STEM課程之《植物的葉片》

胡從從

植物是我們生活中必不可少的“朋友”，幾千年來，一直造福于人類。植物不僅可以用來制作食物、藥物、衣服和建筑材料等，而且為人類和其他動物提供了氧氣。同時，植物還能改善氣候、防風固沙、消除噪音，可以說，離開植物，人類就無法生存。

自然界中的葉片無論是形態、顏色的多樣性，還是內部結構的精妙，都給我們提供了思考空間和創作的靈感。在《植物的葉片》一課中，我們和學生一起盤點了植物的作用，重點講解光合作用的原理和“場所”，圍繞葉片是光合作用的主要器官，引導學生學習葉片的結構，以及與光合作用相適應的特點。

教學目標

◎科學：知道植物葉片的結構和功能。

◎技術：掌握葉片局部立體模型的建構流程。

◎工程：完成葉內部結構的設計和制作。

◎數學：通過測量與計算，能夠按照正確比例設計各結構。

課時安排

《植物的葉片》共2課時，第1課時學習植物的作用、葉的組成、形狀、顏色、葉片的內部結構，重點是認識光合作用的“場所”——葉片。第2個課時通過制作葉片的立體模型，理解生物的結構與功能是相適應的生物學觀念。在第2課時，教師還對葉片進行拓展，發散學生思維，利用橡皮泥和滴膠制作葉片標本，展示成果，總結收獲與不足。

材料清單

透明塑料片、塑料吸管、深綠色塑泥、淺綠色塑泥、剪刀、透明滴膠、硅膠模具、新鮮葉片、塑料杯、滴管、攪拌棒、色精、橡膠手套等。

主要教學流程

1.問題導入，引發思考

提問：植物與人類的生活密切相關，同學們對植物也有了一定的了解，植物對我們人類的生存有什么作用？

教師課前了解到，學生通常能認識到：有食用價值和藥用價值，能清新空氣、美化環境，可以進行光合作用等。

設計意圖：教師通過梳理植物的作用，使學生對光合作用有了初步了解，進而引發他們對光合作用原理和“場所”的思考，為認識葉片結構做好鋪墊。

2.光合作用原理和“場所”

講解：光合作用對于植物來說非常重要，它能將光能轉化為化學能，制造有機物并釋放氧氣。這是如何發生的呢？其實這一過程發生在葉綠體內，而葉綠體主要存在于植物的葉片中。

接下來，教師播放一段關于植物葉的紀錄片，從微觀的視角展示光合作用的過程。隨后，讓學生利用所學知識設計檢驗光合作用產物（淀粉）的實驗。教師提出相關問題引導學生思考：如何驗證淀粉的存在？如何控制實驗變量？怎樣設計對照實驗？針對學生的設計進行指導和補充，完成該驗證實驗。為節省時間，該實驗最終以視頻形式呈現。

設計意圖：由于光合作用的原理比較抽象，學生在生活中觀察不到，為此，教師利用視頻來揭示這一過程，讓他們能夠直觀、形象地理解光合作用。通過設計探究實驗，提高了學生分析問題、解決問題和動手實踐的能力，也加強了小組合作的意識。

3.葉子的組成、形狀、顏色

提問：葉子有很多種，其大小、組成、形狀各不相同，一些植物會生成不同的葉子來適應它們的生活環境。請大家回憶一下，植物的完全葉包括哪些結構？（葉柄、葉片、托葉。）葉的形狀主要有哪些？（心形如丁香，針形如松樹，扇形如銀杏，橢圓形如冬青等。）

講解：葉子的顏色是多種多樣的，這是因為在植物的葉子里，含有許多天然色素，如葉綠素、葉黃素、花青素和胡蘿卜素等。葉子的顏色是由于受到某些因素的影響，導致這些色素的含量和比例發生變化而形成的。現在，請同學們根據葉子的形態、顏色的多樣性，設計充滿藝術感的樹葉粘貼畫和滴膠標本。

學生興趣盎然，積極動手制作，充分發揮自己的創造力，呈現了許多美輪美奐的作品（如圖1）。

設計意圖：從宏觀角度讓學生認識葉片，增強他們對事物的敏銳觀察力。同時，通過動手制作工藝品，引導學生感受大自然的鬼斧神工之美，也提高了他們的藝術創造力。

4.葉子的內部結構

為引發學生思考，探究葉片的內部結構，教師設置了幾個層層深入的問題：葉片為什么能進行光合作用呢？葉綠體存在于葉片的哪個結構中？除了葉肉，葉片還有哪些結構與之相適應呢？

接下來，教師從光合作用所需的原料、產物、條件來分析葉片的內部結構是如何配合完成光合作用的。例如，二氧化碳是通過氣孔進入葉片的葉綠體，氣孔存在于葉的表皮，而且在下表皮的比在上表皮的多，所以葉片的下表皮往往很粗糙。葉肉（中間）是由兩層組成：一層是帶有較多葉綠體的圓柱形細胞構成的柵欄組織，一層是葉綠體較少的圓形細胞構成的海綿組織。

設計意圖：從微觀角度認識葉片結構，讓學生理解葉片的結構與光合作用這一功能相適應，并通過對葉片結構特點的總結，為下一步制作立體模型奠定理論基礎。

5.制作葉片局部立體模型

要制作立體模型就要先弄清楚葉片內部各結構的組合關系，因此，需要教師指導學生畫出葉片內部結構示意圖。然后，由學生根據現有材料，合理選擇可代表各結構的材料。再根據示意圖制作立體模型，修剪多余材料。最后整形完善（如圖2）。

設計意圖：通過制作葉片的立體模型，讓學生深刻理解葉片各結構的組成，體會結構與功能相適應的思想，同時也提高了他們的動手能力和小組合作能力。

6.作品展示與總結

小組代表展示優秀作品，分享制作過程，講解各結構的組成與配比，分享制作的心得體會。

最后，由學生總結本節課的收獲。希望學生能意識到：通過本節課的學習，了解了植物的作用及光合作用的發生過程;通過創建一個立體模型，看到了生活中很難見到的葉片內部結構;知道如何選擇適當的材料來代表生物結構;了解了葉和其結構的設計與比例。

設計意圖：教師通過對作品的展示和講解，鍛煉學生的語言表達能力。課后的總結發言，不僅讓學生對所學內容進行回顧，提高他們的總結歸納能力，也能使他們體會到收獲的成就感。