生物教學中借助多種途徑培養學生能力的探索

馬懿菲

摘 要：以綠色植物的生長需要水和無機鹽（第二課時）為例，按照從感性到理性的認識規律，借助實驗、動畫和圖片，讓學生在思考、討論、探究和分析中理解植物吸水的原理以及植物吸收水分和無機鹽的部位、過程，從而培養學生的合作探究和自主解決問題的能力。

關鍵詞：初中生物；教學設計；案例

中圖分類號： G426 文獻標志碼： A 文章編號：1008-3561（2015）09-0073-02

一、教材分析

蘇科版七年級上冊第四章“綠色植物是有機物的生產者”第二節“綠色植物的生長需要水和無機鹽”（第二課時）是根據《義務教育生物學課程標準》一級主題“生物圈中的綠色植物”中的二級主題“綠色植物的生活需要水和無機鹽”的具體內容和要求來編寫的。本課是第一課時內容的縱向延續，重點解決三大問題：（1）植物根吸收水分和無機鹽的部位；（2）細胞吸水原理；（3）植物根吸收水分和無機鹽的過程。本課教學的難點是細胞吸水原理，必須借助直觀教學手段幫助學生理解。

二、教學目標

（1）知識目標。闡明細胞吸水原理，說出根吸水部位；描述根吸收水分和無機鹽的過程。

（2）能力目標。小組合作完成“蘿卜條吸水失水實驗”，運用測量、觀察、觸覺判斷細胞失水和吸水的現象；使用放大鏡觀察根毛。

（3）情感態度與價值觀目標。通過實驗培養學生熱愛科學的情感、實事求是的科學態度；培養學生合作探究和自主解決問題的能力。

三、教學過程

1. 創設情境，導入新課。

首先多媒體演示兩張植物帶土移栽的圖片，思考其意義，引出植物器官根。接著演示幾幅圖片：

（1）生長在培養液中的常春藤根系；（2）牢牢地扎根于土壤中的椰子樹；（3）食用的山芋，引導學生歸納植物根的功能。教師指出，植物的根具有非常重要的作用，其中吸收水分和無機鹽是植物根的主要功能。從而導出主題：植物究竟是如何從土壤中獲得水分和無機鹽的呢？

設計意圖：由學生熟悉的內容導入本課學習的主題，激發學生的求知欲。

2. 探究之旅：根的吸水原理。

通過實驗1：觀察溶液濃度的大小對植物吸水的影響，突破植物細胞吸水原理這一難點，進而幫助學生理解植物之所以能從土壤中吸收水分和無機鹽的原因。

（1）發現并提出問題。學生閱讀書本中的實驗方法，思考屏幕上提出的三個問題：1）兩個燒杯中的蘿卜條為什么要形狀、大小、粗細相等？2）為什么在實驗中要設置兩個實驗？3）為什么一個燒杯中要同時放入3個蘿卜條（書本中只放入1個蘿卜條）？

設計意圖：提出三個問題，旨在復習實驗設計的三個基本原則：單一變量、對照和平行重復原則。

（2）實驗操作，觀察分析。學生動手操作實驗，觀察蘿卜條的變化，完成量、捏、看三步。1）量：揭開燒杯上面的培養皿（防止水分蒸發），用鑷子取出蘿卜條，用尺測量每個蘿卜條的長度，并與浸入溶液之前的長度（4cm）相比較，你有什么發現？2）捏：用手捏一捏蘿卜條，發現蘿卜條發生了什么變化？3）看：取出蘿卜條后，觀察濃鹽水液面和清水液面高度與原先加入溶液體積（50ml）相比有什么變化？

將以上實驗結果填入導學案的表格中（見表1）。組織學生交流實驗結果，引導學生歸納得出：1）清水中的蘿卜條變長，濃鹽水中的蘿卜條變短；2）清水中的蘿卜條變硬，濃鹽水中的蘿卜條變軟；3）取出蘿卜條后，清水液面比原先降低了，而濃鹽水液面卻升高了。（見圖1）。

教師通過在清水中加鹽的簡單實驗，向學生講解溶液和濃度兩個概念。在此基礎上，利用（圖略）總結細胞吸水和失水的原理。

設計意圖：學生在“做中學”，親身經歷蘿卜條實驗過程，自主觀察思考水分的進出，交流得出植物細胞吸水原理。并以表格形式歸納總結實驗數據，學生既體驗到了分享成果的快樂，又培養了合作學習和歸納總結的能力。

（3）播放動畫，有效建構。教師先播放設計的動畫課件，用人的多少來表示濃度的大小，人少表示溶液濃度較小，人多表示溶液濃度較大。接著讓學生思考水往哪邊跑了？形象直觀的動畫，使學生一目了然：水總是往人多熱鬧的地方跑。如此有效建構：水總是從濃度低的溶液流向濃度高的溶液。為方便記憶，教師把植物細胞吸水的原理概括為：溶液濃度誰大誰吸水。

設計意圖：根據初中生喜歡動畫的心理特點，以動畫演示加深學生的印象，利于新概念的有效建構。

3. 慧眼識根：了解根尖的結構

植物吸收水和無機鹽的主要部位在根尖，即根的最下端約1cm～3cm處。

（1）學生自主閱讀課本內容，然后請一位學生說說從根尖最下端往上依次分為哪幾個區？成熟區與其他3個區相比較，在結構上有什么不一樣？（成熟區有根毛）

（2）學生用放大鏡觀察根毛。實驗2：觀察玉米的幼根。內容包括：1）用肉眼觀察靠近幼根尖端的部分；2）用放大鏡觀察根毛。

設計意圖：以實物為觀察對象，讓學生直觀地了解根的外部形態特點，為學習根吸收水分和無機鹽的主要部位打下基礎。

（3）學習根毛的作用，掌握根吸收水分和無機鹽的主要部位。投影出示數據：根毛的長度約為0.1mm～0.5mm，壽命幾天到幾周。玉米根成熟區根毛的密度約為425條/mm2。一株冬黑麥一天能長出11 490萬條根毛，加起來長達88Km。一株燕麥生長四個月后便長出了720km長的根系，約有根毛140億條，連接起來可繞地球一圈。學生通過閱讀資料，概括出根毛的數量很多，總長度加起來非常長。在此基礎上讓學生思考數量眾多的根毛對于根吸水有什么作用。教師通過演示比較標注了紅色根毛的細胞和沒有根毛的細胞與土壤接觸的面積大小，引導學生歸納總結：根毛能增加根與土壤的接觸面積，即增加了根的吸收面積，有利于根對水和無機鹽的吸收。之后教師因勢利導得出：根吸收水分和無機鹽的主要部位是根尖的成熟區。

設計意圖：通過數據與圖片的演示，引起學生的思考和討論，有效地實現對所學知識的意義構建。

4. 綜合思考：水分和無機鹽的運輸途徑

根吸收的水分和無機鹽是如何進入根的內部，并運輸到植物體的其他部位呢？投影水分和無機鹽從土壤中進入根內部的過程（示意圖略），學生綜合思考：示意圖中的①②③分別代表什么結構？土壤中的水分和無機鹽首先被什么吸收，然后進入根的內部，最后通過根中的什么結構向上運輸？學生帶著問題自主閱讀書本P65的文字，并總結歸納出根吸收水分和無機鹽的過程。

請一位學生用自己的語言描述水分在植物體內的運輸途徑。同時，教師板書水分和無機鹽在植物體內的運輸途徑：土壤溶液——根毛細胞——表皮內細胞——根內導管——莖內——導管——植株各部位。

設計意圖：讓學生帶著問題閱讀資料，并遷移知識進行綜合思考，培養學生的自主學習能力及分析解決問題、歸納總結的能力。

5. 聯系實際，拓展應用

讓學生運用所學知識，解決如下實際問題：（1）為什么鹽堿地種植植物一般難以成活？（2）夏天，用糖拌西紅柿、鹽拌黃瓜時會出現什么現象？為什么呢？（3）在植物栽培中為什么一次施肥過多，會造成“燒苗”？

設計意圖：聯系實際，運用知識解決實際問題，及時鞏固并運用知識，體現學習知識的價值所在。

四、教學反思

本課內容的教學對實物的觀察是圖片無法代替的，觀察蘿卜條在不同溶液中的變化、觀察有根毛的幼根，不僅形象直觀，而且可使學生獲得真切的體驗，激發學習的興趣。生活中腌菜、拌涼菜的制作、萎蔫的蔬菜吸水后會變得硬挺等實例也可幫助學生理解“細胞吸水”的原理。學生通過探究實驗、圖文、動畫觀察、討論分析等主題活動來完成各個環節，教師適時適當點撥、引導和講解，能使學生的主體作用和教師的主導作用得到充分體現。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.義務教育生物學課程標準[S].北京：北京師范大學出版社，2011.

[2]吳蘭蘭.“驗證綠葉在光下吸收二氧化碳”的實驗教學設計[J].生物學通報，2013（10）.