《植物的分类》 研学课程教案(60分钟)
指导单位:珠三角研学产业发展研究所
编辑单位:衢州莲合研学文化发展有限公司
年龄段:10——12岁 |
负责老师:X老师 |
一、课前准备:(1分钟)地点:暂定 | ||
大家好,我是本次研学的指导师,X老师,欢迎大家来体验《植物的分类》的研学课程。 植物,是地球上最常见的生命体之一。从高山到峡谷,从陆地到海洋,处处都有植物的踪迹。地球上的植物种类数量之巨大,要想数出和识别出每一种植物几乎是不可能完成的任务。然而,许多人依然努力做着这项工作,并取得了成效。据统计,目前全球有30多万种植物,每年科研人员又有2000多种新发现,这么多的植物是怎么分类的呢? | ||
二、植物的分类(9分钟)地点:暂定 | ||
活动目标: | 了解植物的分类 | |
活动准备: | PPT | |
同学们你们都认识哪些植物? 说的很好,你们是怎么给这些植物分类的呢? 现代植物分类学一般将植物分为高等植物和低等植物两大类。 高等植物又分为被子植物、裸子植物、蕨类植物、苔藓植物四大类;低等植物则分为藻类植物、菌类植物等。 裸子植物
裸子植物种子植物中较低级的一类。具有颈卵器,又属颈卵器植物,又是能产生种子的种子植物。但它们的胚珠外面没有子房壁包被,不形成果皮,种子是裸露的,故称裸子植物。 孢子体即植物体,极为发达,多为乔木,少数为灌木或藤木(如热带的买麻藤),通常常绿,叶针形、线形、鳞形,极少为扁平的阔叶(如竹柏)。大多数次生木质部只有管胞,极少数具导管(如麻黄),韧皮部只有筛胞而无伴胞和筛管。大多数雌配子体有颈卵器,少数种类精子具鞭毛(如苏铁和银杏)。 裸子植物出现于古生代,中生代最为繁盛,后来由于地史的变化,逐渐衰退。现代裸子植物约有800种,隶属5纲,即苏铁纲、银杏纲、松柏纲、红豆杉纲和买麻藤纲,9目,12科,71属。我国有5纲,8目,11科,41属,236种及一些变种和栽培种。 裸子植物很多为重要林木,尤其在北半球,大的森林80%以上是裸子植物,如落叶松、冷杉、华山松、云杉等。多种木材质轻、强度大、不弯、富弹性,是很好建筑、车船、造纸用材。
被子植物
被子植物是当今世界植物界中最进化、种类最多、分布最广、适应性最强的类群。现知全世界被子植物共有20多万种,占植物界总数的一半以上。我国已知的被子植物约2700多属,3万余种。被子植物与人类有着及为密切的关系,如我国的被子植物可提供食物的达2000余种;人类的大部分食物和营养来源于被子植物,不是直接地通过农作物或园艺作物如谷类、豆类、薯类、瓜果和蔬菜等。
苔藓植物
苔藓植物是一种小型的绿色植物, 结构简单,仅包含茎和叶两部分,有时只有扁平的叶状体,没有真正的根 和维管束。苔藓植物喜欢有一定阳光及潮湿的环境,一般生长在裸露的石壁上,或潮湿的森林和沼泽地。
蕨类植物
蕨类植物是高等植物中比较低级的一门,也是最原始的维管植物。大都为草本,少数为木本。蕨类植物孢子体发达,有根、茎、叶之分,不具花,以孢子繁殖,世代交替明显,无性世代占优势。通常可分为水韭、松叶蕨、石松、木贼和真蕨五纲,共约12000种,大多分布于长江以南各省区。多数蕨类植物可供食用(如蕨)、药用(如贯众)或工业用(如石松)包,括了原始的脉管类,例如蕨类、木贼和石松。这三种植物,有同样的发展史,都是在泥盆纪开始出现。繁殖过称中,所有的蕨类植物都需要静止的水,新生的植物只能存活在肥沃的地方。因此,不容易在整年干燥的地方或四季变化极大的地点看见它们的踪迹。
藻类植物
藻类在光合作用下会产生能量,是一种很简单的植物,有27000余种,根据其色素、生殖方法、细胞构造、生殖器官构造等方面的不同表现来分类,有绿藻门、金藻门、硅藻门等。
种子植物 种子植物是裸子植物和被子植物的统称,在植物界是最高等的,其体内有维管组织、能产生种子并繁殖。像板栗、樟树等。
地衣植物
地衣植物是真菌与藻类共生产生的,主要有壳状地衣、叶状地衣、枝状地衣等类别,像松萝、石蕊等植物。
菌类植物
菌类植物在人们的认知中都是可食用的,像灵芝、木耳、猴头菌、竹荪、香菇等等。其实它有粘菌门、真菌门两大类别,种类也是非常多的。 | ||
三、诗意盎然、为万物“赐名”的植物学王子——林奈(10分钟)地点:暂定 | ||
活动目标: | 了解林奈的故事 | |
活动准备: | PPT | |
18世纪前后,不仅是欧洲大航海时代,也是第一次工业革命时期。技术的进步与地理上的各种新发现,让新潮正盛、频繁出海的生物学家和博物学家,带回了世界各地不计其数的动植物。 虽然学者们排着长队热衷于给新物种命名,但苦于当时并没有一套公认的命名规则,成千上万的物种没法系统性的命名,甚至出现同一物种有好几个名字,或者不同物种用同一名字的情况。 这,还能不能好好搞研究啦? 是谁,改变了这一混乱状况?有请,《自然系统》、《植物属志》、《植物种志》等巨著作者、瑞典著名的自然学者、生物学家、博物学家、医生,现代生物分类学的奠基人: 卡尔·冯·林奈 世界如此风姿绰约、色彩斑斓。在万千物种后,人们赋予它们一个个独特又专属的名字,这其中一定暗含着生物学家和它们的浪漫故事。而林奈,是真正意义上开始讲故事的那个人。 北欧熊孩子、酷爱大自然 1707年5月23日,林奈出生于瑞典南部斯莫兰省,有着“北欧花园”之称的罗斯胡尔特拉地区的小乡村,这里,一度被认为是瑞典最美丽的地方。 有个传说的故事曾这样提到:姗姗来迟的北欧春天,林奈降生的那日不停啼哭,家人用了各种方法都不能让他安静下来。直到,父亲拿出一朵花递给他,小家伙瞬间破涕为笑。这仿佛预示着林奈与植物的不解之缘。 林父是位爱好园艺和植物学的牧师,小林奈受老爸影响,自然也爱上了花鸟鱼虫。平时除了跟随父亲做祷告,就是在花园里照料草木,或者一溜烟跑野外去采集植物标本、解剖动物啥的,反正成天地不着家,真是个“野性”十足的孩子,林妈妈估计郁闷坏了。 爸爸就够爱“玩儿”的了,没想到儿子对奇花异草的热爱程度只增不减。小家伙特别为自己开辟了⼀块空地,用来种植、移栽各种花草,他童年的所有时光,几乎都在这里了。 可整日沉浸其中,势必会影响学习嘛,他不喜欢在教室里规规矩矩地上课,反而梦想一个在林间漫步的浪漫课堂。因而,从小学到中学,林奈的成绩都不怎么理想,还曾由于神学课不及格无法升学,进⽪鞋铺当过一阵子学徒呢。
我们小时候有这么喜欢《自然》这门课程吗 也许在大多数人眼里,这孩子就是个小淘气,根本没人注意到他在生物学领域里展现的所谓“天赋”这东西。如果他真是千里马,还是需要伯乐站出来的~幸运的林奈可没缺过伯乐哦~ 15岁那年,同样喜爱植物学的校长丹尼尔注意到了林奈的特别,看到这么一个拥有同样爱好的少年,丹尼尔校长喜出望外,自然不会扼杀林奈的天赋,直接把自己的花园交给林奈管理。接下来,又请出了另一位伯乐——植物学家、教授约翰·罗斯曼。 这是一位成功的引导者。也许作为植物学家,罗斯曼籍籍无名,但作为教育家,绝对是伟大的。罗老师肯定了林奈的才华和毅力,也没有像其他老师那样,直接强迫林奈读书,而是想方设法,让林奈时时感到自身的不足,开始自觉自愿地汲取知识。 正是从这个时候开始,林奈开始正式、大量地接触和阅读植物学著作。后来,林奈自己说,没有罗斯曼的启发和鼓励,他一生充其量是一个爱花的人,不会为所有的生物建立一个分类系统。 就这样,林奈重振旗鼓,终于在20岁时(1727年)以优异的成绩先后考入隆德⼤学和乌普萨拉大学,系统地学习博物学及采制生物标本的知识和方法,并常驻图书馆和植物园学习植物学。23岁已成为颇有名⽓的植物学教师,正式开启了向往已久的动植物研究之路。
图为林奈和他的学生们另献上一首年少有为
凭借天赋、兴趣和运气,顺利踏进自然科学的林奈,有了越来越多的机会,结识共同爱好的良师益友、接受高等学府的专业教育、开展各种国内外的实地考察。 1732年,在瑞典科学院的“资助”下,林奈独⾃⼀人,兴冲冲地就开启了他的首次科考之旅——前往瑞典北部十分荒凉的拉普兰地区。 说是资助,也就400铜塔勒(15世纪末德奥地区的通用货币单位),这个数字少的可怜。小编看到有说法是:“这差不多就是给一个研二学生三万块钱,让他在没有手机、电脑和其他任何支持的情况下,去金三角科考半年,回来后出本《金三角大全》。” 再联想一下当年的科考环境,林奈愣是生生走了3000多英里,虽然也有资料说是骑马去的。反正不管咋,条件是真的很恶劣。
不止瑞典,他还周游了荷兰、英国、法国等多地系统整理了自己多年来的考察资料 在拉普兰,林奈待了5个月的时间,详细记录了该地区植物、动物、矿物、村庄、服饰等一系列资料,采集到⼤量生物标本(以植物为主),其中⼀百多种是前⼈没有记载的。这些都被整理收录在他的《拉普兰植物志》和《拉普兰游记》两书中,受到了植物学界的赞誉,其中前者是林奈第一本重要植物学专著。 为表彰他的功绩,瑞典科学院特意把当地产的⼀个植物属命名为“林奈⽊属”。 北极花了解一下? 学名:Linnaea borealis L.,忍冬科北极花属植物,是一种非常小型的灌木,别称“林奈木”,也叫林奈花,由林奈本人命名。
也是林奈最喜爱的一种花常见于林奈的家徽、画像中 拉普兰之旅成功引起了业界的关注和震撼,但还没等大伙反应过来,很快地,1735年,这个刚28岁的青年乘胜追击,发表了他此生最重要的著作《自然系统》Systema Naturae(第一版)。 不吹不黑,该书的面世给他带来了巨大的声望,为他一生的成就和地位奠定了基础。 BTW,同年(1735年7月),林奈还留学荷兰,并在短时间内获得荷兰-哈德维克大学医学博⼠学位。不说都快忘了,人家可是Dr.林~
林奈之于生物学 就像牛顿之于物理学
《自然系统》这部划时代的巨作中,他阐述了矿物的形成、植物和动物的⽣长与⽣活,创造性地用“双名命名法”对植物进行统一命名,即大名鼎鼎、沿用至今的“双名法”:每个物种的学名由属名和种加词两个部分构成。 植物界一声惊雷巨响,林奈顺理成章地成为“现代生物科学分类命名的奠基人”。 你以为这就完了?不不不,各位看官继续跟我来~ 估计林奈是个强迫症,不把千万个物种分好类、搞齐整他是断不甘心的,于是他接二连三、马不停蹄地又双叒叕出成果: 1737年,林奈出版了《植物属志》(Species Plantarum)。 这本书是在《拉普兰植物志》的基础上,进行的更新迭代,其中首次发表了以植物生殖器官进行分类的方法,对应“4件套技能”: 纲(class)、目(order)、属(genus)、种(species) 依照雄蕊和雌蕊的类型、大小、数量及相互排列等特征,将植物分为24纲、116目、1000多个属和10000多个种。p.s:这个分类概念是林奈的首创,当时还没有科(family)的分类。 作为当时全欧洲学术氛围最好的地方,林奈在荷兰拜访、结识了诸多优秀的植物学家,其中对他帮助最大的英裔荷兰金融家乔治·克利福德,他邀请林奈管理自己的图书馆和温室。就这么着,林奈又顺势出了本《克利福德园》。
图为《克利福德园》扉页这也是1753年前林奈所有著作中最为考究的一本
1753年,林奈完成著作《植物种志》,该书被视为现代植物命名法的起点。 这一次,林奈对原来的“双名法”进行了创新,以拉丁文来为生物命名:第一个名字是属名,为名词;第二个名字是种名,为形容词,形容这个物种的特性,其后面或可加上发现者的名字,以纪念这位发现者,也有负责的意思。 这种命名方法先是用于植物学,后来逐步推广到动物学和其他生物门类。 有生以来,林奈对《自然系统》进行了多次重修和再版,从1735年的第一版到1768年第12版为最后一版。篇幅见长,内容更丰,系统地整合了生物命名法,被认为是现代动物命名法的起点。 那些年的生物学界,秩序混乱、缺乏体系,而林奈,几乎是凭一己之力,赋予混乱不堪的动植物知识系统化。根据他自然分类的方法,生物学的知识开始变得有序。这种近乎“无所不包”的万有分类法,足以让林奈成为18世纪最杰出的科学家之一。 世人关于林奈的赞誉颇多,但颇为有趣的还是瑞典作家斯特林堡的这句——“林奈实际上是个诗人,只不过碰巧成为了博物学家。” 林奈在自传中写道:“布谷鸟是夏天的先导,花苞的待放是春天的前奏。我的出生地是上帝最厚爱的角落。从年幼时,大自然便是刻在我心深处的一幅版画,也永远是我回忆里的天堂。一朵小野花的美,显出上苍的巧思与细腻。 对于花草树木,他有着独特的、不可抑制的喜爱。他常将林奈花比作自己,有着默默无闻的谦逊,卑微且微不足道。世上那么多喜爱花草之人,又有谁能将热爱升级成为事业,并成就一番壮举,写进历史之中呢? 感谢温文尔雅的Dr.林,带我们发现大自然孕育出的丰盛与惊喜。 | ||
四、植物园里有什么?(35分钟)地点:植物园 | ||
活动目标: | 参观植物园 | |
活动准备: | 手套、密封袋、笔、纸 | |
我们现在来到植物园里,听带队老师讲解植物的知识,同学们可以用笔和纸记录你们在这个森林公园里碰到的植物!记得收集落在地面上不同植物的叶片。参观时间为30分钟,30分钟后我们回到室内集合。 (ps:没有去植物园的条件就观看《探秘国家植物园》) …… | ||
五、收获与分享(5分钟) | ||
同学们真棒,同学们,相信你们已经纪录了一些植物,你们都看到了什么?它们有什么特点?和老师分享一下? 今天的家庭任务是,用收集的叶片做一副植物拼贴画! | ||
六、结束语 | ||
今天的研学课程到这里就结束啦!非常感谢同学们陪老师度过的愉快时光,期待我们下次再见! | ||
七、课程反思 | ||
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