基于实验探究的生物学概念教学——以“吸收作用”为例

谢燕婷 （广东省清远市松岗中学 广东清远 511500）

生物学概念是中学生物学科知识的重要组成部分，是构成生命科学理论体系的基本单位。因此，对概念的掌握和运用是生物学教学的核心内容。在概念教学中实施实验探究，学生可主动参与对问题的探究。学生不仅看科学、听科学，而且做科学。学生明确了教材内容的知识结构，将精力集中到对问题的理解和深化上,有助于培养创新精神，提高合作能力和实践能力。

1 教材和学情分析

本节课出自义务教育课程标准北师大版生物学7年级上册第5章第3节“吸收作用”。吸收作用与之前的光合作用、呼吸作用一起构成了绿色植物生活对物质和能量需要的全部内容，这对学生全面理解植物的生活方式十分重要，水分和无机盐是植物生活的必需营养物质，水分是光合作用的原料，直接参与光合作用，植物体吸收水分和散失水分是通过细胞吸水和失水实现的，这些知识与细胞是生物体结构和功能的基本单位相联系。学生在生活实践及小学的自然课中，对“根的吸收作用”有一定的了解，本节内容将从更深的理论层次探讨“根的吸收作用”。由于根是通过根毛完成吸水功能的，而根毛细胞是植物细胞的一种，所以只有理解植物细胞的吸水和失水原理，才能由此及彼，推理出根毛吸水的原理，植物细胞吸水和失水的原理为解决一些生产实际问题提供了理论依据。本节课让学生通过实验探究植物细胞吸水和失水的原理，将抽象的内容转化为具体的现象，让学生从感性知识入手，进行观察、对比后得出结论，实现由感性认识上升到理性认识，使学生在认知、技能和情感等方面得到发展和升华，也为后面其他探究活动打下基础。

2 设计思路（图1）

图1 “吸收作用”一节教学设计

3 确定核心概念，选择教学策略

依据课程标准要求和教材内容安排，确定本节课的核心概念为：“细胞吸水和失水的原理、根毛细胞吸水的结构特点和条件、植物生活需要无机盐、无土栽培”。通过学生小组合作实验探究及教师引导、讲授，学生小组讨论等互动交流的形式突出教学重点；在学生探究实验后具有感性认识的基础上，再通过对实验现象的讨论分析及多媒体课件展示图片、资料分析，使学生由感性认识上升到理性认识，从而突破教学难点。

3.1 小组合作，实验探究 在教学中采用小组合作学习的方式，让每个学生都参与进来，这样既能提高学生学习效率，又能使教师站在更高的层次上组织教学。

教学片断1：植物吸水和失水的原理。

教师首先通过一些生活现象让学生注意到在清水中植物就吸水；向清水中加入一些盐、酱料，植物就失水。这个过程中外界溶液浓度改变了。学生猜测植物吸水、失水可能与外界溶液溶度有关。学生根据实验的步骤提示小组合作，进行实验探究。内容包括：1）根据现象提出问题：植物吸水和失水与外界溶度有关吗？2）作出假设：植物吸水和失水与外界溶度有关。3）设计实验(注意设置对照)：①取 2根形状大小 ________（相当/不相当）的萝卜条；②在一个烧杯里加入浓盐水，另一个烧杯里放入_________（等量/不等量）的清水（浓盐水和清水形成________）；③将2根萝卜条分别放入浓盐水中和清水中。4）实施实验：按照上述设计的步骤进行实验。5）记录、分析现象。

小组观察实验结果，讨论分析。浓盐水中，萝卜条大小变小，硬度变软，原因分析：失水软缩。清水中，萝卜条大小变大，硬度变硬，原因分析：吸水膨胀。由此可得出结论：植物的吸水和失水与外界溶液浓度的大小有关。

教学片断2：观察玉米幼苗的根尖。

学生进行小组合作，观察探究玉米幼苗的根尖结构，得出结论：根与土壤接触面积的结构是根毛。它们长在根的最表层，每一个根毛就是一个最表层的细胞。突起的形状可增大跟土壤的接触面积。加之数量众多，极大地扩大了吸收面积。再通过观察根毛细胞的结构，发现它的细胞壁极薄，细胞质少，液泡大，这样的结构利于水分的进入。教师再解释长有根毛的这个区域，叫做成熟区。根吸收水分的主要区域就是这个成熟区。

3.2 巧用比喻，明确概念 恰当运用比喻手段可将概念教学直观化。细胞吸水和失水的原理是较为抽象的生物学概念，初中学生抽象思维能力有限，难以理解。教师可通过比喻的方法，使抽象概念形象化。这样做不仅提高了学生学习的兴趣，同时降低了学习难度。

教学片断3：为什么在浓盐水中会失水？

原来植物体的内部与外部在进行“拔河比赛”。植物细胞内部主要是细胞液。谁能赢？用人数代表浓度，绳代表水。当植物细胞处在浓盐水中，浓盐水的浓度比较高，意味着它的人数比较多，力气大。水向浓盐水走，即失水。当植物细胞处在清水中：细胞液的浓度比较高，意味着它的人数比较多，力气大。水向细胞液处走，即吸水。总结吸水、失水的原理：当细胞液浓度＞外界溶液浓度，细胞吸水；当细胞液浓度＜外界溶液浓度，根毛能从土壤溶液中吸收到水分，还必须要满足一个条件：根毛细胞液浓度要大于土壤溶液浓度。

3.3 联系热点，在探究中深化对概念的理解社会的热点、日常的生活和实践活动是一种珍贵的教学资源，要善于发现、挖掘和利用这些生活经验，对提高教学技巧和教学效果都有很大的帮助。通过对生活实践的认知，从而提高学生的学习兴趣，引导学生深入理解和应用生物学知识，达到学以致用和提高学习成绩的双重功效。

教学片断4：植物的生活需要无机盐。

首先进行演示实验：土壤浸出液培养的幼苗和清水中的幼苗生长。再展示缺乏无机盐的植物图片，从而说明植物生长还需要无机盐。植物在吸收水分的同时，也吸收无机盐。无机盐的种类很多，其中植物需要量最多的有3种：含氮、磷、钾的。如果获取不足，植物就会出现相应的症状。

教学片断5：无土栽培。

资料分析：“植物生长需要许多营养物质。从土壤中吸收的是水和无机盐。我国耕地面积占全球的7%，却要养活全球20%的人口。”让学生思考一个问题：你认为不用土壤可以种植出植物吗？教师再介绍根据植物生活需要的无机盐种类、数量和比例，配制成营养液，用营养液栽培植物，可让植物很好地生长。这就是无土栽培。无土栽培有水培、沙培、砾培，已大量开展，用于种植水果、花卉、蔬菜等。学生各抒己见：与传统种植相比，无土栽培具有的优点和缺点。

4 小结

本节课为学生构建了一种愉悦和开放的学习环境，提供了多条主动获取知识的渠道，并设置情境自然而然地将学到的知识应用于问题的解决，使学生真正做到积极参与、乐于探究，在交流和合作中主动构建知识，发展多种能力。但是，如果能更多地结合生产、生活实际和教材知识，引导学生对由不同原因引起的类似的生物学现象（例如用肥过多、浇水过多、过频引起的作物萎蔫现象）进行分析和探究，将能进一步提高学生分析问题和应用知识的能力。