第3单元第3章《绿色植物与生物圈的水循环》教学设计

《绿色植物与生物圈的水循环》
教学设计
模式介绍
本章内容与生活联系紧密，在讲授方式上教师要注意促进学生积极思考，帮助他们主动寻找问题的答案，教学方法多样，如学生小组讨论 以活动帮助学生去体验，避免单纯讲授和死记硬背。
植物体是通过导管来运输水分的，为了增加学生对导管的感性认识，教材安排了“观察与思考”栏目，通过观察茎的横切面与纵切面，了解导管的组成、特点以及在茎中的分布，并验证导管是运输水分和无机盐的通道，明确水分在植物体内是通过由导管构成的网络运输到植物体的各个部位的。
内容的安排，教学中最主要的教学模式就应该是探究模式了。以自主探究为主，教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主探究或合作讨论，以教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的一种教学形式。让学生对当前教学内容中的主要知识点进行自主学习、深入探究并进行小组合作交流，以自我获取，自我求证的方式深化知识的理解和运用。从而较好地达到课程标准中关于认知目标与情感目标要求的一种教学模式。其中认知目标涉及与学科相关知识、概念、原理与能力的掌握；情感目标注重科学素养与道德品质的培养。
教材分析
通过第二章的学习，学生已经知道水是植物体的组成成分，植物的各种生命活动如光合作用等都需要水的参与，但这部分水与植物吸收的水分相比，差距很大，植物吸收的水分大部分都到哪里去了呢？有什么作用呢？教材首先在“想一想，议一议”中以一株玉米为例，提出了相关的问题。
植物对水分的吸收是通过根来完成的，这在第二章已有介绍，因此，“植物对水分的吸收和运输”的侧重点放在了运输上。植物体是通过导管来运输水分的，为了增加学生对导管的感性认识，教材安排了“观察与思考”栏目，通过观察茎的横切面与纵切面，了解导管的组成，特点以及在茎中的分布，并验证导管是运输水分和无机盐的通道，明确水分在植物体内是通过由导管构成的网络运输到植物体的各个部分的。教材在介绍茎的结构时，只是突出了与水分运输相关的导管，与之无关的其他结构都没有涉及。
关于植物的蒸腾作用，学生在小学科学课中已学习过，这里仅通过帮助学生回忆的方式直接给出概念。蒸腾作用主要是通过叶片的气孔进行的，要进一步了解蒸腾作用，就必须知道叶片的结构，因此教材编排了“观察叶片的结构”的实验。 基于本章的落脚点是使学生认识绿色植物与水循环的关系，因此，在观察叶片的结构时，侧重点也是与之相关的表皮，特别是表皮的气孔。可以说，观祭叶片的结构是服务于更好地认识气孔这一与蒸腾作用相关的结构的。当然，这一实验的安排也是为学生进一步熟练地徒手切片以及使用显微镜观察创造条件。
保卫细胞开启与关闭的原理比较难理解，教材正文中没有做出要求，只是介绍气孔开闭与植物生命活动特别是蒸腾作用的关系。蒸腾作用的意义不只是生物圈的水循环的重要组成部分，对于植物体自身的生命活动也是不可或缺的，教材主要从两个方面进行了归纳总结。
要知道绿色植物在生物圈的水循环中的作用，首先需要了解水循环的过程，教材通过图示的方式作了简介。在此基础上，介绍了植物在提高大气湿度保持水土以及促进水循环等方面的重要作用。同时，教材还在旁栏思考题中安排了一个热带雨林蒸腾量占降雨量多少的简单计算，进一步加深学生对森林的蒸腾作用在水循环中的重要作用的认识。最后，教材落点于“我们应该好好保护森林”，以提升学生保护森林的情感和意识。
教学目标
【知识与能力】
1.说明植物的生活离不开水的原因。
2.举例说出水对植物分布的影响。
【过程与方法】
1.学会做生物实验的一般方法，养成科学的态度。
2.通过解读实验数据的尝试，学会数据的解读、坐标图形的识别甚至自己制作坐标图形。
【情感态度与价值观】
1.通过植物体内含有水分的实验，养成尊重事实、尊重自然、尊重科学的真情实感。
2.通过水对植物分布的影响的教学，使学生认识到生物依赖于环境，进而认识到我们美丽的地球大家园必须依靠包括自己在内的全人类来共同呵护和建设，才会更美丽。
教学重难点
【教学重点】
1.植物生活需要水的原因。
2.水影响植物的分布。
【教学难点】
1.植物生活需要水的原因的教学。
2.解读实验数据的教学。
教学准备
学生：
预习本课实验操作内容。
2.课前调查：四人小组合作，利用干湿计测量裸地、林地的空气湿度，并进行比较。
3.查询书籍、网站、录像，搜集一些有关绿色植物通过蒸腾作用促进水循环、保持水土方面的资料。
4.准备几种叶肉分化程度不同的植物叶片。
教师：
1.根据课本准备实验《观察叶片的结构》的材料用具，不同之处：准备两种菠菜叶片，新鲜的叶片（一般气孔张开）和稍微有些萎蔫的叶片（一般气孔关闭）。
2.准备进一步探究的第二个实验。
3.查询书籍、网站、录像，搜集一些有关绿色植物促进水循环、保持水土方面的资料。
教学过程
【教师】[引言]请课外兴趣小组展示课前实验的装置。
【教师】[设疑]塑料袋内的水是从哪里来的？
【学生】观察，发现植物散失水分与叶有关。
【设计意图】实验引入，激发学生的兴趣。
【教师】[设疑]植物叶片有没有能够散失水分的结构？
【学生】探究，叶片表面存在散失气体的结构。
【设计意图】启发学生探究实验方法。
【教师】[设疑]叶片有什么样的结构呢？
【学生】练习徒手切片。
【设计意图】尝试徒手切片。
【教师】[演示和讲解]制作叶片横切面临时切片的方法和步骤。播放视频资源《制作并观察叶片横切面的临时切片》。
【学生】观察叶片横切面的临时切片和永久切片，参照教材叶片的结构示意图，总结叶片的结构。
【设计意图】巩固临时切片的制作方法。认识叶片的结构。
【教师】[设疑]叶片横切面上，下边缘的细胞有什么特点？
【学生】以龙葵叶为材料观察表皮细胞和气孔。
【教师】播放视频资源《制作并观察叶片下表皮临时装片》。
【学生】观看视频，认识气孔。
【设计意图】认识气孔的结构。
【教师】[设疑]气孔是怎样工作的呢？
【学生】结合阅读教材，认同气孔的开闭受保卫细胞的控制。
【学生】阅读，分析。
【教师】用气球演示保卫细胞形状的变化。
【学生】讨论，发表增加的观点和质疑。
【教师】水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程，叫做蒸腾作用。
【学生】绘制保卫细胞和表皮细胞图。
【教师】请同学们画出在显微镜下观察到的一对保卫细胞及周围的几个表皮细胞图。
【设计意图】指导学生进一步明确生物图的绘制要求。
【教师】[提问]请同学们描述植物通过蒸腾作用散失水分的过程。
【学生】解释气孔开闭的机制，说出水分散失的过程
【设计意图】归纳总结，建构概念，形成结构和功能相适应的观点。
【教师】[提问]什么是蒸腾作用？蒸腾作用是通过什么结构进行的？播放视频资源《绿色植物的蒸腾作用》。
【学生】观看视频，结合旧知识，回答问题。
【设计意图】巩固旧知识，引入新知识。
【教师】植物由根吸收的水分是通过哪一个器官运输到叶，然后通过气孔散失的呢？
【学生】展示课前活动材料：将天竺葵茎的下端插人装有稀释红墨水的瓶中，放在明亮处几小时。
【设计意图】通过观察引入新课。
【教师】播放视频资源《木本植物茎的结构》或《茎的输导功能》。
[讲述]从茎的横切面和纵切面上看到，茎中有一条条被染红的线，其实是由管状细胞连接形成的导管。在植物的根，茎和叶中都有导管，水分就是沿着导管从根到茎，最后运输到叶，大部分由气孔散失了。
【学生】观察茎的横、纵切面，找到被染色的部分。总结：蒸腾作用使水分大量散失。
【设计意图】认同植物的茎中有导管，是植物体内水分运输的通道。
【教师】[提问]一株玉米从出苗到结实的一生中，大约需要消耗200 kg以上的水。这些水分的散失对植物的生活有什么意义？
【学生】分析资料，总结：水分散失会吸收热量，能给植物的叶片降温。同时也能促进水分和溶解在水中的无机盐的运输。
【教师】[提问]请同学们展示课前测量的不同环境湿度的结果。
【学生】交流课前分组测量结果，总结。
【教师】[提问]绿色植物的作用究竟有多大？
【设计意图】使学生认同绿色植物通过蒸腾作用参与了生物圈的水循环，形成保护森林、爱护环境的情感和意识。
【教师】根从土壤中吸收的水分由茎运输到叶，大部分通过蒸腾作用散失到大气中，参与生物圈的水循环。绿色植物在生物圈的水循环中有重要作用，我们应该保护绿色植物。
【学生】讨论总结：人类过度开发森林，造成水土流失，是引发洪水的重要原因。我们要积极植树造林，绿化环境。人类要爱护环境，保护森林。
【教师】小结课堂内容，加强分析知识难点，强调知识重点。完善板书内容；
【学生】整理课堂笔记；消化课堂知识。
【设计意图】通过总结，提升对知识点的巩固，升华情感。
板书设计
教学反思
通过教学课件，使同学整体感知自然界中水的来源及去向，即生物圈中的水循环。使学生对水在生物圈中的循环流动，有一个动态的感性认识。再通过科学家测定各种植物中含水量的实验数据，分析出植物的生活离不开水，在此基础上通过图片引导学生讨论水是怎样影响植物的分布的。
从学生生活经验入手，运用回忆当植物缺水时对植物造成的危害对比，分析植物的生活离不开水，小组讨论分析水在植物生活中的重要性。展示有关的图片资料，说明水在生物圈中的分布会影响植物的分布。
在本节中，教师要特别注意培养学生通过分析数据资料从而得出结论的能力。
在教学中，要补充水在植物体内的重要生理作用。
1、水是原生质的主要成分。原生质的含水量一般在80%-90%，这些水使原生质呈溶胶状态，从而保证了新陈代谢旺盛地进行，例如根尖、茎尖就是这样。如果含水量减少，原生质会由溶胶状态变成了凝胶状态，生命活动就大大减少，例如休眠的种子就是这样。如果细胞失水过多，就可能引起原生质破坏而导致细胞死亡。
2、水是新陈代谢过程的反应物。在光合作用、呼吸作用、有机物的合成和分解过程中，都必须有水分子参与。
3、水是植物对物质吸收和运输的溶剂。一般来说，植物不能直接吸收固定态的无机盐和有机物，这些物质只有溶解在水中才能被水中的植物吸收。同样，各种物质在植物体内运输也必须溶解于水中才能进行。
4、水能保持植物体的形态。细胞含有大量水分，能够维持细胞的紧张度（即膨胀），使植物体的枝叶挺立、便于充分接受光照和交换气体、同时也使花朵开放、有利于传粉。
5、水能维持植物体的正常体温。水具有很高的汽化热和比热；又有较高的导热性，因此水在植物体内的不断流动和叶面蒸腾、能够顺利地散发叶片所吸收的热量，保证植物体即使在炎夏强烈的光照下，也不致被阳光灼伤。
从上面的简要叙述可以知道，植物体内的水分状况涉及许多重要的植物生理活动。同时，水又是植物体与周围环境相互联系的重要纽带。水是生命发生的环境，也是生命发展的条件。植物的水分代谢一旦失去平衡，就会打乱植物体的正常生理活动，严重时能使植物体死亡。
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