一、研究背景與目標(biāo)：為何要開展植物的科學(xué)研究？演講人研究背景與目標(biāo)：為何要開展植物的科學(xué)研究？01實(shí)踐探究活動(dòng)：在實(shí)驗(yàn)與觀察中培養(yǎng)科學(xué)思維02核心研究?jī)?nèi)容：植物各部分的結(jié)構(gòu)與功能03總結(jié)與延伸：讓植物研究融入生活04目錄2025小學(xué)四年級(jí)科學(xué)上冊(cè)植物的科學(xué)研究課件各位同仁、同學(xué)們：今天，我將以“植物的科學(xué)研究”為主題，結(jié)合《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》中“生命科學(xué)領(lǐng)域”的核心要求，以及四年級(jí)學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)（9-10歲，具體運(yùn)算階段向形式運(yùn)算階段過渡），與大家共同探討如何通過系統(tǒng)的觀察、實(shí)驗(yàn)與探究，揭開植物世界的奧秘。作為一線科學(xué)教師，我曾帶領(lǐng)學(xué)生在校園里追蹤過月季的生長(zhǎng)周期，在實(shí)驗(yàn)室觀察過綠蘿莖的運(yùn)輸現(xiàn)象，這些經(jīng)歷讓我深刻體會(huì)到：植物研究不僅是知識(shí)的積累，更是科學(xué)思維與生命觀念的啟蒙。接下來，我將從“研究背景與目標(biāo)”“核心研究?jī)?nèi)容”“實(shí)踐探究活動(dòng)”“總結(jié)與延伸”四個(gè)模塊展開，逐步深入。01研究背景與目標(biāo)：為何要開展植物的科學(xué)研究？1課程標(biāo)準(zhǔn)的要求與學(xué)生發(fā)展的需求《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》明確指出，小學(xué)中高年級(jí)需“通過觀察、比較與分類，認(rèn)識(shí)植物的基本結(jié)構(gòu)及其功能”“基于證據(jù)探究植物生長(zhǎng)的條件”，并“形成保護(hù)植物、關(guān)愛生命的意識(shí)”。四年級(jí)學(xué)生已具備一定的觀察能力和簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)操作能力，但對(duì)“植物各部分如何協(xié)同工作”“環(huán)境如何影響植物生長(zhǎng)”等問題仍停留在表面認(rèn)知。通過系統(tǒng)的植物研究，既能落實(shí)課標(biāo)要求，又能培養(yǎng)學(xué)生“提出問題—設(shè)計(jì)方案—收集證據(jù)—得出結(jié)論”的科學(xué)探究能力。2本階段研究的三維目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：掌握植物根、莖、葉、花、果實(shí)、種子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與功能；理解植物生長(zhǎng)需要水、陽光、空氣、適宜的溫度等條件；知道植物與人類的依存關(guān)系。能力目標(biāo)：能使用放大鏡、量尺等工具進(jìn)行細(xì)致觀察并記錄；能設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)探究植物生長(zhǎng)的影響因素；能基于觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)推理。情感目標(biāo)：通過觀察植物的生命過程，感受生命的獨(dú)特與頑強(qiáng)；通過小組合作研究，體會(huì)科學(xué)探究的樂趣；樹立“保護(hù)植物就是保護(hù)人類家園”的責(zé)任意識(shí)。（過渡：明確了研究的意義與目標(biāo)后，我們需要從植物的基本結(jié)構(gòu)入手，逐步揭開其功能的奧秘。）02核心研究?jī)?nèi)容：植物各部分的結(jié)構(gòu)與功能1根：隱藏的“生命之源”去年春天，我?guī)W(xué)生在校園花壇里挖掘過三葉草和菠菜的根。當(dāng)孩子們看到三葉草纖細(xì)的須根像“小毛刷”一樣鋪滿土壤，而菠菜的主根粗壯如“小蘿卜”時(shí)，紛紛提出疑問：“根的形狀為什么不一樣？它們有什么作用？”這正是引導(dǎo)學(xué)生探究的好時(shí)機(jī)。結(jié)構(gòu)分類：根據(jù)形態(tài)差異，植物的根可分為直根系（如菠菜、蒲公英，有明顯主根，側(cè)根較細(xì)）和須根系（如小麥、水稻，主根不明顯，多為粗細(xì)相近的須狀根）。核心功能：（1）固定作用：通過龐大的根系網(wǎng)絡(luò)抓住土壤，防止植物倒伏。我們?cè)猛该魉芰虾蟹N植綠豆，觀察到兩周后根須已密密麻麻覆蓋盒底，輕輕提拉莖稈時(shí)能明顯感受到阻力。1根：隱藏的“生命之源”（2）吸收作用：根毛（肉眼需借助放大鏡觀察）是吸收水分和無機(jī)鹽的主要部位。為驗(yàn)證這一點(diǎn)，我們?cè)O(shè)計(jì)了對(duì)比實(shí)驗(yàn)：將兩株大小相近的綠蘿分別放入清水（對(duì)照組）和剪掉根毛的清水中（實(shí)驗(yàn)組），3天后發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)組葉片明顯萎蔫，而對(duì)照組依然翠綠——這直接證明了根毛的吸收功能。2莖：連接上下的“運(yùn)輸樞紐”“莖里有‘水管’嗎？”這是學(xué)生觀察芹菜莖橫切時(shí)最常問的問題。為解答這個(gè)疑問，我們開展了“莖的運(yùn)輸實(shí)驗(yàn)”：將一段芹菜莖插入紅墨水中，2小時(shí)后切開莖的橫切面，可見紅色小點(diǎn)（導(dǎo)管）呈環(huán)狀分布；縱切莖則能看到紅色“線條”直通葉片。12特殊形態(tài)：并非所有莖都“直立向上”——馬鈴薯的塊莖（儲(chǔ)存營(yíng)養(yǎng)）、草莓的匍匐莖（橫向生長(zhǎng)繁殖）、葡萄的卷須莖（攀爬支撐），都是莖的特殊形態(tài)。學(xué)生通過觀察實(shí)物（馬鈴薯、草莓苗、葡萄枝），能更直觀理解“莖的多樣性”。3結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：多數(shù)草本植物（如芹菜、鳳仙花）的莖內(nèi)有導(dǎo)管（運(yùn)輸水分和無機(jī)鹽）和篩管（運(yùn)輸葉片制造的有機(jī)物），木本植物（如楊樹）的莖還包含形成層（使莖逐年增粗）。3葉：制造“生命燃料”的“綠色工廠”“為什么葉片大多是綠色的？”“沒有陽光，植物還能長(zhǎng)大嗎？”這些問題指向葉的核心功能——光合作用。我們?cè)锰祗每鲞^經(jīng)典實(shí)驗(yàn)：將葉片部分遮光后置于陽光下4小時(shí)，脫色處理后滴加碘液，結(jié)果遮光部分不變藍(lán)（無淀粉生成），未遮光部分變藍(lán)（有淀粉生成）。結(jié)構(gòu)與功能的對(duì)應(yīng)：（1）葉片的扁平寬大（增大受光面積）、葉肉細(xì)胞中的葉綠體（含葉綠素，捕獲光能）、氣孔（葉片背面的“小窗戶”，控制氣體進(jìn)出），共同構(gòu)成了光合作用的“硬件基礎(chǔ)”。（2）蒸騰作用：通過觀察套在葉片上的塑料袋內(nèi)壁的水珠，學(xué)生能直觀理解“植物通過葉的蒸騰作用促進(jìn)水分運(yùn)輸，并調(diào)節(jié)自身溫度”。4花、果實(shí)與種子：延續(xù)生命的“繁殖密碼”“花謝后為什么會(huì)結(jié)果？”“種子里藏著什么？”這些問題是打開植物繁殖奧秘的鑰匙。我們帶領(lǐng)學(xué)生解剖過油菜花（萼片、花瓣、雄蕊、雌蕊齊全）和百合花（無萼片，花瓣艷麗），觀察過豌豆莢（果實(shí)）如何從“小綠條”變成“鼓囊囊”的種子容器，也浸泡過菜豆種子（種皮、胚根、胚芽、子葉清晰可見）。繁殖過程：花的雄蕊產(chǎn)生花粉，雌蕊的柱頭接收花粉后，花粉管向下生長(zhǎng)進(jìn)入子房，與胚珠結(jié)合形成受精卵（受精）；之后子房發(fā)育成果實(shí)，胚珠發(fā)育成種子。種子傳播的智慧：蒼耳的鉤刺（附著動(dòng)物皮毛）、蒲公英的絨毛（風(fēng)力傳播）、椰子的纖維外殼（水力傳播）、鳳仙花的“爆炸果”（彈力傳播）——這些案例能讓學(xué)生感嘆“植物為了繁殖，各有各的‘妙招’”。（過渡：了解了植物各部分的結(jié)構(gòu)與功能后，我們需要進(jìn)一步探究“植物如何與環(huán)境互動(dòng)”，這是科學(xué)研究從“結(jié)構(gòu)”到“生態(tài)”的重要延伸。）03實(shí)踐探究活動(dòng)：在實(shí)驗(yàn)與觀察中培養(yǎng)科學(xué)思維1觀察記錄：從“隨意看”到“有目的的觀察”觀察是科學(xué)研究的起點(diǎn)，但四年級(jí)學(xué)生常因“不知道看什么”而流于表面。為此，我們?cè)O(shè)計(jì)了“植物觀察記錄表”（如表1），引導(dǎo)學(xué)生從“形態(tài)特征”“生長(zhǎng)變化”“環(huán)境關(guān)聯(lián)”三個(gè)維度記錄。表1校園植物觀察記錄表（示例）|觀察對(duì)象|月季（紅）|觀察時(shí)間|2024年9月-11月||----------|------------|----------|----------------||形態(tài)特征|莖有刺，葉為羽狀復(fù)葉（5-7片小葉），花重瓣（約20片），顏色深紅|||1觀察記錄：從“隨意看”到“有目的的觀察”|生長(zhǎng)變化|9月：現(xiàn)蕾（直徑0.5cm）；10月：開花（直徑8cm），花瓣展開；11月：花謝，花托膨大（可能形成果實(shí)）||||環(huán)境關(guān)聯(lián)|種植于向陽處，周邊有灌木遮擋北風(fēng)；連續(xù)陰雨3天后，部分花朵下垂，天晴后恢復(fù)|||通過持續(xù)2個(gè)月的記錄，學(xué)生不僅能發(fā)現(xiàn)“月季在溫差大的秋季花色更鮮艷”，還能提出“光照時(shí)間是否影響開花數(shù)量”等問題，實(shí)現(xiàn)從“現(xiàn)象記錄”到“問題提出”的跨越。2對(duì)比實(shí)驗(yàn)：探究植物生長(zhǎng)的影響因素“植物生長(zhǎng)需要哪些條件？”是本單元的核心問題。我們以“綠豆種子發(fā)芽”為主題，設(shè)計(jì)了多組對(duì)比實(shí)驗(yàn)（如表2），引導(dǎo)學(xué)生控制變量、分析數(shù)據(jù)。表2綠豆種子發(fā)芽條件對(duì)比實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)|實(shí)驗(yàn)組|水|空氣|溫度（℃）|光照|發(fā)芽數(shù)（7天后）||--------|----|------|-----------|------|----------------||1（對(duì)照）|有|有|25|有|10/10||2|無|有|25|有|0/10||3|有|無（完全浸沒）|25|有|2/10||4|有|有|5|有|0/10|2對(duì)比實(shí)驗(yàn)：探究植物生長(zhǎng)的影響因素|5|有|有|25|無|9/10|實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示：水、空氣、適宜的溫度是種子發(fā)芽的必要條件，而光照（在綠豆案例中）影響較小。學(xué)生通過分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論時(shí)，我特意提醒：“不同植物可能有不同需求，比如向日葵發(fā)芽需要更多光照，而洋蔥種子在黑暗中發(fā)芽更快——這說明科學(xué)結(jié)論需要結(jié)合具體對(duì)象！”3跨學(xué)科整合：植物與藝術(shù)、語文的融合科學(xué)教育不應(yīng)孤立存在。在研究“植物的葉”時(shí)，我們邀請(qǐng)美術(shù)老師指導(dǎo)學(xué)生用樹葉拼貼畫（記錄葉的形狀、顏色）；在觀察“花的結(jié)構(gòu)”后，結(jié)合語文課文《花鐘》，讓學(xué)生用“說明性語言”描述不同花的開放時(shí)間（如“凌晨四點(diǎn)，牽?；ù灯鹆俗仙男±取保＿@種整合不僅加深了對(duì)科學(xué)知識(shí)的理解，還提升了學(xué)生的綜合表達(dá)能力。（過渡：通過觀察、實(shí)驗(yàn)與跨學(xué)科活動(dòng)，學(xué)生已初步掌握植物研究的方法。最后，我們需要總結(jié)核心規(guī)律，并將研究延伸到生活中。）04總結(jié)與延伸：讓植物研究融入生活1核心規(guī)律總結(jié)通過本單元的學(xué)習(xí)，我們可以提煉出以下核心觀點(diǎn)：（1）植物是由根、莖、葉、花、果實(shí)、種子組成的統(tǒng)一整體，各部分功能分工明確但協(xié)同合作（如根吸收的水分通過莖運(yùn)輸?shù)饺~，葉制造的有機(jī)物通過莖運(yùn)輸?shù)礁?；?）植物的形態(tài)結(jié)構(gòu)與其生存環(huán)境相適應(yīng)（如沙漠中的仙人掌葉退化為刺，減少水分蒸發(fā)；水生植物蓮的莖有通氣組織，便于在水中呼吸）；（3）植物是生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者，為人類提供食物、氧氣、材料，保護(hù)植物就是保護(hù)人類自身。2研究的延伸與實(shí)踐科學(xué)研究的最終目的是服務(wù)生活。我們鼓勵(lì)學(xué)生開展以下延伸活動(dòng)：家庭種植：在家種植蒜苗、豆芽或多肉植物，記錄生長(zhǎng)過程，開學(xué)后分享“我的種植故事”；社區(qū)調(diào)查：調(diào)查小區(qū)內(nèi)的綠化植物，統(tǒng)計(jì)“本地植物”與“外來植物”的比例，向物業(yè)提出“增加本地植物”的建議（本地植物更適應(yīng)環(huán)境，維護(hù)成本低）；科學(xué)小論文：選擇一個(gè)感興趣的問題（如“不同顏色燈光對(duì)植物生長(zhǎng)的影響”“施肥過多為什么會(huì)燒苗