課程導入：從生活現象到科學問題演講人2025小學三年級科學上冊《植物莖的支撐力測試》課件目錄01課程導入：從生活現象到科學問題02知識鋪墊：植物莖的結構與功能03實驗設計：支撐力測試的科學方法04實驗操作與現象觀察05數據分析與結論推導06拓展應用：植物莖支撐力的啟示07總結與課后任務08課程導入：從生活現象到科學問題課程導入：從生活現象到科學問題同學們，上周我們觀察校園植物時，大家有沒有注意到這樣的現象？教學樓前的向日葵莖稈筆挺，能托起沉甸甸的花盤；走廊邊的牽牛花卻只能沿著欄桿攀爬，莖稈總是軟軟的；而操場角落的竹子，即便被風吹彎，也能很快恢復直立。同樣是植物的莖，為什么有的能“獨立站立”，有的卻需要依靠其他物體？它們的“支撐力”到底有什么不同？今天，我們就來當一回“植物工程師”，通過實驗測試不同植物莖的支撐力，揭開其中的科學奧秘。（過渡：要解決這個問題，我們需要先回顧植物莖的基本結構和功能，這是理解支撐力差異的基礎。）09知識鋪墊：植物莖的結構與功能1植物莖的分類與特點植物的莖根據質地不同，可分為兩大類：木質莖（如月季、竹子、楊樹）：莖稈堅硬，表皮粗糙，內部有明顯的木質部（摸起來像小木棍）。草質莖（如芹菜、玉米、向日葵）：莖稈柔軟，表皮較光滑，木質部不發(fā)達（輕輕一折可能會斷開）。匍匐莖/攀爬莖（如南瓜藤、牽?；ǎ呵o稈細長柔軟，無法直立，需借助其他物體生長（像小朋友玩的“爬爬墊”）。2莖的支撐結構：看不見的“小柱子”植物莖能直立或承重，關鍵在于內部的機械組織——這是莖中專門負責支撐的細胞群。01厚角細胞：分布在莖的表皮下方，細胞壁局部增厚（像給莖穿了“護膝”），常見于草質莖（如芹菜），能提供一定柔韌性。02厚壁細胞：細胞壁全面增厚，甚至木質化（像給莖建了“鋼筋”），常見于木質莖（如竹子），支撐力更強。03舉個例子：我們切開芹菜莖時，會看到一條條“細絲”，這就是厚角細胞聚集的維管束；而竹子莖的橫截面有很多堅硬的“小點”，那是木質化的厚壁細胞。04（過渡：了解了莖的結構，我們可以設計實驗，用數據驗證不同莖的支撐力差異。）0510實驗設計：支撐力測試的科學方法1實驗目標通過定量測量，比較不同類型植物莖（木質莖、草質莖、攀爬莖）的最大承重能力，探究支撐力與莖結構的關系。2實驗材料與工具植物樣本（提前采集，需新鮮、無損傷）：月季枝條（木質莖）、芹菜莖（草質莖）、南瓜藤（攀爬莖），各3根（每組1根，重復實驗減少誤差）。測量工具：直尺（測莖的長度、直徑）、電子秤（測承重砝碼）、細線（固定莖的底部）、砝碼（或硬幣、小沙袋，需統(tǒng)一重量單位）。輔助工具：實驗記錄表（如表1）、記號筆（標記莖的彎曲程度）、剪刀（修剪莖的長度）。表1植物莖支撐力測試記錄表|樣本類型|莖長度（cm）|莖直徑（mm）|最大承重（g）|彎曲/折斷時狀態(tài)|2實驗材料與工具|----------|--------------|--------------|---------------|------------------||月季（木質莖）||||||芹菜（草質莖）||||||南瓜藤（攀爬莖）|||||3變量控制與實驗步驟為保證實驗公平，需控制以下變量：莖的長度：統(tǒng)一修剪為20cm（避免長度不同影響承重）。固定方式：將莖的底部用細線固定在桌面邊緣（模擬“扎根”狀態(tài)），頂部懸掛砝碼。承重增加方式：每次增加50g砝碼，等待10秒觀察是否彎曲（避免快速增重導致誤差）。具體步驟：測量并記錄每組莖的長度、直徑（用直尺測量直徑時，需在莖的中部測3次取平均值）。將莖底部固定在桌面邊緣，頂部系上細線，細線另一端連接小托盤（用于放置砝碼）。從0g開始，逐步向托盤添加砝碼，每次加50g，觀察莖的彎曲程度（用記號筆在莖旁畫直線，記錄彎曲角度）。3變量控制與實驗步驟當莖彎曲超過45或折斷時，記錄此時的總重量（即最大承重）。重復實驗3次，取平均值作為最終數據（避免單次實驗的偶然性）。（過渡：明確了實驗方法，接下來我們分組操作，親自感受不同莖的支撐力差異。）03010211實驗操作與現象觀察1分組實驗：動手實踐中的發(fā)現（課堂實錄模擬）“第一組測月季莖！”小明小心地固定好枝條，輕輕放上50g砝碼——莖紋絲不動；加到200g時，莖微微向下彎了10；加到500g時，莖彎曲了30，但沒有折斷?！巴郏举|莖好結實！”A“我們組的芹菜莖……”小紅剛放上100g砝碼，莖就明顯向下垂；加到150g時，莖的中部開始出現褶皺；加到200g時，“咔嚓”一聲斷了！“草質莖果然容易斷?！盉“南瓜藤最可憐！”第三組的小剛剛放50g砝碼，莖就像面條一樣垂了下來，根本撐不住?！芭逝狼o的支撐力最弱！”C2關鍵現象記錄木質莖（月季）：承重時彎曲緩慢，達到最大承重后仍保持部分直立（像“硬漢”）。01草質莖（芹菜）：承重增加到一定程度后，莖的表皮先出現褶皺（厚角細胞被拉伸），隨后從中部折斷（維管束斷裂）。02攀爬莖（南瓜藤）：輕微承重即明顯彎曲（內部機械組織極少），無法承受自身以外的重量（像“軟面條”）。03（過渡：通過實驗數據，我們可以用科學的方法分析支撐力與莖結構的關系。）0412數據分析與結論推導1數據整理與對比將各組實驗數據匯總（如表2），計算平均值：表2各組實驗數據匯總表（單位：g）|樣本類型|第1次承重|第2次承重|第3次承重|平均承重||----------|------------|------------|------------|----------||月季|480|520|500|500||芹菜|180|200|190|190||南瓜藤|30|40|35|35|2結論推導：支撐力與莖結構的關系1通過數據對比，我們可以得出以下結論：2木質莖支撐力最強：內部厚壁細胞多且木質化程度高（像“鋼筋混凝土”），能承受更大重量。3草質莖支撐力中等：主要依靠厚角細胞提供柔韌性（像“竹編筐”），但缺乏木質化結構，承重有限。4攀爬莖支撐力最弱：機械組織極少（像“毛線”），需借助其他物體才能向上生長。5這驗證了我們之前的假設：植物莖的支撐力與其內部機械組織的類型和發(fā)達程度直接相關。6（過渡：了解了植物莖的支撐力原理，我們可以從自然中獲得靈感，解決生活中的問題。）13拓展應用：植物莖支撐力的啟示1仿生學中的“植物老師”植物莖的支撐結構給人類很多啟發(fā)：竹編工藝：竹子的莖有韌性且輕便，被用來編制籃子、椅子（利用草質莖的柔韌性）。建筑中的柱梁設計：高樓的鋼筋混凝土柱模仿木質莖的厚壁細胞結構（用堅硬材料提供支撐）。攀巖繩設計：攀爬莖的纏繞特性啟發(fā)了防滑繩的制作（通過纏繞增加摩擦力）。2生活中的觀察與思考（過渡：通過今天的學習，我們從現象出發(fā)，通過實驗探究，最終理解了植物莖支撐力的科學原理。）04玉米莖基部為什么有“氣生根”？（氣生根能輔助支撐，防止莖稈倒伏）03為什么路邊的小樹需要用木棍支撐？（幼樹莖的機械組織未發(fā)育完全，支撐力不足）02課后大家可以觀察身邊的植物：0114總結與課后任務1課堂總結04030102今天我們通過“觀察現象—知識鋪墊—實驗設計—操作驗證—數據分析—拓展應用”的科學探究流程，得出了以下核心結論：植物莖的支撐力由其內部機械組織（厚角細胞、厚壁細胞）的類型和發(fā)達程度決定。木質莖（如月季）支撐力最強，草質莖（如芹菜）次之，攀爬莖（如南瓜藤）最弱。植物的結構與功能相適應，支撐力差異是長期進化的結果。2課后任務觀察記錄：選擇3種不同類型的植物莖（如竹子、菠菜、葡萄藤），用今天的方法測試它們的支撐力，記錄數據并拍照。創(chuàng)意設計：用吸管、牙簽等材料，模仿植物莖的支撐結構，設計一個“能承重的小塔”，下節(jié)課展示。（結束語：