资源简介

教学设计
课程基本信息
学科 初中科学 年级 七年级 学期 春季
课题 微生物的结构与生殖——生物净化水体工程
教学目标
1.科学观念： 认识单细胞动物和单细胞植物，掌握单细胞动植物在生态系统中的作用； 能绘制草履虫的形态和结构，能描述草履虫的分裂生殖过程。 2.科学思维： 通过设计评价量表，培养学生表现性评价的能力和观察事物的能力； 通过观察获取信息，预测草履虫的结构和功能，论证说明草履虫既是一个细胞也是一个独立的生物体； 通过DeepSeek建立AI模型，建构草履虫和衣藻与水体净化的模拟演示模型，培养学生信息运用能力。 3.探究实践： 能利用显微镜观察衣藻和草履虫等单细胞生物，培养实验操作能力。 4.态度责任： 通过真实观察，验证草履虫前端圆后端尖，严谨求学；增强生态保护意识，理解草履虫、衣藻等单细胞生物对水体污染治理起到的重要作用。
教学内容
教学重点： 1.认识草履虫的结构与功能，掌握单细胞动植物在生态系统中的作用；
2.通过设计评价量表，培养学生表现性评价的能力和观察事物的能力。
教学难点： 1.通过DeepSeek建立模型，培养学生信息运用能力和建模思维；
2.能观察到草履虫的生命活动过程。
教学过程
实验材料：显微镜、草履虫培养液、载玻片、盖玻片、滴管、鉴湖水体等 一、聚焦：创设情境，引入主题 近几年水体污染已经成为全中国乃至全世界面临的严峻考验，绍兴作为水乡，水质的好坏显得尤为重要。今天老师带来了我们柯桥区鉴湖的水体样品，请大家仔细观察水体，并对水体情况进行评价。 （设计意图：从学生身边的水体样品观察入手，不仅引发学生的好奇心，并引出微生物的主题，同时帮学生树立保护水资源的意识。） 二、探究实践：观察比较，突破重点 任务一：简单制作水体评价量表 教师提问：如果我们想要对我们手上拿到的水体样品进行评价，我们需要哪些评价指标？ 学生交流：可以肉眼观察清晰度、水体的颜色等。 教师引导：如果借助仪器与工具呢？ 学生交流：显微镜下观察水体中的微生物种类和数目。 教师小结：根据同学们提出的评价指标，我们一起制定评价量表。请每一组同学结合评价量表叙述各组所取的水体情况。 根据同学们的设计，我们的水体评价量表可以完善成如下情况： 评价指标优良差清晰度清澈较为清澈浑浊颜色浅绿绿色深绿微生物种类较多较少单一微生物数量少较少多
（设计意图：主要针对学生的评价能力进行设计，提升学生观察事物以及分析评价的能力。） 任务二：观察鉴湖水体样本 教师引导：根据大家制定的评价量表，请观察鉴湖水体样本。 学生活动并交流：用肉眼先观察清晰度和颜色，并评价。在显微镜下观察微生物的种类和数量，并评价。 （设计意图：通过设计评价量表，培养学生表现性评价的能力和观察事物的能力。通过观察、评价，得出鉴湖水质为优，培养学生爱家乡的情感。） 任务三：观察草履虫 教师引导：在显微镜下观察到水体中有微小的生物。三个圆形的运动生物是衣藻，一个椭圆形的运动生物是草履虫。他们共同的特点是生命活动在一个细胞内完成。让我们一起借助显微镜来观察草履虫的结构。 学生活动：在载玻片上滴加草履虫培养液，用低倍镜观察草履虫活动情况，用高倍镜尽可能观察草履虫的内部结构，分析草履虫的结构功能，推测其结构。 学生交流：我们可以发现：草履虫能运动，说明有运动结构，并且圆形一端在前，遇到障碍物时会先短暂后退，调整方向后在试探前进。能摄食，说明有摄食结构。 教师引导：根据草履虫的活动，草履虫是动物还是植物 学生回答：草履虫是动物。 教师活动：结合书本P46页图1.4-25草履虫结构图介绍结构和功能。 教师小结：草履虫的纤毛就像船桨，食物泡是它的“消化车间”，而伸缩泡就是“污水处理站”。 教师追问：草履虫和一般动物有何区别呢？ 学生回答：草履虫只有一个单细胞，所有的活动都在一个细胞中进行，草履虫属于单细胞动物。草履虫和衣藻，虽然结构简单，却能独立完成复杂的生命活动。 继续追问：那么只有一个细胞的动物——草履虫该如何延续生命呢 学生回答：通过繁殖。 教师活动：那么草履虫是怎么进行繁殖的呢？播放草履虫繁殖的视频文件。 学生分析：通过观察视频会发现，草履虫通过细胞分裂进行生殖。 教师结合图片介绍：草履虫分裂生殖先由细胞核复制，再到表膜向内收缩，然后是细胞质一分为二，形成新的细胞膜的过程。 （设计意图：在结构与功能相适应的重要理念指导下，对草履虫的结构和功能进行分析，通过让学生先观察，再分析功能，最后再推测结构，通过逆向思维理解结构与功能相适应的科学观念，并在修正错误的过程中改进模型。） 任务四：草履虫和衣藻在水体治理中的作用 教师提问：根据草履虫和衣藻的功能，他们在水体治理中能起到怎么样的作用？为什么这些肉眼看不见的小生物能成为“水体清洁工”？ 学生小组讨论并进行交流。同学们小组讨论后可以发现：我们发现单细胞生物能大量繁殖，快速吃掉水里的有机物。比如草履虫会吞噬蓝藻，摄食一些细菌和微生物；衣藻能够吸收一些含氮废物，并通过光合作用提高含氧量。这样，通过以上作用，水质就变清了。 教师追问：草履虫和衣藻具备这些重要的作用，它们的数量是不是越多越好呢？ 学生分析：草履虫过多会导致水体缺氧并产生大量代谢废物，导致水质变差，若衣藻过多，会导致产生大量溶解氧不利于水中生物的繁殖，产生大量有机物使水体富营养化，在水体中，草履虫可以摄取衣藻使两者数量达到平衡，更好对水体进行调节。 教师引导：根据草履虫和衣藻在水体中的功能，如果我们想借助草履虫和衣藻治理水体，就要不断改进草履虫和衣藻数量的配比进行不断实验，但是水体治理时间较长，实验周期过长，那么我们是否可以借助电脑模型来预测水体污染程度的变化？ 教师引导：老师经过查证，发现我们能通过DeepSeek大模型的人工智能发挥的巨大作用。 教师提问：同学们，思考一下，若用DeepSeek进行模型设计，可以怎么向DeepSeek提问？我们可以考虑观察随着时间的变化，水体中清晰度、颜色、微生物种类、衣藻数量、草履虫数量等科学量的变化。 微课视频嵌入：草履虫和衣藻与水体净化的模拟演示模型。 教师引导：根据演示模型演示，我们可以多次设计草履虫和衣藻的数量配比，然后观察随着时间变化，水体污染程度和含氧量的变化，从而能够粗略得到一个利用草履虫和衣藻治理水体污染较好的数量关系。把制作好的模型演示给学生。 （设计意图：对于时间较长的生物类实验，我们可以借助电脑模型来推测变化，而电脑模型的建立较为困难，因此我们现在可以借助AI对事物进行更好的分析，从而建立一个模型来帮助我们分析事物发展的走向。） 三、拓展：拓展实践，迁移应用 教师引导：请大家课后制作草履虫模型。 设计意图：通过课外制作草履虫模型，深度理解结构决定功能。 板书设计 学习流程图

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