中小学教育资源及组卷应用平台
北师大最新版大单元设计案例
4.2 植物通过吸收、运输和蒸腾作用等生理活动，获取养分，进行物质运输，参与生物圈中的水循环
一、单元（或主题）教学设计说明：
本单元对应《义务教育生物学课程标准（2022年版）》学习主题四“植物的生活”，需要帮助学生形成重要概念4.2 植物通过吸收、运输和蒸腾作用等生理活动，获取养分，进行物质运输，参与生物圈中的水循环。在这一单元中，除了植物的吸收作用、运输作用和蒸腾作用三大重要生理活动外，还归纳了植物在生物圈中的作用，其中吸收作用、运输作用和蒸腾作用紧密相连，共同构成植物体内物质循环和水分代谢的完整链条。吸收作用是这一链条的起点，植物通过根部的根毛细胞从土壤中吸收水分和无机盐，为后续的生理活动提供必要的物质基础。运输作用则充当“物流通道”，将吸收的水分和无机盐通过导管向上运输至茎、叶等器官，同时将叶片光合作用产生的有机物通过筛管向下运输至根和其他部位，实现物质在植物体内的分配和利用。蒸腾作用是这一链条的“动力引擎”，叶片通过气孔散失水分，产生无形的拉力，促使水分和无机盐持续向上运输，同时降低叶片温度，避免高温灼伤。三者相互依存、协同作用，形成一个动态平衡的物质循环系统。在学习吸收作用、运输作用和蒸腾作用后，设计“植物在生物圈中的作用”这一节内容，可起到以下几点作用：一能将前面分散学习的吸收、运输、蒸腾作用知识串联起来，形成完整的知识链条，帮助学生构建起关于植物生理活动与生物圈关系的系统性认知。二帮助学生更深入地理解植物在生物圈中并非孤立存在，而是凭借吸收、运输、蒸腾等生理活动，与周围环境进行着复杂的物质和能量交换，从而更全面认识植物的功能和价值。三可借此节课引导学生从植物个体生理活动延伸到其在生物圈中的作用，有助于学生形成生物与环境相适应、生物是一个整体等生命观念。让学生认识到植物的各种生理活动都是为了更好地适应生物圈环境，维持自身的生存和繁衍，同时对生物圈的稳定和发展起到重要作用。
居于上述原因，进行本单元教学设计时，需反复研读新课标，以它为一个指导思想，把教学设计成以学生为主体的课堂模式，引导学生通过观察活动、分析实验、讨论交流等方式获得新知；结合学生的生活经验，通过实例分析，引导学生关注各生理活动的原理在生产生活中的实际应用，结合当地的农业生产实践，设计简单的任务，指导学生运用植物生理过程的相关知识、跨学科知识等，尝试分析和解决实际问题。本单元通过小组合作探究、实验、讨论、分析总结等多种途径有效培养学生的核心素养。
二、单元（或主题）学习目标与重点、难点：
（一）课程标准的相关要求∶
大概念 重要概念 次位概念
概念4 植物有自己的生命周期，可以制造有机物，直接或间接地为其他生物提供食物，参与生物圈中的水循环，并维持碳氧平衡 4.2 植物通过吸收、运输和蒸腾作用等生理活动，获取养分，进行物质运输，参与生物圈中的水循环 4.2.1 植物根部吸收生活所需的水和无机盐，通过导管向上运输，供植物利用，其中大部分水通过蒸腾作用散失 4.2.2 叶片产生的有机物通过筛管运输，供植物其他器官利用 4.2.2 叶片产生的有机物通过筛管运输，供植物其他器官利用
本单元属于学习主题四“植物的生活”的内容。通过本主题的学习，学生能够理解植物生命活动的基本过程和原理，运用这些生命活动原理分析、解释、解决生产生活中的某些实际问题，并从物质循环和能量变化的角度阐明植物在生物圈中的重要地位。
本单元主要是通过实验活动来形成学生的感性认识，帮助学生形成次位概念：
4.2.1 植物根部吸收生活所需的水和无机盐，通过导管向上运输，供植物利用，其中大部分水通过蒸腾作
用散失
4.2.2 叶片产生的有机物通过筛管运输，供植物其他器官利用
4.2.2 叶片产生的有机物通过筛管运输，供植物其他器官利用
再通过问题导向，和任务驱动学生探索吸收作用、运输作用和蒸腾作用的联系逐步完成对知识的探索，同时形成结构与功能适应观和物质与能量的生命观念；在比较、归纳中发展科学思维；在实验中提升探究实践能力；在学习和实践中，无一不彰显着科学家严谨求实，勇于质疑和探索的科学态度，影响着学生，在无形中形成了树立了正确的社会态度责任和环保意识。
（二）根据新课程标准和学生实际，设计单元学习目标与重点难点如下∶
单元学习目标：
生命观念
1.阐述植物吸收、运输和蒸腾作用的过程和原理，形成结构与功能相适应的生命观念。
2.理解植物在生物圈水循环中的重要作用，建立物质循环和能量流动的观念。
科学思维
1.运用归纳与概括、模型与建模等方法，分析植物生理活动的相关数据和现象，培养逻辑推理能力。
2.针对植物生理活动的问题，提出合理的假设并进行验证，发展批判性思维和创新思维。
探究实践
1.设计并实施植物吸水、运输和蒸腾作用的探究实验，提高实验操作技能和数据分析能力。
2.参与小组合作学习，学会与他人交流和合作，共同完成探究任务。
态度责任
1.关注植物与人类生活的关系，增强保护植物、形成生态平衡观。
2.积极参与环保活动，养成节约用水、爱护环境的良好习惯。
重点、难点
重点：
1.植物吸收、运输和蒸腾作用的原理和过程。
2.植物在生物圈水循环中的作用。
难点：
1.理解植物生理活动的内在机制和相互关系。
2.运用所学知识解决实际生活中的问题。
三、单元（或主题）整体教学思路（教学结构图）：
本单元的第1课时《吸收作用》主要观察根毛活动获得根尖的结构和功能知识，理解根毛细胞的特点和吸收原理。通过实验“植物细胞的吸水和失水”，让学生观察植物细胞在不同溶液浓度下的变化，加深对吸收作用的理解。第2课时《运输作用》展示植物茎的结构模型，比较导管和筛管的结构，了解其功能和运输方向，形成结构与功能相适应的生命观念。设计实验“茎对水分和无机盐的运输”，让学生通过观察实验现象，总结运输作用的特点，提升探究实践能力。第3课时《蒸腾作用》主要通过演示实验“植物的蒸腾作用”，让学生观察植物叶片上的水珠，引出蒸腾作用的概念。讲解蒸腾作用的过程和意义，引导学生分析蒸腾作用对植物自身的影响。第4课时主要通过三个交流活动，引导学生从植物个体生理活动延伸到其在生物圈中的作用，有助于学生形成生物与环境相适应、生物是一个整体等生命观念。在探讨植物在生物圈中的作用过程中，学生需要分析、综合、推理各种现象和数据。例如，分析植物蒸腾作用对气候的调节作用时，要考虑水分散失、空气湿度、温度变化等多个因素之间的关系，从而培养学生的逻辑思维、批判性思维和创造性思维能力。当学生了解到植物在生物圈中具有保持水土、调节气候、净化空气、提供氧气等众多重要作用时，会深刻认识到植物对人类生存和发展的重要性，从而激发他们对生态环境的保护意识，自觉参与到保护植物、维护生态平衡的行动中。
课时安排：本单元安排4个课时。
四、单元教学评思路设计
为了实现4.2.1、4.2.2、4.2.3的学习目标，将围绕以下核心问题展开，这两个核心问题将通过4个教学任务来解决。同时，在学习评价中，将以课堂表现、成果展示、评价量规等多种形式促进学生学习及评估学生的学习效果，具体如下：
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)中小学教育资源及组卷应用平台
3.4.6 植物在生物圈中的作用 教学设计
课题名称 4.2.3 植物通过对水的吸收和散失参与生物圈中的水循环 植物在生物圈中的作用 单位 XX中学 执教者 XXX
解读课标 在2022年版的义务教育生物学课程标准中，本节课是课程内容四《植物的生活》中的大概念4《植物有自己的生命周期，可以制造有机物，直接或间接地为其他生物提供食物，参与生物圈中的水循环，并维持碳氧平衡》里的重要概念《4.2 植物通过吸收、运输和蒸腾作用等生理活动，获取养分，进行物质运输，参与生物圈中的水循环》当中的次位概念《4.2.3 植物通过对水的吸收和散失参与生物圈中的水循环》，课程标准提出，要针对学生的年龄特点创设学习情境，结合学生的生活经验，阐明植物通过光合作用制造有机物，为生物圈提供物质和能量；说明植物在维持碳氧平衡中的作用；描述植物参与生物圈水循环的机制。通过实验观察与数据分析，培养科学思维与实践能力。树立“结构与功能相适应”的生命观念，强化保护植物、合理利用水资源的生态意识。
解读学生 1.学生已掌握植物光合作用、吸收作用、蒸腾作用等生理活动，但缺乏对知识间关联的系统认识。
2.在能力方面学生具备基础实验操作能力，但抽象推理与跨学科分析能力较弱。
解读教材 教材分析 本课时选自北师大最新版七年级上册生物学第三单元《植物的生活》第4章《绿色开花植物的生活方式》第6节《植物在生物圈中的作用》。这部分内容主要通过实验观察与数据分析，培养科学思维与实践能力。树立“结构与功能相适应”的生命观念，强化保护植物、合理利用水资源的生态意识。
教学目标 1.生命观念： 理解植物在生态系统中的重要性，树立“结构与功能相适应”的生命观。 强化保护植物、合理利用水资源的生态意识。 2.科学思维： 通过实验观察与数据分析，培养科学思维与实践能力。 理解植物在生态系统中的作用，形成物质与能量观。 3.探究实践： 通过实验观察与数据分析，理解植物在生态系统中的作用。 通过探究实践，增强学生的生态保护意识。 4.态度责任： 关注植物在生态环境中的重要作用，增强学生的生态保护意识。 培养学生的生态责任感，促进可持续发展。
教学重点 1.植物在生态系统物质循环和能量流动中的关键地位。 2.植物在维持生态系统平衡和稳定方面的重要意义。 3.植物在生态环境中的重要作用，增强学生的生态保护意识。
教学难点 1.植物在生态系统物质循环和能量流动中的关键地位。 2.植物在维持生态系统平衡和稳定方面的重要意义。
解读方法 教学方法 情境教学法、任务驱动法、直观教学法
学习方法 自主学习法、合作探究法、观察法、 （课前搜集资料，寻找支持“植物光合作用对碳中和的重要贡献”的证据）
教学手段 多媒体教学、八桂教学通平台、希沃白板5
教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图
问题导入 【展示进行各种生理活动的一棵植物图】 师：请同学们看这棵大树，此时的它在阳光下正在进行哪些生理活动呢？请大家根据箭头指示和简单文字来判断。 生：A是呼吸作用、B是蒸腾作用、C是光合作用、D是运输作用、E是吸收作用。 通过创设图片情境，回顾这些生理作用的实质导出本节课的学习内容。
师：这位同学答得非常准确，今天这节课我们就分别从这些生理作用的实质分析植物在生物圈中的作用。 学生听
任务驱动 解决问题 【学习任务一】分析蒸腾作用，理解植物在生物圈水循环中的作用 师：上节课我们刚学了蒸腾作用，让我们重新回头分析关于玉米的这则资料： 由此，你们想到了什么？ 生：一株玉米一生中蒸腾到大气中的水都已经有198公斤了，那么大到一片森林、一片草原，它们蒸腾到大气中的水量是非常可观的。 通资料分析，让学生感知到蒸腾作用的水量是可观的。
师：那是不是非常浪费呢？ 生：不是，蒸腾作用可以促进植物对水分的吸收和运输，还可以降低叶面温度。 回顾旧知，明确蒸腾作用不是浪费。
师：是的，这是上节课我们学习的蒸腾作用对植物自身的影响，那它对周围环境有没有起到一定的作用呢？为什么大树底下好乘凉？ 生：蒸腾作用把水散失到大气当中，大气湿度变大，所以有树的地方会比较凉爽。 设计问题让学生运用蒸腾作用解释生活现象，会学以致用
师：老师这里有一幅中国年降水量的分布图，请你们用地理知识来分析，哪些地区降雨量比较大，哪此区域比较干旱，为什么？（展示中国年降水量分布图） 生：从图中可以看出东南沿海地区降水量大，主要是受海洋影响，当然绿植也比较多，而西北地区降雨量就少，大多是沙漠、戈壁地形。 用跨学科知识来融入，体现新课标“综合性”要求。
师：这位同学地理学得真棒，解读得非常好，从它的描述中，可知植物、海洋、降雨存在着某一种联系，并共同对生物圈中的水循环起重要作用，下面请同学们分组来共同探讨教材P105的交流活动，用箭头和简洁文字来表达它们之间的联系。 同学们进行分组探讨教材交流活动1 通过分组探讨，培养学生的合作探究能力
师：哪组同学代表来展示一下你们绘制的过程图，并进行简要说明。 生展示并说明 通过绘制展示说明，引导学生了解植物能通过蒸腾作用促进生物圈中的水循环
师：大家能过过程图可以知道植物能促进生物圈中的水循环，那么具体的作用是哪些呢？请同学们自主阅读教材P106，尝试归纳。 生1：绿色植物的蒸腾作用能够提高大气的湿度增加降水。 生2：能保持水土。 生3：能涵养水源。 通过自主学习，归纳绿色植物在水循环中的作用
任务驱动 解决问题 【学习任务二】分析光合作用实质，认同植物是生产者 师：蒸腾作用在生物圈中功不可没，它产生的动力可以促进植物对水的吸收，让水有了从下往上运输的拉力，有了水，植物就可以进行什么生理活动 生：光合作用。 设置问题情景，让同学们说出光合作用。
师：是的，水是光合作用的原料，大家看这个草原生态系统中的食物网图，（展示图片）你能说出哪种生物能够直接利用光能合成有机物吗 它的实质又是什么？ 生：是植物能利用光能合成有机物。光合作用的实质是把无机物合成有机物，把光能变成化学能贮存在有机物中。 用图片创设情景，引导学生说出光合作用的实质
师：是的，植物光合作用可以制造出含有能量的有机物，如果这个生态系统中没有了植物会怎样？ 生:其他生物就没有了食物来源。 通过追问的方式，引导学生说出“直接关系”和间接关系“，为后面内容的探讨作铺垫
师：可是，象这狼、蛇它们只吃动物，并不吃植物啊，它们可不可以生存？它们与植物有没有关系？ 生：不行，虽然它们不直接以植物为食，但是如果没有植物，兔子、鼠这些植食动物就不能生存，那它们也就没有了食物。因此植物与其他生物有着直接或间接关系。
师：是的，植物可以直接或间接的为我们提供食物，那么它们在我们的其他的方面还有没有类似的关系呢？请同学们阅读教材P107，分组共同探讨“我们的生活与植物的关系”，完成填表，并推选一人来汇报。 学生分组探讨，完成填表 通过小组合作，培养学生合作精神和提升交流表达能力
师：哪组同学来作一下分享。 生投影交流结果，作简要说明。（其他组有不同的，补充） 通过汇报分享，让学生敢于表达
师：大家通过交流汇报，知道了植物能为我们提供物质和能量，能给我们带来很多便利，全是因为它能进行什么独特的生理活动？从这个生物学角度来说，它是生态系统中的什么角色？我们人和动物是什么角色？ 生：只有植物能进行光合作用，这为我们提供物质和能量，所以它是生产者。而人和动物自己不能合成有机物，需要植物提供给，所以是消费者。 通过类比，让学生植物是生产者的原因，知道光合作用赋予植物的特殊存在
任务驱动 解决问题 【学习任务三】分析植物维持碳—氧平衡 师：光合作用除了制造有机物外，还产生了什么 大家请看一下光合作用的反应式（展示反应式） 还产生了氧气。
师：你还记得普利斯特利的实验吗 （展示其实验装置图）为什么植物能够更新因蜡烛燃烧和小鼠呼吸而污浊的空气呢 生：绿色植物的光合作用吸收二氧化碳，产生氧气。
师：动物体和人类呼吸，各种燃料燃烧都需要消耗氧气，释放二氧化碳，那么大气当中氧气会越来越少吗 生：植物的光合作用能吸收二氧化碳，释放氧气，从而维持生物圈中的碳—氧平衡。
有了绿色植物的光合作用，人类就能肆意行动了吗 请你阅读课文P108~109，思考，如果人肆意行动，会导致什么后果？ 生：会引起温室效应，地球表面温度升高，全球气候转暖，海平面上升，很多生物失去家园，走向灭绝。
师：那要怎么做才能改善温室效应？ 生1：少排放二氧化碳 生2：植树造林 生3：寻找新能源，比如现在提倡开新能源汽车，就可以减少二氧化碳的排放量。
师：少排放二氧化碳，减少碳排放量，植树造林可以多吸收些二氧化碳，都能对碳中和做贡献，在课前已经布置同学们分组搜集关于支持“植物光合作用对碳中和的重要贡献”的证据，现在请第一组先汇报，其他组如果有不同的证据，加以补充。 第一小组先汇报，其他组听，记，如有不同进行补充。 通过课前提前搜集资料，可培养同学们的能力，也提升他们主动学习的能力，也便于在课堂上交流
师：同学们搜集资料到交流、汇报，可谓对植物光合作用对碳中和的贡献了解得比较透彻了，那你们对习总书记说的“绿水青山就是金山银山”这句话是怎么理解的？作为中学生我们怎么做？ 生1：因为绿色植物制造的有机物养育了生物圈中的其他生物、维持生物圈的碳-氧平衡，还参与了生物圈的水循环，所以这句话突显绿色植物的重要性。 生2：我们要从自身做起，爱护植物，绿化环境、低碳生活。 引导学生爱护环境、保护植被，形成生态文明观。
课堂总结 引导学生通过各种生理活动的实质，逐一概括出植物在生物圈中的作用 落实了核心素养目标
练习巩固 展示【数字教材】的内嵌资源完成教材中的练习； 使用【数字课件】的习题库添加练习。 做练习 对所学知识进行巩固。
拓展延伸 做一件利于碳中和的事。 课后可以作宣传语或宣传画、或都种植等等有意义的事 落实核心素养目标
学习评价 项目细则分值自我评价小组评价综合评价 【学习任务一】分析蒸腾作用，理解植物在生物圈水循环中的作用 能说出蒸腾作用的意义10能用蒸腾作用知识解释移栽植物剪掉些枝叶及傍晚、阴天移栽的原因10能写出生物圈中水循环的过程图10能归纳绿色植物在生物圈水循环中的作用10 【学习任务二】分析光合作用实质，认同植物是生产者能说出光合作用的实质10能说出植物与人类衣食住行的关系10能分析说明植物是生产者，而人和动物是消费者的原由10 【学习任务三】分析植物维持碳—氧平衡，增强环保意识能写出光合作用的反应式，并说出它对碳中和的贡献10能说出碳排放量过大，会造成什么危害10能说出改善碳排放量的措施，认同环保重要性10总分100
板书设计 4.2.3 植物通过对水的吸收和散失参与生物圈中的水循环 植物在生物圈中的作用 植物能促进生物圈中的水循环 生物圈水循环的过程 植物在生物圈中水循环的作用 植物是生产者 植物与人类生活的关系 植物能通过光合作用提供物质和能量，是生产者 三、植物维持碳—氧平衡
教学效果 本节课安排了三个交流活动，学生学习兴趣高，从而培养了探究实践核心素养。 通过比较、分析提升科学思维核心素养。 通过联系生活实际，让学生通过自己搜集资料，了解植树造林对碳中和的重要意义。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
