基于实验探究进行“植物的蒸腾作用”的概念教学

谭丽丽

(广东省东莞中学松山湖学校 东莞 523808)

1 教材分析与设计思路

“植物的蒸腾作用”是人教版七年级上册第三单元第3章的内容。本节包括植物对水分的吸收和运输、植物的蒸腾作用以及绿色植物参与生物圈的水循环三部分内容。本节的重点和难点是探明气孔是植物蒸腾作用的“门户”。

本节教学采用实验探究的教学方式，借助“探究蒸腾现象”这一实验，让学生通过设计对照实验、观察实验现象、分析推理实验，逐步完成“植物体以水蒸气形式散失水分”这一概念的建构。借助“感知气孔”“观察叶片表皮气孔”“观察嫩茎表皮气孔”这一系列实验，引导学生由宏观到微观，逐步深入探究植物蒸腾作用的“门户”，形成“植物体通过气孔散失水分”的概念。在此基础上，学生通过分析实验现象、展开合理推理，螺旋式构建“蒸腾作用”概念。

2 教学目标

依据课程标准并围绕培养学生核心素养的要求，制订如下教学目标：

(1) 通过学习植物对水分的吸收和运输以及主要通过气孔进行蒸腾作用，理解生物与环境的物质循环规律，形成结构与功能统一的生命观。

(2) 通过小组合作探究学习，提高观察和动手能力以及分析和综合、抽象和概括的科学思维能力。

(3) 通过了解植物蒸腾作用的意义，理解或解释在生产实践中环境条件的变化对植物的影响。

3 教学过程

3.1 温习旧知识，导入新内容 教师播放动画，演示植物对水分的吸收和运输过程，引导学生回顾： 植物吸水的主要部位是什么？水分在植物体内是怎样运输的？在此基础上，教师提出问题： 植物吸收的水分，大约只有1%被植物体利用，其余那么多的水都到哪里去了呢？引出本节内容。

设计意图： 通过动画引导学生回顾植物对水分的吸收和运输，既激发兴趣，又迅速建立与本节内容的联系。

3.2 设计蒸腾现象实验，探究水分散失的形式 提出问题： 我们该如何设计实验探究植物吸收的大部分水都到哪里去了呢？学生以小组为单位，交流讨论可能的实验设计。之后生物兴趣小组汇报展示课前用大叶紫薇做的“植物蒸腾现象”的实验： 在同一棵大叶紫薇树上选取2个生理状态相同的枝条，其中一枝去掉叶，另一枝保留叶，分别套上透明塑料袋，观察塑料袋内壁的变化。在学生观察实验现象的基础上，提出问题串： ①塑料袋壁上有什么现象？②水珠从哪里来的？③植物体内的水分以什么形式散失的？④带叶枝条水珠多，无叶枝条水珠少，你能得出什么结论？学生讨论回答后，教师总结： 植物体以水蒸气的形式散失水分。

设计意图： 通过尝试设计，并对已经准备好的实验现象的观察结合问题启发，引导学生对事实表象进行思维加工，完成概念的建构。

3.3 宏观感知气孔 通过以上学习，学生已经直观感知叶片是植物蒸腾作用的主要器官，教师顺势提出问题： 水分从叶片的什么结构散失的呢？带领学生体验小实验： 将刚摘下的大叶紫薇叶片浸泡于70℃的热水中，观察实验现象。学生在实验过程中，可观察到叶片表面瞬间有气泡冒出，且叶片下表皮比上表皮的气泡多。教师再引导： 叶片并不是密不透气的，在叶片表面有与外界相通的通道。

设计意图： 通过简单、易操作、现象明显的小实验，让学生宏观感知气孔的存在，为后续的探究做铺垫。

3.4 微观观察叶片表皮气孔 结合刚才的小实验，教师引导学生继续探究： 叶片表面与外界相通的通道是什么结构？学生以小组为单位，分别撕取大叶紫薇叶片的上表皮和下表皮，在显微镜下进行观察。通常都能清晰观察到： 叶片上表皮和下表皮都有气孔存在，且下表皮气孔比上表皮多。学生在实验操作过程中，撕取的大叶紫薇叶片表皮上略带叶肉，会造成学生“叶片表皮细胞含有叶绿体”的错误认识。可鼓励学生开动脑筋，思考有效去除叶片表皮上叶肉的简单、易行的方法。有的小组采用滴一滴蒸馏水，再用软毛刷轻轻刷拭的方法；也有小组采用滴一滴蒸馏水，用吸水纸反复向一个方向擦拭叶片表皮的方法去除叶肉。学生在实验操作中既有兴趣又不断提升动手能力。观察结束，教师引导学生分析推理： 将大叶紫薇叶片浸泡在70℃的热水中，为什么下表皮气泡比上表皮多？叶片表皮通过什么结构与外界相通？学生在观察和思考的过程中，逐渐明了“植物的叶片通过气孔散失水分”。最后教师再播放气孔开闭原理动画，直观形象展示保卫细胞吸水，气孔张开，水蒸气从气孔散失，将微观抽象问题直观具体化。

设计意图： 通过显微观察气孔的存在和上下表面气孔的密度差异，建构“植物的叶片通过气孔散失水分”这一概念。

3.5 微观观察嫩茎表皮的气孔 教师提出问题： 植物的茎也能够进行少量蒸腾作用，植物的茎又是通过什么结构散失水分的呢？教师为学生提供新鲜的菠菜材料，让学生自己设计实验，进行探究： 撕取菠菜茎的表皮，制成临时装片，在显微镜下观察。这样的实践结果让学生产生直观认识： 植物的茎也是通过气孔散失水分的。通过以上系列蒸腾作用实验的探究，学生已经具备能力用自己的语言表述植物蒸腾作用的概念： 植物体内水分以水蒸气的状态从气孔散失到体外的过程。

设计意图： 微观感知嫩茎表皮气孔的存在，进一步认同气孔是植物蒸腾作用的“门户”。

3.6 延伸课外，探究蒸腾作用的意义 植物吸收的水分，99%都通过蒸腾作用散失到大气中，这是不是一种浪费呢？教师布置探究任务，让学生以小组为单位，课外探究蒸腾作用的意义。课题①： 探究植物蒸腾作用能否降低植物体温度(实验材料： 一盆盆栽植物、三支温度计、一块毛巾)。课题②： 探究植物蒸腾作用对空气湿度的影响(实验材料： 三支干湿计)。

设计意图： 给学生提供必要的时间、空间和相应的条件，让学生主动地参与学习，培养学生的探究能力。

4 教学反思

本节课以“探究水分从植物体散失的途径”为主线，以一系列探究实验为载体，让学生在实验中建立对概念的感性认识，重视对学生生物学学科核心素养的培养。另一方面，根据学生的最近发展区，由浅入深设计启发性问题串，引领学生对实验表象进行思维加工，让学生自主建构科学概念，能有效地发展学生的分析和综合、归纳和概括等科学思维能力。