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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）
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3.4.5蒸腾作用 教学设计
课题名称 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 蒸腾作用 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《4.2.1 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》，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，通过观察实验现象，分析蒸腾作用与运输机制的关联，培养科学思维与探究能力，通过探究植物气孔的数目和分布，形成“结构与功能相适应”的生命观念。
解读学生 1.学生已掌握植物细胞结构、光合作用及吸收作用，但对“运输路径与动力机制”缺乏直观认知。
2.学生对“蒸腾作用散失大部分水”存在误解（如认为“浪费水分”）。
3.学生具备基础实验操作能力，但需提升微观观察与数据分析能力。
4.对生活化问题（如“大树如何喝水”）兴趣浓厚，但抽象推理能力较弱。
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5节《蒸腾作用》。这部分内容主要是通过观察实验现象，分析蒸腾作用与运输机制的关联，培养科学思维与探究能力，通过探究植物气孔的数目和分布，形成“结构与功能相适应”的生命观念，并用实例如“蒸腾作用能降低植物叶片的温度，不至于被烧焦”等来帮助学生理解蒸腾作用不是浪费水分承接吸收作用，为后续生态系统水循环奠定基础。
教学目标 1.生命观念 理解蒸腾作用的重要性：通过观察蒸腾现象，理解蒸腾作用在植物生命活动中的作用，形成结构与功能相适应的生命观念。 2.科学思维 分析蒸腾作用的机制：通过分析叶片气孔数和分布特点与蒸腾作用功能的适应性关系，发展科学思维，理解蒸腾作用的科学原理。 3. 探究实践 设计实验探究蒸腾作用：设计并实施植物蒸腾失水和气孔数目分布的探究实验，提升探究实践能力。 4.态度责任 关注蒸腾作用的应用：关注蒸腾作用在农业生产中的应用，如移栽植物时的处理等，增强社会责任感。
教学重点 1.观察蒸腾现象归纳总结蒸腾作用的概念和特点，发展科学思维。 2.设计植物蒸腾失水和气孔数目分布的探究实验，构建结构与功能相适应的生命观念。 3.关注蒸腾作用在农业生产中的应用，如移栽植物时的处理等。
教学难点 设计植物蒸腾失水和气孔数目分布的探究实验，构建结构与功能相适应的生命观念。
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、实验法
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“沙漠胡杨林（根系深达20米）与热带雨林大树”对比图】 师：同学们看这两个环境中的树根，有什么不同？为什么？ 生：沙漠中的胡杨林的根扎得更深，因为沙漠太干旱，深处才有水。 通过创设情境，设问导出本节课的学习内容。
师：是的，这也体现了结构与功能相适应的生命观，那么深根植物如何将水分运输至树冠呢”？ 生：是通过木质部的导管来运输。
师：水确实通过导管运输，但是自古以来，水是由上往下流，可根吸收来的水，为什么可以由下往上输送 学生听
任务驱动 解决问题 【学习任务一】观察实验植物的蒸腾作用 师：要想知道水为什么能由下往上流，，就得了解蒸腾作用，请同学们观看视频《植物的蒸腾作用》并完成教材P101的4个讨论题。（插放视频） 学生观看视频，并分组讨论问题。 通过视频创设情景，让学生分组讨论问题。
师：同学们已经分组进行组内学习讨论了，现在请小组代表接龙式的回答问题。 生1：在试管内的水面上滴植物汕，是为了防止试管里的水散发，会干扰实验。 生2：把实验装置放在温暖、有阳光的地方，实验效果比较好。 生3：装带叶枝条的袋子壁上有小水珠，另一个袋子则没有。 生4：从两个实验装置的实验现象来看，水应该是从叶片的气孔散失出来的。 接龙回答可以培养学生的语言表达能力。
师:大家分析得非常正确，水是以气体的形式从气孔散失出来，碰到塑料袋壁，凝结成小水珠的，那同学们是否可以描述蒸腾作用的概念 生：植物体内的水可以以水蒸气的形式通过气孔散失到体外，这个生理过程就叫蒸腾作用。 创设情景和点拨，引导学生归纳出蒸腾作用的概念。
任务驱动 解决问题 【学习任务二】设计方案探究气孔的数目和分布 师：在学习叶片的结构时，同学们已经观察过叶表皮上的气孔了，它的开闭是由保卫细胞来控制的，那叶的上表皮和下表皮的气孔数目和分布有什么不同吗？请同学们观看这个小实验，课后大家也可以再实践。 （播放视频） 学生观看视频中的实验现象并思考回答问题 生：看到叶的下表皮冒的气泡比上表皮的多，说明下表皮的气孔比上表皮多，气孔主要分布在下表皮。 观看视频设计问题清单，有助于学生学习。
师：就这个视频中的叶子而言，确实如此，这陆生的宽大叶子，容易散失水分，而叶的上表皮被阳光直射，会蒸发更多的水，不利植物生长，故上表皮的气孔比下表皮的少。但是如果是水生的植物，气孔数目和分布是否和这个一样？请同学们课后分组完成这个探究实验，也可以选择其他问题，比如干旱地和湿地叶气孔数目和分布等问题进行探究，并遵循结构跟功能相适应的生命观尝试分析实验现象，得出结论。 学生阅读教材P101~102，先分组学习交流，定好探究问题，布置好任务，课后进行实践探究。 通过分析小实验现象，构建结构与功适应观，也给课后实践起抛砖引玉的作用。
任务驱动 解决问题 【学习任务三】探究蒸腾作用对自身的影响 师：请同学们看一组数据（展示一株玉米一生需水量和蒸腾作用的水量），可见，玉米吸收的水只有1%~5%的水保留在植物体内用于各种生命活动，95%~99%的水主要以蒸腾作用的方式散失了，这是不是一种浪费呢？如果没有蒸腾作用，根吸收的水是否能由下往上运输？好比人，渴了就会找水喝，但如果总是不缺水，不渴就不会找水喝一样的道理，想想看植物是不是也有类似的情况呢，请同学们结合教材P103的图4-26蒸腾作用促进水的吸收和运输示意图，思考问题？可以组内交流。 生：我觉得大部分水作用蒸腾作用不是浪费现象。植物和人一样，渴了会产生找水的动力，水从叶片气孔散发，缺水，就会往茎部找水，茎往根部找水，根部往土壤找水，就形成了一个向上供水的拉力，如果没有蒸腾作用，植物不会渴，就不会产生这个无形的拉力，水就没有往上运输的动力。 通过类比法点拨学生分析图示，了解蒸腾作用是植物对水吸收和运输的动力机制。
师：那你们能结合之前学习的吸收作用，运输作用相关知识，把蒸腾作用的路径写出来吗？ 学生写蒸腾作用的路径：土壤中的水→根尖成熟区根毛细胞→成熟区内的导管→茎中的导管→叶→气孔 通过写路径，把吸收作用、运输作用、蒸腾作用联系起来。
师：蒸腾作用能把叶的水散失到大气中，除了能促进根对水的吸收和运输外，还有没有其他的用处呢？夏天到了，天气炎热，人热了会洗脸、洗手、洗身，当水从脸上、手上、身上散发时，就会带走人的一部分热量，从而让人觉得很凉快，而植物却要一直“站”在烈日下，为什么天不下雨，它也不会被晒死？ 生：既然人身上的水散失时能带走一部分热量，让人降温，那么植物的蒸腾作用就有着异曲同工之处，当叶蒸腾作用把水散发的过程中，也能带走植物的部分热量，从而降低叶面的温度，所以植物不会被晒死。 通过类比法点拨学生分析得出蒸腾作用对植物自身的影响。
课堂总结 老师和学生通过思维导图共同总结蒸腾作用的概念及对植物自身的影响 落实教学目标，发展学生核心素养
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 1.课后继续探究“气孔数目和分布” 动手实验 引导学生动手实践，提升实践能力
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】观察实验植物的蒸腾作用能描述“植物的蒸腾作用”的实验现象及解释原因15能蒸腾作用的概念10能说出蒸腾作用的路径15 【学习任务二】设计方案探究气孔的数目和分布会用实验证实叶片是有气孔15能设计实验“气孔数目和分布”15能用所学知识解释移栽植物时摘除部分枝叶的原因10【学习任务三】探究蒸腾作用对自身的影响能说出蒸腾作用对植物自身的影响10能说出吸收作用、运输作用和蒸腾作用的联系10总分100
板书设计 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 蒸腾作用 蒸腾作用的概念 上、下表皮气孔的数目和分布：陆生植物叶上表皮气孔数目比较少，可以减少水分的散失。 植物对自身的影响 1.能促进根对水、无机盐的吸收和运输 2.能降低叶面的温度
教学效果 1.本节课通过观察分析植物的蒸腾作用的实验现象，引导学生得出蒸腾作用的概念，发展科学思维。 2.通过实验“气孔的数目和分布”构建结构与功能适应观。 3.这节课类比引导式学习植物对自身的影响，发展科学思维。
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