摘 要 以“观察叶片的表皮”实验为例，探讨如何对创设情境、拓展实验环节、巧妙模拟和处理实验数据等实验教学环节的创新和改进，从而有效发展学生的生物学核心素养。
关键词 学科核心素养 实验教学创新 叶片 表皮
生物学是一门以实验为基础的学科。《普通高中生物学课程标准（2017年版）》对生物学核心素养做了明确界定，主要包括生命观念、科学探究、科学思维和社会责任。核心素养的教学不应局限于高中教学，初中教学也是不可或缺的。下面笔者以人教版七年级上册第二单元第三章“观察叶片的表皮”实验为例，探讨如何在初中生物实验教学中发展学生的生物学学科核心素养。
1.创设探究情景，提升社会责任感
实验选取“沙漠中的仙人掌”与“绿萝”，造成视觉冲突，教师提出问题串：①你能找出仙人掌的叶片吗？②仙人掌和绿萝的叶片有什么不能？③这种不同是否与生长环境有关呢？通过学生分析讨论，有的学生得出：仙人掌的叶片退化成刺，是为了适应沙漠等缺失环境，减少水分散失，而绿萝生活在水源充足的地方，叶片较大，利用水分散失。学生从而形成“蒸腾作用的主要器官是叶”这一概念。
通过视觉冲突创设探究情景，一方面有利于激发探究兴趣，另一方面利用生物学知识，学生自发的规范行为，不折花草，爱护植物，保护森林。
2.拓展实验环节，增强探究能力
蒸腾作用主要是通过叶片什么结构散失水分的呢？针对这一问题，教材安排的实验和
改进后的实验见表1.
表1 教材原有实验和改进后的实验比较
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通过对教材实验之一“观察叶片的表皮”实验，进行拓展，具体教学过程如下：
探究一.感受气孔
实验材料：睡莲叶，菠菜叶，注射器针筒，烧杯，清水等
实验过程：将叶片（睡莲叶或菠菜叶）进入清水中，用注射器针筒从叶柄处注射空气，可以看到叶片表面有大量气泡冒出，注意观察上下表皮气泡数量是否一样多。
表2 叶片上下表皮气泡数目统计表
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通过探究一，学生对气孔获得感性认识，迫切想认识气孔结构。
探究二.认识气孔
实验材料：新鲜蚕豆叶，萎蔫蚕豆叶，载玻片，盖玻片，显微镜，滴管等
实验过程：教师介绍“直接撕取法”，重点介绍撕取菜豆叶表皮的技巧，学生分组实验，教师用手机拍摄各组显微镜下视野，传送到电子白板，有的组叶肉过多，有的组撕取到了叶脉，有的组有大量的气泡……师生有针对性的互动分析，探究成功或不成功的原因。这样利用多媒体辅助，及时、真实的分析，切实提升了学生的科学探究能力。
3.合作交流，提高科学思维
通过对实验现象和实验结果的探讨交流，学生提出他们还存在以下问题：①叶片的表皮不好撕取，有没有更好的获取叶表皮及气孔的方法？②探究一中为什么睡莲叶和菠菜叶上下表皮气泡数量不同？是不是不同植物上下叶表皮气孔分布不同？③探究二中为什么萎蔫叶表皮气孔是关闭的，而新鲜叶表皮气孔是打开的？气孔开闭的原理是什么?针对这些问题，学生分别进行探究。
探究三.比较气孔的分布
先由教师介绍 “指甲油拓影法”，即利用指甲油易成膜，干速快等特点，用无色指甲油涂在植物叶表面，待指甲油干后， 撕取指甲油薄膜，剪成小块，做成临时装片。
学生分组实验，观察几种叶表皮拓影，拍摄显微镜视野并传到电子白板，见图1.
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图1 紫鸭跖草下表皮
引导学生数出一个显微镜视野中的气孔数，记录数据见表3.。并分析数据，得出气孔的分布是植物适应生存环境的结果。
表3 一个显微镜视野(10×40)中的气孔数
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学生合作交流后的大胆质疑，积极探索，以及对实验数据的处理和分析，极大的提升了探究思维能力。
4.巧妙模拟，树立生命观念
探究四.气孔开闭的原理
教师引导学生用自己的双手模拟气孔：伸出双手，如果双手代表保卫细胞，则双手间的空腔代表气孔。大家知道，手心的肌肉壁厚，手背的肌肉壁薄，就像保卫细胞靠近气孔的一侧细胞壁厚，而远离气孔的一侧细胞壁薄是一样的。当保卫细胞吸水胀大时，细胞壁薄的一侧，伸展较多，保卫细胞弯曲，气孔打开；当保卫细胞失水回缩时，气孔关闭。如图2。
图2 双手模拟气孔
通过模拟，化抽象为具体，形象的解释了“叶表皮上的气孔，是蒸腾作用的门户，也是气体交换的窗口”这一重要生物学事实。学生学习效果较好，能够认同结构与功能相适应的观点。能够用生命观念认识气孔结构的独特性和工作原理的复杂性，形成科学的自然观和世界观。
5.教学反思
改进后的实验相对于教材中的实验，有以下几点创新之处：①多媒体的辅助教学：利用手机、电子白板、希沃授课助手等信息技术，支撑课堂教学，及时、真实、直观的再现学生的观察结果，让老师和学生有针对性的交流探讨，共同分析成功或不成功的原因，这样的课堂生动有效。②实验材料的改进：利用叶柄中空的睡莲叶或菠菜叶感受气孔，符合初中学生的认知规律；利用萎蔫叶和新鲜叶表皮气孔的开闭状态不同，探索气孔开闭的原理，利于学生科学探究能力提升。③巧妙模拟：巧用双手模拟气孔开闭的原理，化抽象为具体，可以帮助学生轻松解决学习上的难点。④实验方法的改进：利用“指甲油拓影法”代替“直接撕取法”获取植物叶表皮，快捷、方便，有利用发展学生创造性思维。但是对于叶表皮有毛或凸凹不平的，指甲油却不能清晰影印，还需要师生尝试新方法，在探索中前行。
参考文献：
[1] 中华人民共和国教育部.图通高中生物学课程标准（2017年版）[S].北京：人民教育出版社，2018.
[2] 朱正威，赵占良.生物学七年级上册[M].北京：人民教育出版社，2015.
[3] 李高峰，吴成军.初中生物学有效教学[M].北京：北京师范大学出版社，2015.