“植物对水分和无机盐的吸收”的自主探究性教学

“植物对水分和无机盐的吸收”的自主探究性教学
洪泽县共和中学 赵燕
一、设计思想
面向全体学生，提高生物科学素养和倡导探究性学习是生物新课程的核心理念。针对本节教材特点、学生特点和教学资源的可操作性，本节教学设计主要关注学生自主学习，倡导合作和动手操作，通过认真观察来获取新知识，提高分析问题、解决问题的能力，加强表达交流的能力。本节课所讲的植物对水分和无机盐的吸收在生活中比较常见，实验易于操作，对于一些微观的、难以理解的内容则可以通过多媒体动画和图片等多种形式相结合的方法将其直观地展示出来，帮助学生加深了解，提高课堂教学的有效性。
二、学习内容分析
“植物对水分和无机盐的吸收”是苏科版义务教育课程标准试验教科书《生物》七年级上册第五章“绿色植物是有机物的生产者”的第2节“绿色植物的生长需要水和无机盐”的第2课时，是在学生已经了解植物的生活需要水和无机盐之后安排的内容。植物需要的水和无机盐从哪里来？要解决这个问题必须了解细胞吸水的原理，这是一个微观的生理过程，学生理解有一定的难度。教材首先安排了学生实验探究“观察溶液浓度的大小对植物吸水的影响”，使学生自主探究得出根吸水的原理。根的各部分吸水能力是否相同呢？教材展示了这方面的图文资料，由学生阅读分析，并安排了“观察根毛”的实验，让学生直观的了解了根毛的形态结构，得出根毛和根吸水的关系。有关根吸水的过程，也是微观的现象，无法用肉眼观察，教材提供了模式图和文字说明，学生可以通过观察、阅读和分析了解根对水分和无机盐的吸收过程。另外教材还安排了一些生活中的常见现象，鼓励学生用所学知识去解释。
三、学生情况分析
我校是一所农村中学，学生大多来自农村，有一定的农村生活生产经验。另外，学生喜欢动手实验，对探究活动好奇心强，有高涨的热情。因此通过讲授知识与动手探究观察相结合，能有效地吸引学生的注意力，充分激发他们的兴趣，调动他们的积极性。
四、教学目标
1知识目标：
通过探究了解植物吸收水分和无机盐的结构、原理和过程；理解生物体结构和功能相统一的一般原理。
2能力目标：
培养学生分析问题和解决问题的能力；培养学生观察和实验能力；通过设计对照实验的方法培养学生实事求是的科学态度。
3情感态度与价值观目标：
参与实验和探究活动的设计和操作，形成科学的思维方式。
五、教学重难点
教学重点：根吸收水分和无机盐的主要部位、原理和过程。
教学难点: 根吸水和失水的原理。
六、设计思路
在本节课的设计中，充分的考虑了初一学生的年龄和认知特点，采用了多种教学方式帮助学生理解学习内容，并创造条件吸引学生有意识地参与活动，主动探究。学习内容的安排也是循序渐进，由简单到复杂，让学生易理解和掌握。
1、以“移栽植物不伤根”这种日常生活中的常见现象引出根的作用，并提出问题：根是怎样吸收水分和无机盐的？
2、根对水分吸收的原理既是本节的重点又是难点。在教学中，引导学生就“溶液浓度的大小对植物吸水的影响”的进行科学探究，设计探究计划，并实施实验，观察和分析实验结果，并通过讨论自主得出根对水分吸收的原理。
3、在对根吸水的主要部位这一内容进行教学时，主要采取让学生阅读分析图文资料，观看根的结构动画，观察小麦根毛的实验和估算根毛的数量相结合的方法，让学生很直观的得出了根毛与根吸水之间的关系。
植物根毛吸收水分后怎样运输到植物体的其它部位呢？由于这一内容属于微观的现象，学生看不到，摸不到，理解上存在一定难度，所以又安排了一个动画，将微观的根吸水的现象直观地展示在了学生面前。
4、在本节课中还安排了一些常见生活现象的解释环节，促使学生走进生活，学会用所学的生物知识去分析解决问题，使学生体验成功的自豪感。
七、课前准备
1.培养有根毛的小麦幼根
2.课前准备“观察溶液浓度的大小对植物吸水的影响”演示实验
若干个打孔器打出的大小相同萝卜条，长度为5厘米，1/3放在浓盐水中，1/3放在清水中，1/3用保鲜膜包裹
3、学生准备：萝卜或甘薯或马铃薯、小刀 、盐、透明胶带
八、教学辅助
1.多媒体课件
2.实验器材：培养皿、放大镜、烧杯、一次性杯子、镊子 、打孔器
3.教学模型：（根毛模型）一根光滑的纸筒和一根模拟了有根毛的纸筒
九、教学方法设计：
创设情境、学生实验、小组探究、观察法、讨论法。
十、教学过程设计
学习内容 教师活动 学生活动
温故知新 课件展示1、植物生长需要从土壤中吸收___ 和__2、植物生长所需的无机盐主要是___、___和______3、在人工配置的营养液中种植西红柿的方法被称为_______4、图片（1）茄子幼苗为什么要带土移栽 图片（2）移栽的大树根部为什么要用绳子缠绕 学生回顾并回答生：更好的保护根部。说明根对植物的生活非常重要（引起思考，进入情景，贴近生活，引入新课）
自主探究1、根的功能 师：那么，谁知道根的主要功能是什么呢？课件展示图1、生长在土壤中的玉米的根图2、生长在培养液中的常春藤的根图3、可以吃的根 学生思考讨论后回答生：根能固着植物体，使茎能够挺立。生：根能吸收水分和无机盐。生：有些植物的根还具有储藏营养、繁殖等功能。
2、根吸水的原理 师：吸收水分和无机盐是根的主要功能，那么根是如何能吸收水分和无机盐的呢？下面我们一起来探讨这一问题
1、尝一尝，说一说（1）老师准备一些新鲜萝卜条、甘薯条请学生品尝（2） 品尝三杯：第一杯是清水；第二杯100克水加5克糖；第三杯水100克水加30克糖师：提示学生感受植物细胞内溶液具有一定的浓度 学生边吃边感受一名学生逐个喝每个杯子的水，并说出他的感觉
2、图片展示生活中的两种情况（1）三幅图片：新鲜小青菜→ 放入浓盐水→30分钟后，小青菜变得萎蔫（2）三幅图片：萎蔫的小青菜→放入清水中→30分钟后，小青菜变得新鲜 学生观察，根据生活常识猜测结果后观察实验现象，并提出问题：植物什么情况下吸水？植物什么情况下失水？
3、自主探究过程（1）提出问题（2）作出假设（3）制定计划（4）实施实验（5）得出结论放一放：把萝卜条放入打孔器中试试量一量：用尺测量两根萝卜条的长度，与浸入溶液之前的长度5厘米相比较。捏一捏：用手捏一捏萝卜条，观察萝卜条发生了什么变化？填一填：硬度长度原因盐水保鲜膜包裹清水师：日常生活中，有许多植物细胞吸水和失水的现象，同学们能解释吗？（1）糖拌西红柿后，盘中有何现象，为什么？（2）家中腌咸菜的缸内，过一段时间后，缸内的水面有何变化？（3）为什么发蔫的青菜放在清水中会硬挺起来？ （1）学生提出问题（找4-5人回答）（2）学生讨论后做出各种假设（找4-5人回答）（3）根据老师提供的器材和学生自己准备的材料各组根据自己的假设制定实验计划（4）分组进行实验，等待30分钟后观察（5）观察老师提前准备好的萝卜条，看一看、量一量、捏一捏后，讨论 P100页的问题1、画P100讨论问题2图上的水分进出示意图学生讨论得出：外界溶液浓度小于植物体内溶液浓度，植物吸水；外界溶液浓度大于植物体内溶液浓度，植物失水；生：盘中会有汁液，这是西红柿细胞失水的结果。生：缸内的水面会上升。生：因为青菜细胞液的浓度大于清水的浓度，青菜细胞吸水了，所以就硬挺起来。
3、根吸水的过程 师：现在我们知道植物吸收水分和无机盐的主要部位是根，也知道根吸收水分的原因，那么，根为什么能够完成吸收功能呢？接下来，我们一起分析根的结构与它的功能之间的密切关系。根的结构阅读P100-101的内容，回答以下几个问题a、根吸收水分和无机盐的主要部位在__________（师：从根的最尖端到长有根毛的区域就叫根尖）b、根尖的结构 ( file: / / / C:\\Documents%20and%20Settings\\朱甲芹\\桌面\\新建文件夹%20(2)\\根尖的结构.swf" \t "_parent )包括____ ____ ____ ____ 四个部分，其中____区是植物根吸收水分和无机盐的主要部位。c、成熟区的主要特点是______ 学生自主学习后回答；观看“根尖的结构”的动画，大致了解各区的功能，知道吸收水分和无机盐的主要部位在根尖的成熟区，成熟区德主要特点是有大量的根毛
观察根毛（图片展示和实验观察）：a:根毛是什么样的呢？（老师提醒学生注意：别用手去碰根毛，防止伤害根毛）估算一条根上有多少根毛呢？（可以参考书上P100上的资料，玉米植株成熟区425根/mm2，豌豆植株的成熟区230根/mm2。（引导学生阅读P101的超链接——数学）b.教学模型：（根毛模型）一根光滑的纸筒和一根模拟了有根毛的纸筒推测根毛与根的吸收功能的关系。师：这说明了根的结构特点与它的功能是相适应的 请同学们带着问题用放大镜观察桌上培养皿中小麦根的根毛，估算一下根毛的数量。生：惊叹根毛的数量太多，数不清。生：大致估算有几十亿根。 生：根毛大大增加了植物根部与土壤的接触面积，有效提高了根对水分和无机盐的吸收能力。
（3）根毛吸水的过程a一般情况下，根是吸水还是失水？b、根吸水的条件是什么？ c水分如何进入根内部并运输到其它部位？ （看动画结合书上的图示说一说根吸水的过程） 生：吸水生：根毛细胞细胞液浓度要大于土壤溶液浓度生：土壤溶液→根毛细胞→根毛以内细胞→根内导管→茎→叶
学以致用 师：请大家用刚才学到的知识来解释日常生活中的一些常见问题。1、如果你是一名菜贩，你会采取什么措施让你的蔬菜保持新鲜度，显得硬挺呢？2、为什么一次施肥过多会造成烧苗 3、盐碱地为何长不出庄稼？ 生：我会时不时在菜上洒一些清水。生：因为施肥过多，会使土壤浓度大于根毛细胞内溶液的浓度，导致根失水，造成烧苗。生：土壤溶液的浓度过高，致使农作物细胞严重失水，不能成活。
讨论交流 通过本节课的学习，你学到了什么？ 生：我知道了根吸收水分和无机盐的主要部位是根尖。 我理解了细胞吸水的原理。 ……
结束语：植物的根需要不断从土壤中吸收水分和无机盐，在农业生产及花卉栽培中我们要进行合理灌溉，合理施肥，才能达到增产的目的。生物知识来源于生活，又服务于生活，希望同学们将所学生物知识充分应用到日常生活中去。
十一、板书：
植物对水分和无机盐的吸收
一、根的主要功能
二、根吸水的原理
外界溶液浓度＜细胞液浓度 细胞吸水
外界溶液浓度＞细胞液浓度 细胞失水
三、植物吸收水分和无机盐的过程
土壤溶液→根尖成熟区的根毛细胞→根毛以内细胞→根内导管→茎→叶
十二、教学反思
本节课的教学因为准备充分，充分运用直观教具和多媒体课件，使抽象的内容具体化，复杂的内容简单化。整节课贯穿了观察实验、探究实验，让学生在合作的基础上通过自主探究，不断的发现、拓展、延伸，充分地调动了学生的学习积极性，培养了学生合作学习、分析问题、解决问题的能力。并能注重将所学的知识与生产、生活实际相联系，让学生领悟到知识来源于生活，又服务于生活，使学生的态度、情感和价值观得到良好的发展。
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