2025 小学四年级科学下册茎的运输作用染色实验课件

一、教学背景与目标定位演讲人CONTENTS教学背景与目标定位实验准备：从材料选择到安全规范实验过程：从操作到观察的分层指导现象解读：从直观现象到科学原理的推理拓展延伸：从实验到生活的科学迁移总结与反思：从实验到观念的升华目录2025小学四年级科学下册茎的运输作用染色实验课件01教学背景与目标定位教学背景与目标定位作为小学科学课程“植物的生长变化”单元的核心实验，“茎的运输作用染色实验”是连接植物结构认知与生理功能探究的关键桥梁。四年级学生已通过前两课学习了根的吸收作用和叶的蒸腾作用，但对“水分如何从根到达叶”这一关键路径存在认知空白。本实验通过直观的染色现象，能帮助学生建立“茎是水分与养分运输通道”的科学概念，同时培养观察、记录、推理等科学探究能力。三维教学目标知识目标：通过实验观察，理解茎具有运输水分和矿物质的作用；能描述茎中导管的分布特点及其与运输功能的关系。能力目标：掌握“控制变量法”设计简单实验的方法，提升显微镜（或放大镜）观察、现象记录与分析推理能力。情感目标：激发对植物生命现象的探究兴趣，形成“结构与功能相适应”的科学观念；通过小组合作实验，培养严谨求实的科学态度。02实验准备：从材料选择到安全规范实验准备：从材料选择到安全规范工欲善其事，必先利其器。为确保实验效果，我提前两周与实验室老师共同筹备，结合四年级学生的操作特点，对实验材料进行了多次筛选与调整。核心实验材料清单|材料名称|选择依据|规格/用量建议||----------------|--------------------------------------------------------------------------|-----------------------------||新鲜芹菜茎|茎内导管分布清晰（薄壁组织透明），染色后红色纹路易观察；茎秆较粗，便于学生操作|每小组2-3根（长度15-20cm）||稀释红墨水|色素分子小，易随水分运输；颜色对比明显，避免干扰观察|红墨水:水=1:10（200mL/组）|核心实验材料清单|透明烧杯|便于观察茎基部吸水过程；透明材质可辅助判断红墨水是否均匀扩散|250mL/组（贴小组编号标签）|01|刀片/解剖刀|锋利度适中，能精准切割茎段；刀柄防滑设计，降低操作风险|每组1把（教师提前检查刀刃）|02|放大镜（10倍）|放大倍数适合小学生手部稳定性，可清晰观察茎横切、纵切面上的红色小点|每2人1个（实验室备用5个应急）|03安全操作规范强调考虑到学生首次使用刀片，我特别设计了“三步骤安全培训”：1握刀姿势：右手拇指与食指轻捏刀柄前端，其余三指托住刀柄后端，刀刃始终向下45；2切割方法：将茎段平放于白瓷盘，左手固定茎段（手指远离切割线），刀片沿垂直方向缓慢下压，避免滑刀；3应急处理：若不慎划伤，立即用碘伏棉签按压止血，报告教师处理（实验室已备急救箱）。403实验过程：从操作到观察的分层指导实验过程：从操作到观察的分层指导实验共分为“预实验观察—染色处理—解剖观察”三个阶段，每个阶段设置明确的观察任务与记录表格，引导学生从宏观现象到微观结构逐步深入。阶段一：预实验——观察茎的原始状态（10分钟）实验前，我要求学生先观察未染色的芹菜茎，建立“空白对照”认知：任务2：记录初始状态：“茎表面呈淡绿色，有纵向浅沟；横切面可见5-7个淡黄色小圆点（直径约1mm），呈环状分布”。任务1：用肉眼观察茎的外部特征（颜色、表面纹理），用放大镜观察茎横切面（是否有小孔？分布规律？）；有学生提问：“这些小圆点是什么？”我并未直接回答，而是引导：“它们可能和今天的实验有关，我们继续操作，答案会慢慢浮现。”阶段二：染色处理——观察水分运输过程（25分钟）本阶段是实验的核心环节，需控制“时间变量”，分时段记录现象。具体操作如下：材料处理：将芹菜茎基部斜切（增大吸水面积），插入盛有红墨水的烧杯，确保茎基部浸入液面2cm以上；定时观察：分别在10分钟、30分钟、60分钟时记录以下现象（表1）：|时间点|茎外部变化（颜色/湿润度）|叶片变化（叶尖/叶缘是否变红）|烧杯液面变化（下降量）||----------|----------------------------------|-------------------------------|-------------------------||初始|茎基部淡绿色，表面干燥|叶片全绿|液面高度5cm|阶段二：染色处理——观察水分运输过程（25分钟）|10分钟|茎基部出现淡红色，向上延伸1cm|叶尖微显淡红|液面下降0.3cm|1|30分钟|茎中部出现红色条纹，长约3cm|叶尖红色加深，叶缘局部泛红|液面下降1.2cm|2|60分钟|茎上部（距基部10cm）出现红色|整叶呈现淡红色，叶脉清晰泛红|液面下降2.1cm|3实验中，有小组发现“茎的红色条纹是纵向的”，我及时追问：“这说明水分在茎中是向哪个方向运输的？”学生立刻联想到“根→茎→叶”的运输路径。4阶段三：解剖观察——探究运输结构（20分钟）当染色60分钟后，茎和叶已充分显色，此时引导学生用刀片切割茎段（分别取基部、中部、上部），观察横切面与纵切面的特征：01横切观察：用放大镜观察横切面，可见多个红色小圆点（与实验前的淡黄色小圆点位置一致），呈环状分布；02纵切观察：沿茎的纵向切开，可见红色线条（与横切的红色圆点相连），从基部延伸至叶片；03对比分析：将染色茎与未染色茎的横切面对比，明确“红色小圆点是水分运输的通道”。04有学生兴奋地喊：“老师！纵切的红线和叶脉连在一起了！”这恰好验证了“茎的运输结构与叶的叶脉连通”的科学事实。0504现象解读：从直观现象到科学原理的推理现象解读：从直观现象到科学原理的推理观察是科学探究的起点，推理才是深化认知的关键。我通过“三问三答”引导学生从现象推导原理。问题1：红墨水为什么会“爬”上茎？结合前课“根的吸收作用”知识，学生很快得出：根吸收了含有红墨水的水分，水分在茎中向上运输，红墨水随水流移动，因此茎和叶被染红。问题2：红色小圆点和线条是什么结构？通过展示显微镜下的茎横切图（提前准备的芹菜茎永久装片），学生观察到：红色小圆点是导管（由死细胞上下连接形成的管状结构），红色线条是纵切的导管束。我进一步解释：“导管就像植物体内的‘水管’，专门负责从根向叶运输水分和溶解在水中的矿物质。”问题3：为什么茎的横切面上导管呈环状分布？联系木本植物茎的结构（后续拓展内容），引导学生思考：“环状分布能让水分运输更均匀，就像城市里的水管网，环形布局能覆盖更多区域。”05拓展延伸：从实验到生活的科学迁移拓展延伸：从实验到生活的科学迁移科学教育的终极目标是让学生用知识解释生活现象。我设计了三个生活化问题，引导学生将实验结论应用于实际。生活现象1：为什么插花时用彩水能让花朵变色？学生结合实验立刻回答：“花茎中的导管运输了带颜色的水，颜色随水分到达花瓣，所以花变色了。”我补充案例：“花店常用这种方法制作彩色玫瑰，就是利用了茎的运输作用。”生活现象2：树皮环割为什么会导致树木死亡？通过对比“导管（木质部）”与“筛管（韧皮部）”的功能，学生理解：环割树皮会切断筛管（运输有机物的通道），叶片制造的有机物无法向下运输到根，根因缺乏营养而死亡，最终导致整棵树死亡。实践任务：观察不同植物的茎课后布置任务：“观察绿萝（草质茎）、月季（木质茎）、葡萄（攀援茎）的茎，用红墨水实验对比它们的运输速度，下节课分享发现。”这一任务既巩固了课堂知识，又培养了长期观察的科学习惯。06总结与反思：从实验到观念的升华总结与反思：从实验到观念的升华本节课通过“观察-操作-推理-应用”的完整探究链，学生不仅掌握了“茎的运输作用”这一知识，更重要的是经历了“现象→问题→证据→结论”的科学思维过程。核心知识回顾茎的主要功能之一是运输水分和矿物质，这一功能由茎内的导管完成；导管是管状结构，分布在茎的横切面（环状）和纵切面（条状），与根、叶的运输结构连通。科学观念渗透通过实验，学生深刻体会到“结构与功能相适应”的生物学核心观念——导管的管状结构决定了其运输功能，环状分布的