生物教学中借助多种途径培养学生能力的探索

马懿菲

摘 要：以绿色植物的生长需要水和无机盐（第二课时）为例，按照从感性到理性的认识规律，借助实验、动画和图片，让学生在思考、讨论、探究和分析中理解植物吸水的原理以及植物吸收水分和无机盐的部位、过程，从而培养学生的合作探究和自主解决问题的能力。

关键词：初中生物；教学设计；案例

中图分类号： G426 文献标志码： A 文章编号：1008-3561（2015）09-0073-02

一、教材分析

苏科版七年级上册第四章“绿色植物是有机物的生产者”第二节“绿色植物的生长需要水和无机盐”（第二课时）是根据《义务教育生物学课程标准》一级主题“生物圈中的绿色植物”中的二级主题“绿色植物的生活需要水和无机盐”的具体内容和要求来编写的。本课是第一课时内容的纵向延续，重点解决三大问题：（1）植物根吸收水分和无机盐的部位；（2）细胞吸水原理；（3）植物根吸收水分和无机盐的过程。本课教学的难点是细胞吸水原理，必须借助直观教学手段帮助学生理解。

二、教学目标

（1）知识目标。阐明细胞吸水原理，说出根吸水部位；描述根吸收水分和无机盐的过程。

（2）能力目标。小组合作完成“萝卜条吸水失水实验”，运用测量、观察、触觉判断细胞失水和吸水的现象；使用放大镜观察根毛。

（3）情感态度与价值观目标。通过实验培养学生热爱科学的情感、实事求是的科学态度；培养学生合作探究和自主解决问题的能力。

三、教学过程

1. 创设情境，导入新课。

首先多媒体演示两张植物带土移栽的图片，思考其意义，引出植物器官根。接着演示几幅图片：

（1）生长在培养液中的常春藤根系；（2）牢牢地扎根于土壤中的椰子树；（3）食用的山芋，引导学生归纳植物根的功能。教师指出，植物的根具有非常重要的作用，其中吸收水分和无机盐是植物根的主要功能。从而导出主题：植物究竟是如何从土壤中获得水分和无机盐的呢？

设计意图：由学生熟悉的内容导入本课学习的主题，激发学生的求知欲。

2. 探究之旅：根的吸水原理。

通过实验1：观察溶液浓度的大小对植物吸水的影响，突破植物细胞吸水原理这一难点，进而帮助学生理解植物之所以能从土壤中吸收水分和无机盐的原因。

（1）发现并提出问题。学生阅读书本中的实验方法，思考屏幕上提出的三个问题：1）两个烧杯中的萝卜条为什么要形状、大小、粗细相等？2）为什么在实验中要设置两个实验？3）为什么一个烧杯中要同时放入3个萝卜条（书本中只放入1个萝卜条）？

设计意图：提出三个问题，旨在复习实验设计的三个基本原则：单一变量、对照和平行重复原则。

（2）实验操作，观察分析。学生动手操作实验，观察萝卜条的变化，完成量、捏、看三步。1）量：揭开烧杯上面的培养皿（防止水分蒸发），用镊子取出萝卜条，用尺测量每个萝卜条的长度，并与浸入溶液之前的长度（4cm）相比较，你有什么发现？2）捏：用手捏一捏萝卜条，发现萝卜条发生了什么变化？3）看：取出萝卜条后，观察浓盐水液面和清水液面高度与原先加入溶液体积（50ml）相比有什么变化？

将以上实验结果填入导学案的表格中（见表1）。组织学生交流实验结果，引导学生归纳得出：1）清水中的萝卜条变长，浓盐水中的萝卜条变短；2）清水中的萝卜条变硬，浓盐水中的萝卜条变软；3）取出萝卜条后，清水液面比原先降低了，而浓盐水液面却升高了。（见图1）。

教师通过在清水中加盐的简单实验，向学生讲解溶液和浓度两个概念。在此基础上，利用（图略）总结细胞吸水和失水的原理。

设计意图：学生在“做中学”，亲身经历萝卜条实验过程，自主观察思考水分的进出，交流得出植物细胞吸水原理。并以表格形式归纳总结实验数据，学生既体验到了分享成果的快乐，又培养了合作学习和归纳总结的能力。

（3）播放动画，有效建构。教师先播放设计的动画课件，用人的多少来表示浓度的大小，人少表示溶液浓度较小，人多表示溶液浓度较大。接着让学生思考水往哪边跑了？形象直观的动画，使学生一目了然：水总是往人多热闹的地方跑。如此有效建构：水总是从浓度低的溶液流向浓度高的溶液。为方便记忆，教师把植物细胞吸水的原理概括为：溶液浓度谁大谁吸水。

设计意图：根据初中生喜欢动画的心理特点，以动画演示加深学生的印象，利于新概念的有效建构。

3. 慧眼识根：了解根尖的结构

植物吸收水和无机盐的主要部位在根尖，即根的最下端约1cm～3cm处。

（1）学生自主阅读课本内容，然后请一位学生说说从根尖最下端往上依次分为哪几个区？成熟区与其他3个区相比较，在结构上有什么不一样？（成熟区有根毛）

（2）学生用放大镜观察根毛。实验2：观察玉米的幼根。内容包括：1）用肉眼观察靠近幼根尖端的部分；2）用放大镜观察根毛。

设计意图：以实物为观察对象，让学生直观地了解根的外部形态特点，为学习根吸收水分和无机盐的主要部位打下基础。

（3）学习根毛的作用，掌握根吸收水分和无机盐的主要部位。投影出示数据：根毛的长度约为0.1mm～0.5mm，寿命几天到几周。玉米根成熟区根毛的密度约为425条/mm2。一株冬黑麦一天能长出11 490万条根毛，加起来长达88Km。一株燕麦生长四个月后便长出了720km长的根系，约有根毛140亿条，连接起来可绕地球一圈。学生通过阅读资料，概括出根毛的数量很多，总长度加起来非常长。在此基础上让学生思考数量众多的根毛对于根吸水有什么作用。教师通过演示比较标注了红色根毛的细胞和没有根毛的细胞与土壤接触的面积大小，引导学生归纳总结：根毛能增加根与土壤的接触面积，即增加了根的吸收面积，有利于根对水和无机盐的吸收。之后教师因势利导得出：根吸收水分和无机盐的主要部位是根尖的成熟区。

设计意图：通过数据与图片的演示，引起学生的思考和讨论，有效地实现对所学知识的意义构建。

4. 综合思考：水分和无机盐的运输途径

根吸收的水分和无机盐是如何进入根的内部，并运输到植物体的其他部位呢？投影水分和无机盐从土壤中进入根内部的过程（示意图略），学生综合思考：示意图中的①②③分别代表什么结构？土壤中的水分和无机盐首先被什么吸收，然后进入根的内部，最后通过根中的什么结构向上运输？学生带着问题自主阅读书本P65的文字，并总结归纳出根吸收水分和无机盐的过程。

请一位学生用自己的语言描述水分在植物体内的运输途径。同时，教师板书水分和无机盐在植物体内的运输途径：土壤溶液——根毛细胞——表皮内细胞——根内导管——茎内——导管——植株各部位。

设计意图：让学生带着问题阅读资料，并迁移知识进行综合思考，培养学生的自主学习能力及分析解决问题、归纳总结的能力。

5. 联系实际，拓展应用

让学生运用所学知识，解决如下实际问题：（1）为什么盐碱地种植植物一般难以成活？（2）夏天，用糖拌西红柿、盐拌黄瓜时会出现什么现象？为什么呢？（3）在植物栽培中为什么一次施肥过多，会造成“烧苗”？

设计意图：联系实际，运用知识解决实际问题，及时巩固并运用知识，体现学习知识的价值所在。

四、教学反思

本课内容的教学对实物的观察是图片无法代替的，观察萝卜条在不同溶液中的变化、观察有根毛的幼根，不仅形象直观，而且可使学生获得真切的体验，激发学习的兴趣。生活中腌菜、拌凉菜的制作、萎蔫的蔬菜吸水后会变得硬挺等实例也可帮助学生理解“细胞吸水”的原理。学生通过探究实验、图文、动画观察、讨论分析等主题活动来完成各个环节，教师适时适当点拨、引导和讲解，能使学生的主体作用和教师的主导作用得到充分体现。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.义务教育生物学课程标准[S].北京：北京师范大学出版社，2011.

[2]吴兰兰.“验证绿叶在光下吸收二氧化碳”的实验教学设计[J].生物学通报，2013（10）.