熟的大豆种子种到地里会不会萌发？

为什么？

⑤通过以上分析，种子萌发的必要条件是什么?

学生在问题的引导下逐步分析、探究，不仅加深了对种子结构和种子萌发必要条件的认识，树立起生物的结构和功能相适应的辩证唯物主义观点，而且有效地促进了学生的自主探究，实现了知识、能力和情感三维目标的有效达成。

附二：

活动二

活动二：

观察种子的形态和结构

（结合书本的实验步骤以及P125和P126图、P131信息库，完成实验并讨论下列问题：

）

1、观察蚕豆和玉米种子的结构

（观察的一般方法：

由表及里，先观察外部形态，再观察内部结构。

观察的要求：

一看——看大豆种子的外部形态；

二剥——剥种子外面的薄皮；

三掰——从凹陷处相对的一侧掰，并注意不要弄掉上面的小突起；

四辨——辨认种子内部的结构）

步骤：

（1）观察种子的外形、颜色

取一粒浸软的种子（蚕豆种子和玉米种子）观察：

种子的外部形态，找到种脐。

①蚕豆种子的外形呈形，种皮颜色呈；观察玉米种子的外形，试一试，能否将果皮和种皮分开？

②观察蚕豆种子凹陷一侧的种皮，可以看到有呈黑色眉状的，用力捏一下蚕豆种子，请注意观察种脐一侧有什么现象发生？

说明是水进入种子的门户。

③剥下蚕豆种子种皮，感觉种皮的坚韧性，说明种皮具有作用。

（2）观察种子的胚

（注意点：

①应从与种脐相对的一侧分开子叶②观察时先区分胚芽和胚根，中间的是胚轴）

①用手或解剖针轻轻地从与种脐相对的一侧分开两片豆瓣。

然后对照课本上的图解，用放大镜观察和辨认胚根、胚芽、胚轴等部分、并注意各部分之间的连接关系。

②在蚕豆种子的剖面上滴一滴碘液，看到有些结构被染成色，说明里面贮存着，这些结构的名称是。

③对照课本上的图解，用刀片从种子的顶部，沿着中线把种子纵切开来。

切的时候要通过胚的中轴部分（即玉米粒中线部分有一个呈三角形的部位，这是胚）。

在玉米种子的剖面上滴一滴碘液，看到有些结构被染成色，说明里面贮存着，这些结构的名称是。

2、问题：

⑴蚕豆和玉米种子的结构分别有哪几部分组成？

两种种子的子叶数目分别是多少？

蚕豆种子玉米种子

⑵比较蚕豆种子与玉米种子的结构

蚕豆种子

玉米种子

相同点

都有和

不同点

⑶讨论分析下列问题：

1种子萌发时所需营养物质由哪部分提供?

2种子的哪一部分将来能发育成一个植物体？

3将大米粒播种到地里会不会萌发？

为什么？

4将煮熟的大豆种子种到地里会不会萌发？

为什么？

5通过以上分析，种子萌发的必要条件是什么?

3.学生小组合作设计探究实验“种子萌发的外界条件”并展示。

“种子萌发需要的外界条件”是学生在学习了种子结构的基础上开展的一个探究活动。

在这个探究活动中如何提出问题、如何做出合理的假设以及如何设计探究方案是学生进行探究学习的薄弱环节。

在以往的教学中常会出现两种现象，一种是有些老师直接将条件等告知学生或者把实验器材等都已经摆放在实验桌上，这样的话给予学生的提示太多，教学也就变成了“灌输式”的教学，整个探究实验也就失去了初衷而变成一种验证实验；另一种是有些老师为了体现学生的主体地位，不给任何指导完全让学生自己主动探究，这样的话就会发现有的学生感到太难，无从下手；有的小组讨论虽然非常热烈，但毫无结果；有的小组学生在设计方案时，根本不考虑探究实验的关键等等。

这是因为学生已有的知识、经验和探究能力等客观条件比较有限，学生在设计探究方案的过程中，很容易表现出幼稚、片面、钻牛角尖等缺陷，因此，在这个实验中教师适当的引领和指导是比较重要的。

基于此，我首先联系生产生活实际提供一定的背景资料：

俗话说“春种一粒蜀，秋收万粒籽”，农民在播种上还是很有讲究的，①对许多作物来说，农民都会选择在春天播种，寒冷的天气适于播种；②播种前往往要松土；③播种前往地里浇适量的水使土壤湿润。

在学生阅读了以上资料的基础上，提出问题：

你认为种子的萌发可能与哪些外界条件有关？

在教学中，很多学生还会提到阳光这个条件，对于这个提问教师不应该直接否定，而是应该作为契机，让学生通过实验来纠正这个错误概念。

其次，我对每个小组分配任务，在温度、水、空气、阳光中选择一个变量进行探究实验。

同时要注意的是，实验器材和材料等不能提前发放给学生，而应该让学生根据自己的实验设计到前面来选择（这需要教师根据实验本身和经验，事先准备好可能会被选择到的器材）。

最后，在学生设计实验方案时，针对学生思考过程中可能出现的困惑或错误给予相应的指导：

①在本次探究实验中，你选择哪些器具和材料？

②为避免内部结构等其它因素影响实验结果，应当选择什么样的种子？

③是否需要设计对照实验？

对照组应当提供什么样的条件？

④对照实验中每组应当有多少粒种子？

一粒行吗？

为什么？

⑤设计探究方案，用简图或文字表达出探究种子萌发的外界条件设计思路。

这样，在具有启发性、思维性的问题串的引领与指导下，学生能够梳理出实验设计的关键点，在认知处突中不断调整和丰富着小组的探究方案。

同时由于学生人数较多，同一变量会有两到三个小组自主设计方案，所以，在组织交流探究方案时，既能展示各个小组的智慧，又能促进学生间互相质疑，多角度地思考、分析问题，进而完善方案，有效地提高了学生思维的深刻性。

4.总结和课堂反馈

【说明】

观察和实验是科学探究的基本方法。

科学家在进行科学探究的过程中需要通过观察和实验来获得事实和证据。

在生物学的发展过程中，若没有观察和实验是不可能取得如此重大的成就。

因此，观察和实验是学生学习生物学的重要方法。

在《植物的生长发育》的第一课时中包含的两个实验——“观察种子结构”和“探究“种子萌发需要的外界条件”，既需要学生准确和细致的观察，又需要学生的探究和实验。

为了培养学生动手和观察分析问题的能力，以及通过实验，培养学生认真严肃，实事求是的科学态度，及主动与他人合作的精神。

我在学生观察种子结构时，提出具体的观察要求，如由表及里，先观察外部形态，再观察内部结构；以及一看——看大豆种子的外部形态，二剥——剥种子外面的薄皮，三掰——从凹陷处相对的一侧掰，并注意不要弄掉上面的小突起，四辨——辨认种子内部的结构等方法，以此减少学生观察中的随意性、盲目性，从而达到预定的观察目标。

在探究“种子萌发需要的外界条件”活动中，是学生在本学期接触到的一个比较完整的实验探究活动，该实验旨在全面培养学生了解和掌握科学探究这一基本过程。

在这一探究过程中，实验方案的设计是学生探究学习中的一个薄弱环节，因此，在学生进行自主、合作和探究学习的过程中，教师一方面要坚持以人为本，发展学生主体性探究式的原则，另一方面，要正确发挥教师的主导作用，引导学生学会控制对照实验中的实验变量，并在交流的过程中提高学生分析问题解决问题的能力，从而进一步自主完善探究方案。

具体表现在：

⑴创设问题情境，问题情景是一种特殊的学习情境，问题的提出既是学习的起点，又是学习的动力。

教师提问的技巧性将直接影响到学生思维的积极性及其效果,情境中的设问既要符合学生已有的知识水平和能力,又需要经过一番努力才能解决,从而使学生形成对未知事物进行探究的动机。

将问题情境应用于实验教学中，教师根据实验内容和学生学习的实际，从不同的角度和层次精心设计、优化问题，以问题作为主线指导学生开展探究，不仅可以激发学生的探究兴趣，促进学生的自主探究，而且有利于培养和发展学生分析问题、解决问题的能力，在实验教学中更能起到事半功倍的效果。

⑵在探究活动中为了避免直接将变量等告知学生或者把实验器材等都已经摆放在实验桌上或是为了体现学生的主体地位，不给任何指导完全让学生自己主动探究的现象，我首先从学生的生活经验中引入探究问题；其次，对每个小组分配明确的任务，在温度、水、空气、阳光中选择一个变量，同时要注意的是，实验器材和材料等不能提前发放给学生，而应该让学生根据自己的实验设计到前面来选择（这需要教师根据实验本身和经验，事先准备好可能会被选择到的器材）；最后针对探究关键，巧设问题串。

通过这些方法让学生在问题的引导下，积极思维，仔细和科学的观察，自主探究和实验，学生的主体作用和教师的主导作用得到了充分体现。

附录：

活动单

第20章植物的生殖和发育

第二节植物的生长发育（第一课时）

【活动目标】

1.通过“观察种子的形态和结构”实验，概述种子的形态和结构；

2.分析种子的萌发与外界条件的关系；

3.通过尝试探究外界条件与种子萌发的关系的实验，学生掌握设计对照实验的方法。

【活动方案】

活动一：

复习果实和种子的形成

子房壁

子房珠被果实

胚珠卵细胞+精子受精卵种子

极核+精子受精极核

活动二：

观察种子的形态和结构

（结合书本的实验步骤以及P125和P126图、P131信息库，完成实验并讨论下列问题：

）

1、观察蚕豆和玉米种子的结构

（观察的一般方法：

由表及里，先观察外部形态，再观察内部结构。

观察的要求：

一看——看大豆种子的外部形态；

二剥——剥种子外面的薄皮；

三掰——从凹陷处相对的一侧掰，并注意不要弄掉上面的小突起；

四辨——辨认种子内部的结构）

步骤：

（1）观察种子的外形、颜色

取一粒浸软的种子（蚕豆种子和玉米种子）观察：

种子的外部形态，找到种脐。

①蚕豆种子的外形呈形，种皮颜色呈；观察玉米种子的外形，试一试，能否将果皮和种皮分开？

②观察蚕豆种子凹陷一侧的种皮，可以看到有呈黑色眉状的，用力捏一下蚕豆种子，请注意观察种脐一侧有什么现象发生？

说明是水进入种子的门户。

③剥下蚕豆种子种皮，感觉种皮的坚韧性，说明种皮具有作用。

（2）观察种子的胚

（注意点：

①应从与种脐相对的一侧分开子叶②观察时先区分胚芽和胚根，中间的是胚轴）

①用手或解剖针轻轻地从与种脐相对的一侧分开两片豆瓣。

然后对照课本上的图解，用放大镜观察和辨认胚根、胚芽、胚轴等部分、并注意各部分之间的连接关系。

②在蚕豆种子的剖面上滴一滴碘液，看到有些结构被染成色，说明里面贮存着，这些结构的名称是。

③对照课本上的图解，用刀片从种子的顶部，沿着中线把种子纵切开来。

切的时候要通过胚的中轴部分（即玉米粒中线部分有一个呈三角形的部位，这是胚）。

在玉米种子的剖面上滴一滴碘液，看到有些结构被染成色，说明里面贮存着，这些结构的名称是。

③对照课本上的图解，用刀片从种子的顶部，沿着中线把种子纵切开来。

切的时候要通过胚的中轴部分（即玉米粒中线部分有一个呈三角形的部位，这是胚）。

在玉米种子的剖面上滴一滴碘液，看到被染成蓝色，说明里面贮存着。

2、问题：

⑴蚕豆和玉米种子的结构分别有哪几部分组成？

两种种子的子叶数目分别是多少？

蚕豆种子玉米种子

⑵比较蚕豆种子与玉米种子的结构

蚕豆种子

玉米种子

相同点

都有和

不同点

⑶讨论分析下列问题：

6种子萌发时所需营养物质由哪部分提供?

7种子的哪一部分将来能发育成一个植物体？

8将大米粒播种到地里会不会萌发？

为什么？

9将煮熟的大豆种子种到地里会不会萌发？

为什么？

10通过以上分析，种子萌发的必要条件是什么?

活动三：

探究种子萌发的外界条件

1.资料：

俗话说“春种一粒蜀，秋收万粒籽”，农民在播种上还是很有讲究的，①对许多作物来说，农民都会选择在春天播种，寒冷的天气适于播种；②播种前往往要松土；③播种前往地里浇适量的水使土壤湿润。

问题：

你认为种子的萌发可能与哪些外界条件有关？

2.设计实验探究种子萌发的外界条件

思考：

1在本次探究实验中，你选择哪些器具和材料？

2为避免内部结构等其它因素影响实验结果，应当选择什么样的种子？

3是否需要设计对照实验？

对照组应当提供什么样的条件？

4对照实验中每组应当有多少粒种子？

一粒行吗？

为什么？

5设计探究方案，用简图或文字表达出探究种子萌发的外界条件设计思路。

提出问题：

？

作出假设：

。

制定计划：

实施计划：

得出结论：

。

活动四：

课堂反馈

一、选择题

1．蚕豆种子中，起保护内部结构作用的是（）

A．胚轴B．胚C．子叶D．种皮

2．玉米种子的主要部分是（）

A．胚B．种皮C．胚乳D．子叶

3．在玉米种子的纵切面上滴一滴碘液，会变成蓝色的部分是（）

A．胚B．胚乳C．种皮D．子叶

4．蚕豆种子和玉米种子都有的结构是（）

A．胚和胚乳B．果皮和种皮C．种皮和胚D．果皮和胚乳

5．我们吃的面粉、玉米粉主要来自种子的（）

A．胚乳B．子叶C．种皮D．胚

6、随着生活水平的不断提高，市场上的商品越来越丰富。

油品中有一种玉米油，它是玉米的哪一部分榨取的（）

A.胚轴B.胚芽C.胚乳D.子叶

7.小明同学要探究“种子的萌发需要水分”。

在设计对照实验时，甲、乙两组实验除一个条件不同外，其他条件都应相同。

不同的条件是

A.甲用20粒种子，乙用10粒种子B.甲用子粒饱满的种子，乙用相对干瘪的种子

C.甲始终保持湿润，乙始终保持干燥D.甲用小麦种子，乙用玉米种子

8.下表为某小组同学用大豆种子探究“种子萌发的环境条件”实验，他们探究的环境条件是（）

罐头瓶

实验材料

处理

环境

①

干燥的大豆种子+浸清水的棉花

拧紧瓶盖

室温

②

干燥的大豆种子

拧紧瓶盖

室温

A.温度B.空气C.水分D.阳光

9.蚕豆种子中对胚起保护作用和供胚萌发时所需营养的结构分别是（）

A.种皮和子叶B.种皮和胚乳C.子叶和胚乳D.果皮和子叶

二、非选择题

10.根据大豆种子的部分结构示意图，回答下列问题。

（1）标号所示部分既是大豆种子的主要部分，又是新植物体的幼体。

（2）豆芽菜可供食用部分主要由图中标号所示部分

发育而来。

（3）大豆种子与玉米、水稻种子的结构相比，大豆种子中

没有。

（4）大豆种子萌发时，④主要起作用。

（5）满足种子萌发的自身条件且温度适宜时，将大豆种子浸

泡在水中，种子仍不能萌发，这是因为缺乏种子萌发所

需要的　　。