体验源于生活的实验之趣——“小肠结构的观察”案例评析
(南京市雨花台区教师发展中心江苏南京210012)
“人体的消化与吸收”是苏教版生物学七年级下册内容。在学生学习了食物中的主要营养物质及其作用的基础上,本课要求学生描述人体消化系统的组成、概述食物的消化和营养物质的吸收过程,从而构建“人体通过消化系统从外界获取生命活动所需的营养物质”这一重要概念。“说明小肠的结构特点”“概述食物的吸收过程”是本节的重难点。对食物吸收过程的理解建立在对小肠结构理解的基础上,因此,“小肠结构的观察”是本节教学的重要部分。教师可通过自制教具、组织学生观察鸭新鲜小肠、动手制作模型等活动,帮助学生形象直观地了解小肠的结构,理解“小肠是吸收营养物质的主要场所”,进而认同结构与功能相适应的观点。
2.1.1实验器材
培养皿、试管、放大镜、剪刀、镊子、鸭小肠、胶带、彩纸、小肠内壁结构自制模型、小肠绒毛结构自制模型。
2.1.2教具模型制作
(1)小肠内壁结构模型的制作。
材料工具:直径15cm、长30cm的塑料管(可用油烟机管)、绒毛清洁布、剪刀、双面胶等。
制作步骤:将塑料管沿长边竖直剪开,内壁沿圆周方向贴上环形的双面胶,间隔3cm,绒毛布贴于塑料管内壁的双面胶上,呈现环形突起,再将剪开的塑料管用双面胶粘合(图1)。
图1小肠内壁结构自制模型
(2)小肠绒毛结构模型的制作
材料工具:透明塑料鞋盒、红黄蓝三色电线、矿泉水瓶、剪刀、胶枪、铁丝钳等。
制作步骤:剪去矿泉水瓶的瓶口和底部,用透明胶带将瓶口密封。将红、蓝电线进行缠绕,缠绕部分的长度比加工后的矿泉水瓶略短。在塑料盒上面并排剪出3个直径为1cm的小孔。将缠绕好的红、蓝电线末端分别穿过两侧小孔,将黄色电线穿过中间小孔,调整后套上矿泉水瓶,使用胶枪将制作好的装置粘连固定(图2)。
图2小肠绒毛结构自制模型
2.2.1导入
教师设计并提出问题:食物中的营养成分主要有哪些?哪些营养物质需要被人体消化?消化的终产物是什么?消化后营养物质的去向是哪里?在学生思考回答后,教师引出营养物质吸收的概念:营养物质吸收是指营养物质通过消化道壁进入循环系统的过程。再提出问题:营养物质主要在消化道的哪一部分被吸收呢?学生根据消化相关的知识,回答出小肠是营养物质吸收的主要场所。教师再引导学生通过实验观察的方法证明小肠是主要吸收场所。
2.2.2观察小肠结构,理解其适应营养物质吸收的特点
(1)活动一:观察鸭小肠的结构。
教师指导学生观察鸭小肠。学生用镊子取一段小肠,用水洗净后,用解剖剪纵向剪开小肠,暴露小肠内表面,观察鸭小肠,认识小肠内壁结构及特征。教师提出问题:用手指抚摩小肠的内表面,有什么感觉?学生用手触摸后,体验毛糙感,并用镊子将小肠放置于装有清水的试管中(装有清水的试管能起到一定的放大作用),在光下仔细观察小肠内表面,观察绒毛状突起的小肠绒毛结构。
(2)活动二:观察自制教具。
教师提出问题:小肠皱襞结构有什么作用?数量众多的小肠绒毛与吸收又有怎样的关系?学生分小组交流讨论后发表各自意见,并形成共识:小肠皱襞和小肠绒毛结构增大了小肠吸收营养物质的接触面。
教师通过小肠内壁模型向学生展示环形皱襞和小肠绒毛结构:塑料管是模拟小肠的某一段;绒毛布在内壁贴呈环形皱褶模拟的是小肠内壁上的环形皱襞;绒毛布上的绒毛模拟的是小肠绒毛。将双面胶粘合的部分打开,将小肠内壁展开进行演示。展示后,教师启发学生:小肠内表面积由于皱襞和小肠绒毛的存在大大增加,从而增加了小肠吸收营养物质的表面积,这是小肠结构与功能相适应的体现。
教师通过小肠绒毛结构模型展示小肠绒毛的内部结构:矿泉水瓶代表小肠绒毛壁;红蓝色电线缠绕的结构模拟了小肠绒毛中的毛细血管;黄色电线模拟的是毛细淋巴管。学生观察模型后,教师讲解小肠绒毛吸收消化产物的过程和特点:小肠绒毛壁很薄,而毛细血管和毛细淋巴管壁同样仅由一层上皮细胞构成,有利于消化终产物葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪酸的吸收。教师借助对模型部分结构的展示,演示最终消化产物的去向:葡萄糖和氨基酸吸收进入毛细血管;甘油和脂肪酸吸收进入毛细淋巴管。学生理解葡萄糖、氨基酸、甘油和脂肪酸这些最终消化产物的吸收过程,进一步理解结构与功能相适应的特点。
教师综合以上活动,引导学生形成概念:小肠是人体消化系统主要的吸收器官。
(3)活动三:学生尝试自制小肠结构模型。
教师询问学生:大家想不想自己制作小肠模型?学生充满兴趣,跃跃欲试。教师提供彩纸、胶带、剪刀等材料。为启发学生思考,教师呈现平整布裙与百褶裙两幅图片,并抛出问题:哪条裙子要用更多的布料?学生在图片对比的启发下,合作设计并制作模型(图4)。图4所展示的模型中,外面纸筒模拟小肠外壁,内部折纸结构模拟了小肠内壁。教师设问启发:你能通过数学方法计算小肠内壁的表面积吗?