初中“根对水分的吸收”一节课的教学设计与思考
2022-06-08
1.教材分析
教育期刊网http://www.jyqkw.com/
“根对水分的吸收”是冀少版八年级上册生物教材第三单元“植物的生活”第二章“根的吸收作用”第二节的内容。教材在前面介绍了根尖的结构，本节课进一步学习根对水分的吸收，通过对这一节内容的学习，学生弄清水分进入植物体的来龙去脉，这为其以后学习叶、茎等器官的水分输导打下基础；同时也为高中进一步学习渗透作用做好铺垫。
本节课也是学生学习科学探究和进行概念教学的一个很好的载体，笔者对这节课的教学设计进行了大胆的尝试。课堂教学突出“探”字，通过课堂生成，激活学生思维；教师注重感性认识，通过获得真实证据，捕象概括建立概念；教学内容联系学生的生活经验，使教材更加鲜活，课堂更具本土性和时代性；教师强化科学实验，通过使学生经历研究过程，提升他们的科学素养。
2.教学目标
2.1知识目标
举例说明植物细胞吸水和失水的现象；概述根毛吸水和失水的道理；举例说出对植物进行合理灌溉的方法。
2.2能力目标
通过对演示实验的观察，提高观察能力和思维能力；通过对生活实例、实验结果的分析，提高分析问题和解决问题的能力。
2.3情感目标
通过学习根毛细胞适于吸收水分的结构特点，初步树立植物体结构与其功能相适应的观点。
3.教学重点
分析细胞吸水和失水的实验和原理；阐述根毛吸水和失水的原理和过程。
4.教学难点
分析细胞和根毛吸水和失水的原理。
5.教学过程
本节课通过3个科学实验把5个相关内容联系起来，从科学实验的设计、预期到实验过程，教师课前进行实验，课堂展示，让学生完整地经历科学研究的过程，了解科学研究的一般方法。教师强化科学实验，使学生亲身经历科学研究的过程，提升其生物科学素养。教学流程如下。
5.1课前实验
学生实验（课前学生分组实验材料）：将若干等长的萝卜条留1条待用，其余的平均分成2份放入盛有清水和盐水的培养皿中，准备观察。
5.2情景引入
师：今天给同学带来两把菠菜（新鲜的和萎蔫的），请同学帮助选择你会买哪把菠菜。为什么？如果菜农发现菠菜叶子萎蔫儿了，一般会怎么做？
生：会选择新鲜的、水分充足的。菜农往菠菜上喷水，一会儿叶子就硬挺了。
师：马铃薯、黄瓜等蔬菜也会出现这种情况吗？
生：应该会。
师总结：植物的器官有一定的吸水和失水能力。
5.3合作探究
师：植物吸水的主要器官是什么？
学生：做出猜测。
师：植物吸水的主要器官是什么？请学生利用教师给出的实验材料探究植物吸水的主要器官是根，还是茎、叶？
学生小组合作设计实验；小组汇报设计实验的结果，师生、生生及时进行评价。
师生共同分析实验设计，总结出对照、变量和重复组；预测会出现什么实验结果；并概括设计实验的一般规律。
师生总结归纳：作出假设：植物吸水的主要器官是根。实验步骤：（1）称10份等质量的蒜苗，分为2组。（2）一组根浸入水中，另一组茎叶浸入水中，其他条件保持一致。（3）一昼夜后，比较重量变化。预测结果：根浸入水中的蒜苗比较重；茎叶浸入水中的蒜苗比较轻。
设计实验的一般规律：（1）取等量，分组。（2）设置对照，其他条件相同。（3）观察现象。
演示实验：教师课前进行具体实验操作，完成实。验过程。
学生：根浸入水中的蒜苗长势较好，比较重；茎叶浸入水中的蒜苗长势稍差些，比较轻。
学生得出结论：植物吸水的主要器官是根。
师生总结归纳：观察到的现象跟预测的结果一致。
5.4观察分析
请学生观察图片中幼苗的根（图1），尝试判断根吸水的主要部位。
师：根的成熟区有哪些适于吸水的特点？
在成熟区每平方毫米的表皮上的根毛数目，玉米约有420条，豌豆约有230条。一颗黑麦约有40亿条根毛，总长度可达9000多km。从资料中，你可以得出什么结论？
生：根毛数量多，扩大了根的吸收面积。
师：我们把局部放大，观察根毛细胞的结构。
生：根毛是成熟区表皮细胞壁向外突起形成的，细胞壁薄，细胞质少，液泡大。
进一步观察根尖的模式图。
生：在成熟区的内部细胞分化，形成导管，它们能运输水分。
学生得出结论：根毛成熟区的吸水能力最强。
5.5实验分析
师：细胞是怎样吸水的呢？
学生实验：将萝卜条（课前学生分组实验准备）分别取出，放在吸水纸上，分别与预留的萝卜条比较长短，观察清水和盐水中取出的萝卜条的长度变化情况。小组代表汇报实验现象。
学生分组实验。
实验现象：放在清水中的萝卜条长度增加，放在盐水中的萝卜条长度减少。
师：放在不同的溶液里，萝卜条的长度发生变化的根本原因是什么？
生：放在清水中的萝卜条细胞吸水和放在盐水中的萝卜条细胞失水。
师：细胞的吸水和失水与什么因素有关呢？
学生结论：外界溶液的浓度。
学生得出实验结论：发生细胞吸水时，周围水溶液的浓度一般比较低；发生细胞失水时，周围水溶液的浓度一般比较高。
师：大家观察两张细胞吸水和失水的模式图，哪个是放在清水中的，哪个是放在盐水中的，你做出判断的根据是什么？
学生观察得出结果。
师：可以看出细胞吸水的过程中，水依次经过细胞的哪些结构？ 学生观察：依次经过细胞壁、细胞膜、细胞质，进入液泡中。
师：细胞失水的过程中，水依次经过细胞的哪些结构？
生：从液泡，依次经过细胞质、细胞膜、细胞壁到外界。
生：细胞吸水还是失水，主要跟周围水溶液浓度和细胞液浓度有关。
教师演示两组“半透膜实验”，模拟内、外两侧有浓度差时，判断水往哪里流？
演示实验一：膜内为蔗糖溶液，膜外为蒸馏水，20min后观察现象变化。
演示实验二：膜内为蒸馏水，膜外为蔗糖溶液，20min后观察现象变化。
学生得出结论：水往浓度高处流。
师：比较萝卜条的细胞液浓度与清水、盐水浓度的大小。
生：清水<细胞液浓度<盐水。
师：我们来看一场拔河比赛动态模拟。这是一个正常形态的细胞模式图，把它放在清水中时，细胞液的浓度和周围水溶液浓度有什么关系？
学生总结：细胞液浓度大于周围水溶液浓度。
师：我们用小人的数量来表示浓度的大小。当细胞处于清水中时，细胞液浓度比较大，用3个小人表示；周围水溶液浓度比较小，用2个小人表示，他们手中的绳子代表水。假定每个小人的力量一样大，那小人拽着绳子，会往哪边走？
生：液泡里。绳子代表的水进入细胞的液泡里，细胞膨胀。这个过程就是细胞吸水，相反的情况是细胞失水。
师生得出结论：细胞吸水与失水的原理，细胞液浓度大于周围溶液的浓度，细胞吸水；细胞液浓度小于周围溶液的浓度，细胞失水。
师：知道了细胞吸水和失水的过程，我们来看根毛细胞的吸水。
5.6深层分析
师：你认为根毛细胞吸水的条件是什么呢？
生：根毛细胞中细胞液的浓度大于周围水溶液的浓度。
师：在生活中，我们怎么做到使植物细胞液浓度大于周围水溶液浓度呢？
生：给植物浇水等方法。
师：请一位同学给大家描述一下根毛细胞吸水的过程。
学生：土壤水分→细胞壁→细胞膜→细胞质→液泡。
师：根吸水首先是根毛细胞吸水，根毛细胞吸水后细胞液的浓度降低，接下来会发生什么情况呢？
生：根毛细胞→根内层层细胞→导管→茎和其他器官。
学生得出结论：这样就满足了植物体不同器官对水分的需求。
5.7实例分析
师：你认识这两种花卉（仙人球、绿萝）吗？它们都有净化空气的作用。你知道在日常生活中，种植这两种植物对需水量有什么不同要求吗？
生：仙人球需水量小，绿萝需水量大。不同植物需水量不同。
师：我们来看一张图表（图2），你从中得出什么信息？
生：同一植物在不同生长期需水量不同。我们在日常生活中，要考虑到植物的实际情况，合理浇水，既要保证植物的正常生活，也要节约用水。
5.8学习归纳（略）
5.9实际应用（略）
整节课教师力图依据科学学习的认知过程，及时诊断学生的前概念，联系学生生活，通过强化学生进行科学实验、亲身经历观察等探究活动，增强其感性认识，获得充分的真实证据，抽象概括建立概念，实现学生从前概念向科学概念的转变，从而提升学生生物科学素养。
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“根对水分的吸收”是冀少版八年级上册生物教材第三单元“植物的生活”第二章“根的吸收作用”第二节的内容。教材在前面介绍了根尖的结构，本节课进一步学习根对水分的吸收，通过对这一节内容的学习，学生弄清水分进入植物体的来龙去脉，这为其以后学习叶、茎等器官的水分输导打下基础；同时也为高中进一步学习渗透作用做好铺垫。
本节课也是学生学习科学探究和进行概念教学的一个很好的载体，笔者对这节课的教学设计进行了大胆的尝试。课堂教学突出“探”字，通过课堂生成，激活学生思维；教师注重感性认识，通过获得真实证据，捕象概括建立概念；教学内容联系学生的生活经验，使教材更加鲜活，课堂更具本土性和时代性；教师强化科学实验，通过使学生经历研究过程，提升他们的科学素养。
2.教学目标
2.1知识目标
举例说明植物细胞吸水和失水的现象；概述根毛吸水和失水的道理；举例说出对植物进行合理灌溉的方法。
2.2能力目标
通过对演示实验的观察，提高观察能力和思维能力；通过对生活实例、实验结果的分析，提高分析问题和解决问题的能力。
2.3情感目标
通过学习根毛细胞适于吸收水分的结构特点，初步树立植物体结构与其功能相适应的观点。
3.教学重点
分析细胞吸水和失水的实验和原理；阐述根毛吸水和失水的原理和过程。
4.教学难点
分析细胞和根毛吸水和失水的原理。
5.教学过程
本节课通过3个科学实验把5个相关内容联系起来，从科学实验的设计、预期到实验过程，教师课前进行实验，课堂展示，让学生完整地经历科学研究的过程，了解科学研究的一般方法。教师强化科学实验，使学生亲身经历科学研究的过程，提升其生物科学素养。教学流程如下。
5.1课前实验
学生实验（课前学生分组实验材料）：将若干等长的萝卜条留1条待用，其余的平均分成2份放入盛有清水和盐水的培养皿中，准备观察。
5.2情景引入
师：今天给同学带来两把菠菜（新鲜的和萎蔫的），请同学帮助选择你会买哪把菠菜。为什么？如果菜农发现菠菜叶子萎蔫儿了，一般会怎么做？
生：会选择新鲜的、水分充足的。菜农往菠菜上喷水，一会儿叶子就硬挺了。
师：马铃薯、黄瓜等蔬菜也会出现这种情况吗？
生：应该会。
师总结：植物的器官有一定的吸水和失水能力。
5.3合作探究
师：植物吸水的主要器官是什么？
学生：做出猜测。
师：植物吸水的主要器官是什么？请学生利用教师给出的实验材料探究植物吸水的主要器官是根，还是茎、叶？
学生小组合作设计实验；小组汇报设计实验的结果，师生、生生及时进行评价。
师生共同分析实验设计，总结出对照、变量和重复组；预测会出现什么实验结果；并概括设计实验的一般规律。
师生总结归纳：作出假设：植物吸水的主要器官是根。实验步骤：（1）称10份等质量的蒜苗，分为2组。（2）一组根浸入水中，另一组茎叶浸入水中，其他条件保持一致。（3）一昼夜后，比较重量变化。预测结果：根浸入水中的蒜苗比较重；茎叶浸入水中的蒜苗比较轻。
设计实验的一般规律：（1）取等量，分组。（2）设置对照，其他条件相同。（3）观察现象。
演示实验：教师课前进行具体实验操作，完成实。验过程。
学生：根浸入水中的蒜苗长势较好，比较重；茎叶浸入水中的蒜苗长势稍差些，比较轻。
学生得出结论：植物吸水的主要器官是根。
师生总结归纳：观察到的现象跟预测的结果一致。
5.4观察分析
请学生观察图片中幼苗的根（图1），尝试判断根吸水的主要部位。
师：根的成熟区有哪些适于吸水的特点？
在成熟区每平方毫米的表皮上的根毛数目，玉米约有420条，豌豆约有230条。一颗黑麦约有40亿条根毛，总长度可达9000多km。从资料中，你可以得出什么结论？
生：根毛数量多，扩大了根的吸收面积。
师：我们把局部放大，观察根毛细胞的结构。
生：根毛是成熟区表皮细胞壁向外突起形成的，细胞壁薄，细胞质少，液泡大。
进一步观察根尖的模式图。
生：在成熟区的内部细胞分化，形成导管，它们能运输水分。
学生得出结论：根毛成熟区的吸水能力最强。
5.5实验分析
师：细胞是怎样吸水的呢？
学生实验：将萝卜条（课前学生分组实验准备）分别取出，放在吸水纸上，分别与预留的萝卜条比较长短，观察清水和盐水中取出的萝卜条的长度变化情况。小组代表汇报实验现象。
学生分组实验。
实验现象：放在清水中的萝卜条长度增加，放在盐水中的萝卜条长度减少。
师：放在不同的溶液里，萝卜条的长度发生变化的根本原因是什么？
生：放在清水中的萝卜条细胞吸水和放在盐水中的萝卜条细胞失水。
师：细胞的吸水和失水与什么因素有关呢？
学生结论：外界溶液的浓度。
学生得出实验结论：发生细胞吸水时，周围水溶液的浓度一般比较低；发生细胞失水时，周围水溶液的浓度一般比较高。
师：大家观察两张细胞吸水和失水的模式图，哪个是放在清水中的，哪个是放在盐水中的，你做出判断的根据是什么？
学生观察得出结果。
师：可以看出细胞吸水的过程中，水依次经过细胞的哪些结构？ 学生观察：依次经过细胞壁、细胞膜、细胞质，进入液泡中。
师：细胞失水的过程中，水依次经过细胞的哪些结构？
生：从液泡，依次经过细胞质、细胞膜、细胞壁到外界。
生：细胞吸水还是失水，主要跟周围水溶液浓度和细胞液浓度有关。
教师演示两组“半透膜实验”，模拟内、外两侧有浓度差时，判断水往哪里流？
演示实验一：膜内为蔗糖溶液，膜外为蒸馏水，20min后观察现象变化。
演示实验二：膜内为蒸馏水，膜外为蔗糖溶液，20min后观察现象变化。
学生得出结论：水往浓度高处流。
师：比较萝卜条的细胞液浓度与清水、盐水浓度的大小。
生：清水<细胞液浓度<盐水。
师：我们来看一场拔河比赛动态模拟。这是一个正常形态的细胞模式图，把它放在清水中时，细胞液的浓度和周围水溶液浓度有什么关系？
学生总结：细胞液浓度大于周围水溶液浓度。
师：我们用小人的数量来表示浓度的大小。当细胞处于清水中时，细胞液浓度比较大，用3个小人表示；周围水溶液浓度比较小，用2个小人表示，他们手中的绳子代表水。假定每个小人的力量一样大，那小人拽着绳子，会往哪边走？
生：液泡里。绳子代表的水进入细胞的液泡里，细胞膨胀。这个过程就是细胞吸水，相反的情况是细胞失水。
师生得出结论：细胞吸水与失水的原理，细胞液浓度大于周围溶液的浓度，细胞吸水；细胞液浓度小于周围溶液的浓度，细胞失水。
师：知道了细胞吸水和失水的过程，我们来看根毛细胞的吸水。
5.6深层分析
师：你认为根毛细胞吸水的条件是什么呢？
生：根毛细胞中细胞液的浓度大于周围水溶液的浓度。
师：在生活中，我们怎么做到使植物细胞液浓度大于周围水溶液浓度呢？
生：给植物浇水等方法。
师：请一位同学给大家描述一下根毛细胞吸水的过程。
学生：土壤水分→细胞壁→细胞膜→细胞质→液泡。
师：根吸水首先是根毛细胞吸水，根毛细胞吸水后细胞液的浓度降低，接下来会发生什么情况呢？
生：根毛细胞→根内层层细胞→导管→茎和其他器官。
学生得出结论：这样就满足了植物体不同器官对水分的需求。
5.7实例分析
师：你认识这两种花卉（仙人球、绿萝）吗？它们都有净化空气的作用。你知道在日常生活中，种植这两种植物对需水量有什么不同要求吗？
生：仙人球需水量小，绿萝需水量大。不同植物需水量不同。
师：我们来看一张图表（图2），你从中得出什么信息？
生：同一植物在不同生长期需水量不同。我们在日常生活中，要考虑到植物的实际情况，合理浇水，既要保证植物的正常生活，也要节约用水。
5.8学习归纳（略）
5.9实际应用（略）
整节课教师力图依据科学学习的认知过程，及时诊断学生的前概念，联系学生生活，通过强化学生进行科学实验、亲身经历观察等探究活动，增强其感性认识，获得充分的真实证据，抽象概括建立概念，实现学生从前概念向科学概念的转变，从而提升学生生物科学素养。