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一、课题来源
2007年9月的一个星期天，我和几个伙伴趁着空闲，一起到万象山去玩。玩累了，大家都坐在树底下，一边休息一边说笑。
无意中，我捡起一片落叶拿在手上玩，玩着玩着，突发奇想：无论春天还是秋天，大部分的植物都要落叶，那么植物的落叶是哪个面朝上的多呢?不同植物的落叶都是这样的吗?植物落叶的朝向问题有什么科学道理?植物为什么要落叶?落叶原理有什么应用价值?
我们带着这些问题，在老师的指导下，开始了探究活动。
二、探究的目的和意义
1 目的：
(1)探究为什么大多树木的落叶都是背面朝上。
(2)探究影响落叶朝上的原因。
(3)探究植物落叶的原理应用。
(4)培养自己善于观察敢于思考的能力。
(5)通过活动培养我们学科学、用科学、爱科学的情趣。
2，意义：
(1)亲近大自然，了解大自然，感受大自然，体验大自然。
(2)掌握探究性学习的方法、提高探究能力。
(3)经历科学探究的一般过程、体验科学探究的坚苦与乐趣。
(4)提高我们的综合实践能力。
三、探究计划
(1)9月6日，校园围墙外人行道，观测、统计樟树的落叶的朝向。
(2)9月10日，处州公园，观测、统计其他植物的落叶的朝向。
(3)9月11日，校园操场，模拟落叶实验，探究落叶原理的应用价值。
(4)9月12日至15日，查阅资料，分析植物落叶的不同朝向的原因。
(5)9月16日至20日，查阅资料，分析植物为什么要落叶。
(6)9月20日至30日，撰写探究性学习报告。
四、概念的界定
样本：在某种植物礴冠的底下，选取一块长约一米长、宽约一米的地面上所有的该株植物落叶，作为一个样本，分别统计正面朝上与背面朝上的数据。
落叶正面：是指叶的上表面，主要由上表皮细胞、栅栏组织、营养组织共同组成。
落叶背面：是指叶的下表面，主要由下表皮细胞、海绵组织、气孔共同组成。
五、探究内容
(一)樟树的落叶哪个面朝上多的?
1 提出问题：樟树的落叶哪个面朝上多?
2 建立假设：
①樟树的落叶可能是背面朝上的多；
②樟树的落叶可能是正面朝上的多；
③樟树的落叶可能是侧面朝上的多；
④樟树的落叶正面朝上和背面朝上可能是一样多。
3 设计实验方案：
根据上述的假设，我们对每种假设进行实验检验。几个同学利用午间休息时间，选取不同地段的三棵樟树底下，分别选取了一个样本，并对这个样本内的所有落叶进行了完全的统计，统计落叶正面朝上的数量、落叶背面朝上的数量和侧面朝上的数量。
4 收集证据：
通过对不同样本的落叶统计中所获得的数据记录如下表所示：
5 验证假设：通过上表，我们发现，樟树落叶背面朝上占总样本的62.6％，正面朝上的占总样本的30.2％，侧面朝上的占总样本的7.2％。因此，我们得出的结论是：樟树落叶是背面朝上的多，侧面朝上的最少。
樟树落叶是背面朝上的多，那么其他树的落叶是否也是背面朝上的多呢?于是，我们开展了二次探究。
(二)其他植物的落叶是哪个面朝上多?
1 提出问题：其他植物的落叶是哪个面朝上多?
2 建立假设：
①其他植物的落叶可能是背面朝上的多；
②其他植物的落叶可能是正面朝上的多；
③其他植物的落叶可能是侧面朝上的多；
④其他植物的落叶正面朝上和背面朝上可能是一样多。
3 设计实验方案：准备去万象山公园观察不同植物的落叶。
4 收集证据：我们来到万象山公园，选取了桃树、梨树、枫树等作样本，在每种植物的地上各选取了约1个样本，统计出各种植物的正面、背面和侧面朝上的落叶数目。
5 验证假设：通过对13种植物23个样本落叶的统计，我们发现其他植物的落叶也是背面朝上的多。证明假设①成立。
但是，为什么大多的植物落叶都是背面朝上的呢?是哪些因素导致植物的落叶是背面朝上的呢?由此，我们又进行了三次探究。
(三)植物叶的落叶为什么会背面朝上的多呢?
1 提出问题：为什么植物落叶是背面朝上的多呢?
2 建立假设：
①可能与叶片的弧度有关；
②可能与风力的大小有关；
③可能与叶片质量的大小有关；
④可能与叶片落地的高度有关；
‘
⑤可能与叶片的大小有关；
⑥可能与叶片的结构有关。
3 设计实验方案：
①观察同一种树木的落叶，观测它们弧度，根据弧度的大小，将落叶分为两个样本，每个样本各50片叶子。在同一个地方，同一时间内，对两个样本进行模拟落叶实验，然后统计不同朝向的叶片的数量。
②去风力大小不同的地方，寻找同一种树木，统计落叶在不同风力的情况下的正面朝向的数量和背面朝上的数量。
③模拟实验：选择同一种植物的湿叶片与干叶片各50片，分别将两组叶片向上抛，落地后统计不同朝向叶片的数据。
④观察同一种植物高矮不同的植株，分别统计高株树的落叶与矮株树的落叶不同朝向的数据。
⑤模拟实验：选择同一种植物叶片大小不同的两组植物的落叶各50片，向上抛，统计不同朝向的数据。
⑥在显微镜下观察叶片的结构。
4 收集证据：
我们采集了许多种不同的树叶，在老师的帮助下，分别观察了叶片结构。原来叶片正面的细胞呈栅栏状排列紧密，属栅栏组织；而叶背的细胞呈海绵状排列稀疏，属海绵组织，每种植物叶片的结构都如此。
5 验证假设：
通过上述的实验可以得出，植物落叶的朝向，是受植物叶片的结构、叶片的弧度大小及周围的环境的影响。
由此可知，弧度大的落叶比弧度小的落叶背面朝上的多，周围风力大的落叶比周围风力小的落叶背面朝上的多，与叶片的质量和落叶的高度及落叶的大小没有必然的关系。
叶片的正面主要由排列整齐紧密的栅栏组织构成，这些细胞中有大量的叶绿体。而叶片的背面主要由排列疏松的海绵组织构成，在这些细胞结构中，基本没有叶绿体。
在光照条件下，栅栏组织中叶绿体制造的有机物比海绵组织的有机物要多，导致正面的密度比背面大。由于比重不同，在树叶飘落的过程中，树叶会翻转变化，使重的一面朝下，轻的一面朝上，这样降落最稳定，所以落地后，总是因细胞紧密而重的一面先落地，细胞稀疏而轻的一面后落地。
通过上述三个探究的活动，我们知道了落叶的基本原理和基本的科学知识。我们感受到了成功感，心里觉得非常高兴。
高兴之余，在我们的头脑中又冒出来了一个新的问题：植物的叶片为什么只是向正面成弧形，而不是向背面成弧形的呢?于是我们进行了四次探究。
(四)叶片为什么向正面成弧形而不向背面呢?
1 提出问题：叶片为什么向正面成弧形而不向背面呢?
2 探究方法：搜集有关植物落叶的知识，请教科学老师。 3 收集资料：通过在网上和图书馆查阅资料、请教生物老师、科学老师等不同的途径，查阅了大量的资料，我们加以概括、归纳，其分析如下：
植物的叶片正面朝上，以便吸收更多的阳光进行充分的光合作用，因而叶面上细胞更为发达，我们平常看叶面也较光滑、饱满。而叶片枯萎时，因面上受光多，水分蒸发快，同时面朝上，更便于水分蒸发，也就先于叶背萎缩。当萎缩后，叶背便显得更有支撑力而使叶片向叶面形成弧形。
噢，原来如此。我们又一次取得了成功。突然同学又提出了一个相当复杂的问题：植物为什么要不断地长出新叶，不断地落叶呢?对，植物为什么要落叶呢?我们沉浸在问题中。大约过了几分钟，大家不约而同地说，继续探究，于是我们进行了五次探究。
(五)植物为什么要落叶呢?
1 提出问题：植物为什么要落叶?
2 探究方法：搜集有关植物落叶的知识，请教科学老师。
3 收集资料：通过在网上和图书馆查阅资料、请教生物老师、科学老师等不同的途径，查阅了大量的资料，我们加以概括、归纳，其分析如下：
植物落叶是植物长期适应环境的结果。环境中光照强度、温度、水分等都能影响叶片的脱落。如，北方的很多树到秋天和冬天都会落叶。这是因为天气冷了之后，地下变得干燥，树根吸收水分的能力也减弱了，不能像夏天那样给树提供充足的水分。而树根吸收的水分的99％则又是通过树叶的蒸腾作用散失的，如果还保留满树的树叶i跑掉的水分太多，树就会因为缺水而枯死。所以落叶是为了保护自己，为了使自己在恶劣的气候条件下好好休息，有利于来年春天来临时再重新发芽长叶。
秋天日照长度变短，树上所有叶子几乎同时衰老和脱落。其过程相当复杂。将要落叶时，在紧靠叶柄基部的区域，形成了一种特殊的细胞层。这里的细胞个头比周围的小，方砖形，后来逐渐变圆，并彼此分离，这一细胞层叫离层。当离层形成后，叶子只靠维管束与枝条联系。而此时，维管束的长度缩短，内部纤维消失，叶子本身的重量使这一薄弱的区域发生断裂，风一吹，便飘然落地。
叶子脱落时，叶中所有的营养物质已转移到茎、根和芽中储藏起来。在叶中除光合作用制造的有机物被运出以外，一些叶子的结构物质也被运出。除钙盐外，大部分氮、磷和钾都随有机物运出。
因此，脱落的叶子，实际上只剩下一个纤维素的骨架。落叶还受植物体内激素的影响。叶片合成的生长素能延缓叶子脱落，但叶片一旦开始衰老，生长素又促进一些酶，如纤维素酶的合成，引起离层细胞壁的分解，从而加速叶片脱落。
(六)落叶原理的应用探究
根据上述的探究，我们基本上知道了植物落叶的基本原理，即多数落叶背面朝上的原因主要是由于叶片的背面结构松散，密度小，正面的结构紧密，密度大，导致落叶背面朝上的多。那么，在我们的生活、生产中能否运用落叶原理呢?于是我们开展了植物落叶原理实际应用的探究活动。
1 问题：落叶原理有应用价值吗?
2 假设：落叶原理可能有应用价值?
3 实验设计：把风筝、羽毛球、毽子、铁锤分别从三楼扔下来，观察哪个面或哪头首先着地。
4 收集证据：
5 实验验证：风筝、羽毛球、毽子、铁锤等物体先后三次从高空中抛落下来，结果都是密度大的一头或一面首先着地。
6 原理应用推理：在空中降物时，可以控制物体的着地部位。(指导老师：刘荣军)
2007年9月的一个星期天，我和几个伙伴趁着空闲，一起到万象山去玩。玩累了，大家都坐在树底下，一边休息一边说笑。
无意中，我捡起一片落叶拿在手上玩，玩着玩着，突发奇想：无论春天还是秋天，大部分的植物都要落叶，那么植物的落叶是哪个面朝上的多呢?不同植物的落叶都是这样的吗?植物落叶的朝向问题有什么科学道理?植物为什么要落叶?落叶原理有什么应用价值?
我们带着这些问题，在老师的指导下，开始了探究活动。
二、探究的目的和意义
1 目的：
(1)探究为什么大多树木的落叶都是背面朝上。
(2)探究影响落叶朝上的原因。
(3)探究植物落叶的原理应用。
(4)培养自己善于观察敢于思考的能力。
(5)通过活动培养我们学科学、用科学、爱科学的情趣。
2，意义：
(1)亲近大自然，了解大自然，感受大自然，体验大自然。
(2)掌握探究性学习的方法、提高探究能力。
(3)经历科学探究的一般过程、体验科学探究的坚苦与乐趣。
(4)提高我们的综合实践能力。
三、探究计划
(1)9月6日，校园围墙外人行道，观测、统计樟树的落叶的朝向。
(2)9月10日，处州公园，观测、统计其他植物的落叶的朝向。
(3)9月11日，校园操场，模拟落叶实验，探究落叶原理的应用价值。
(4)9月12日至15日，查阅资料，分析植物落叶的不同朝向的原因。
(5)9月16日至20日，查阅资料，分析植物为什么要落叶。
(6)9月20日至30日，撰写探究性学习报告。
四、概念的界定
样本：在某种植物礴冠的底下，选取一块长约一米长、宽约一米的地面上所有的该株植物落叶，作为一个样本，分别统计正面朝上与背面朝上的数据。
落叶正面：是指叶的上表面，主要由上表皮细胞、栅栏组织、营养组织共同组成。
落叶背面：是指叶的下表面，主要由下表皮细胞、海绵组织、气孔共同组成。
五、探究内容
(一)樟树的落叶哪个面朝上多的?
1 提出问题：樟树的落叶哪个面朝上多?
2 建立假设：
①樟树的落叶可能是背面朝上的多；
②樟树的落叶可能是正面朝上的多；
③樟树的落叶可能是侧面朝上的多；
④樟树的落叶正面朝上和背面朝上可能是一样多。
3 设计实验方案：
根据上述的假设，我们对每种假设进行实验检验。几个同学利用午间休息时间，选取不同地段的三棵樟树底下，分别选取了一个样本，并对这个样本内的所有落叶进行了完全的统计，统计落叶正面朝上的数量、落叶背面朝上的数量和侧面朝上的数量。
4 收集证据：
通过对不同样本的落叶统计中所获得的数据记录如下表所示：
5 验证假设：通过上表，我们发现，樟树落叶背面朝上占总样本的62.6％，正面朝上的占总样本的30.2％，侧面朝上的占总样本的7.2％。因此，我们得出的结论是：樟树落叶是背面朝上的多，侧面朝上的最少。
樟树落叶是背面朝上的多，那么其他树的落叶是否也是背面朝上的多呢?于是，我们开展了二次探究。
(二)其他植物的落叶是哪个面朝上多?
1 提出问题：其他植物的落叶是哪个面朝上多?
2 建立假设：
①其他植物的落叶可能是背面朝上的多；
②其他植物的落叶可能是正面朝上的多；
③其他植物的落叶可能是侧面朝上的多；
④其他植物的落叶正面朝上和背面朝上可能是一样多。
3 设计实验方案：准备去万象山公园观察不同植物的落叶。
4 收集证据：我们来到万象山公园，选取了桃树、梨树、枫树等作样本，在每种植物的地上各选取了约1个样本，统计出各种植物的正面、背面和侧面朝上的落叶数目。
5 验证假设：通过对13种植物23个样本落叶的统计，我们发现其他植物的落叶也是背面朝上的多。证明假设①成立。
但是，为什么大多的植物落叶都是背面朝上的呢?是哪些因素导致植物的落叶是背面朝上的呢?由此，我们又进行了三次探究。
(三)植物叶的落叶为什么会背面朝上的多呢?
1 提出问题：为什么植物落叶是背面朝上的多呢?
2 建立假设：
①可能与叶片的弧度有关；
②可能与风力的大小有关；
③可能与叶片质量的大小有关；
④可能与叶片落地的高度有关；
‘
⑤可能与叶片的大小有关；
⑥可能与叶片的结构有关。
3 设计实验方案：
①观察同一种树木的落叶，观测它们弧度，根据弧度的大小，将落叶分为两个样本，每个样本各50片叶子。在同一个地方，同一时间内，对两个样本进行模拟落叶实验，然后统计不同朝向的叶片的数量。
②去风力大小不同的地方，寻找同一种树木，统计落叶在不同风力的情况下的正面朝向的数量和背面朝上的数量。
③模拟实验：选择同一种植物的湿叶片与干叶片各50片，分别将两组叶片向上抛，落地后统计不同朝向叶片的数据。
④观察同一种植物高矮不同的植株，分别统计高株树的落叶与矮株树的落叶不同朝向的数据。
⑤模拟实验：选择同一种植物叶片大小不同的两组植物的落叶各50片，向上抛，统计不同朝向的数据。
⑥在显微镜下观察叶片的结构。
4 收集证据：
我们采集了许多种不同的树叶，在老师的帮助下，分别观察了叶片结构。原来叶片正面的细胞呈栅栏状排列紧密，属栅栏组织；而叶背的细胞呈海绵状排列稀疏，属海绵组织，每种植物叶片的结构都如此。
5 验证假设：
通过上述的实验可以得出，植物落叶的朝向，是受植物叶片的结构、叶片的弧度大小及周围的环境的影响。
由此可知，弧度大的落叶比弧度小的落叶背面朝上的多，周围风力大的落叶比周围风力小的落叶背面朝上的多，与叶片的质量和落叶的高度及落叶的大小没有必然的关系。
叶片的正面主要由排列整齐紧密的栅栏组织构成，这些细胞中有大量的叶绿体。而叶片的背面主要由排列疏松的海绵组织构成，在这些细胞结构中，基本没有叶绿体。
在光照条件下，栅栏组织中叶绿体制造的有机物比海绵组织的有机物要多，导致正面的密度比背面大。由于比重不同，在树叶飘落的过程中，树叶会翻转变化，使重的一面朝下，轻的一面朝上，这样降落最稳定，所以落地后，总是因细胞紧密而重的一面先落地，细胞稀疏而轻的一面后落地。
通过上述三个探究的活动，我们知道了落叶的基本原理和基本的科学知识。我们感受到了成功感，心里觉得非常高兴。
高兴之余，在我们的头脑中又冒出来了一个新的问题：植物的叶片为什么只是向正面成弧形，而不是向背面成弧形的呢?于是我们进行了四次探究。
(四)叶片为什么向正面成弧形而不向背面呢?
1 提出问题：叶片为什么向正面成弧形而不向背面呢?
2 探究方法：搜集有关植物落叶的知识，请教科学老师。 3 收集资料：通过在网上和图书馆查阅资料、请教生物老师、科学老师等不同的途径，查阅了大量的资料，我们加以概括、归纳，其分析如下：
植物的叶片正面朝上，以便吸收更多的阳光进行充分的光合作用，因而叶面上细胞更为发达，我们平常看叶面也较光滑、饱满。而叶片枯萎时，因面上受光多，水分蒸发快，同时面朝上，更便于水分蒸发，也就先于叶背萎缩。当萎缩后，叶背便显得更有支撑力而使叶片向叶面形成弧形。
噢，原来如此。我们又一次取得了成功。突然同学又提出了一个相当复杂的问题：植物为什么要不断地长出新叶，不断地落叶呢?对，植物为什么要落叶呢?我们沉浸在问题中。大约过了几分钟，大家不约而同地说，继续探究，于是我们进行了五次探究。
(五)植物为什么要落叶呢?
1 提出问题：植物为什么要落叶?
2 探究方法：搜集有关植物落叶的知识，请教科学老师。
3 收集资料：通过在网上和图书馆查阅资料、请教生物老师、科学老师等不同的途径，查阅了大量的资料，我们加以概括、归纳，其分析如下：
植物落叶是植物长期适应环境的结果。环境中光照强度、温度、水分等都能影响叶片的脱落。如，北方的很多树到秋天和冬天都会落叶。这是因为天气冷了之后，地下变得干燥，树根吸收水分的能力也减弱了，不能像夏天那样给树提供充足的水分。而树根吸收的水分的99％则又是通过树叶的蒸腾作用散失的，如果还保留满树的树叶i跑掉的水分太多，树就会因为缺水而枯死。所以落叶是为了保护自己，为了使自己在恶劣的气候条件下好好休息，有利于来年春天来临时再重新发芽长叶。
秋天日照长度变短，树上所有叶子几乎同时衰老和脱落。其过程相当复杂。将要落叶时，在紧靠叶柄基部的区域，形成了一种特殊的细胞层。这里的细胞个头比周围的小，方砖形，后来逐渐变圆，并彼此分离，这一细胞层叫离层。当离层形成后，叶子只靠维管束与枝条联系。而此时，维管束的长度缩短，内部纤维消失，叶子本身的重量使这一薄弱的区域发生断裂，风一吹，便飘然落地。
叶子脱落时，叶中所有的营养物质已转移到茎、根和芽中储藏起来。在叶中除光合作用制造的有机物被运出以外，一些叶子的结构物质也被运出。除钙盐外，大部分氮、磷和钾都随有机物运出。
因此，脱落的叶子，实际上只剩下一个纤维素的骨架。落叶还受植物体内激素的影响。叶片合成的生长素能延缓叶子脱落，但叶片一旦开始衰老，生长素又促进一些酶，如纤维素酶的合成，引起离层细胞壁的分解，从而加速叶片脱落。
(六)落叶原理的应用探究
根据上述的探究，我们基本上知道了植物落叶的基本原理，即多数落叶背面朝上的原因主要是由于叶片的背面结构松散，密度小，正面的结构紧密，密度大，导致落叶背面朝上的多。那么，在我们的生活、生产中能否运用落叶原理呢?于是我们开展了植物落叶原理实际应用的探究活动。
1 问题：落叶原理有应用价值吗?
2 假设：落叶原理可能有应用价值?
3 实验设计：把风筝、羽毛球、毽子、铁锤分别从三楼扔下来，观察哪个面或哪头首先着地。
4 收集证据：
5 实验验证：风筝、羽毛球、毽子、铁锤等物体先后三次从高空中抛落下来，结果都是密度大的一头或一面首先着地。
6 原理应用推理：在空中降物时，可以控制物体的着地部位。(指导老师：刘荣军)