基于科学探究的“植物对水分的吸收和运输”的教学设计

陈 然 林 斌

(1 福建师范大学第二附属中学 福州 350015； 2 福建省福州市龙山初级中学 福州 350017)

1 教材分析及设计思路

“植物对水分的吸收和运输”属于人教版七年级《生物学》上册第3章“绿色植物与生物圈的水循环”，该节内容安排了“观察与思考”及验证导管是运输水分和无机盐的通道的实验。植物对水分的吸收是通过根来完成的，这在之前章节已有介绍，本节课侧重点是水分如何在植物体内运输。根据结构与功能相适应的生物学观点，通过让学生观察茎的横切面与纵切面，了解导管的组成、特点以及在茎中的分布，并验证导管是运输水分和无机盐的通道，明确水分在植物体内是通过由导管构成的网络运输到植物的各个部分的。教学思路是以水分的吸收、水分的运输以及水分在植物体内吸收和运输的意义为主线展开的，重点和难点在于水分如何通过茎中的导管进行运输。

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，制订了如下教学目标：

(1) 通过学习植物体的根是吸收水分的主要器官、茎是运输水分的主要器官，形成结构与功能相适应的生物学观点。

(2) 通过实验探究，提升学生科学观察和科学思维的能力。

(3) 通过了解根系是植物吸水的主要器官，能够解释生活中移栽树木花草出现的现象和并能采取正确的措施。

3 教学过程

3.1 创设情境，导入新课 教师出示一幅园艺工人在花园里浇水的画面和资料： 植物在生长过程中需要及时浇水。以玉米为例，玉米在生长期需水总量约为204kg，然而玉米最后成熟后体内作为组成成分的水只有1.8kg；据研究用于维持生理活动的水也只有0.25kg。思考： 玉米体内绝大部分水(约99%)去哪里了？

设计意图： 创设教学情境，激发学生学习的兴趣和热情，调动学生思考问题的积极性。

3.2 复习巩固，根毛区是植物吸收水分的主要部位 利用根尖结构图引导学生复习根尖的结构，列出根尖结构的关键词： 根冠、分生区、伸长区、成熟区(根毛区)。再利用根实物模型引导学生说出各部分的结构。然后指出根的成熟区(根毛区)是吸收水分的主要部位。

设计意图： 教师创设情境复习巩固旧知识，引导学生从图和模型中获取信息。

3.3 学习新知识，理解茎中的导管是水分在植物体内运输的通道 提问： 植物的茎是如何将根吸收的水分进行运输的？为了加深学生对导管运输水分的认识，安排了四个科学探究活动。

活动1： 组织学生观察芹菜的茎运输水分的实验。教师在上课前3～4小时，将带叶的芹菜茎进行水培，在水中滴入红墨水，置于阳光下进行培养，通过肉眼就可见红墨水沿着芹菜的茎上升于顶端到达叶，将装置带到班上让学生观察： ①观察横切面，茎剖面的红色标记处即为运输水的部位；②观察茎的纵切面，可以看到被染成红色的长长的管子就是导管。通过观察让学生从整体上认识水分在茎内运输的结构——导管。

活动2： 利用植物茎的横切面与纵切面模式图引导学生了解导管的组成、特点以及在茎中的分布，列出相应的关键词： 木质部、高度特化、管状死细胞、细胞端壁、穿孔、相互衔接、管状结构。

活动3： 通过虹吸现象吸水的演示实验，利用塑料管将高处的水吸到低处的容器内，塑料管的作用就相当于导管的作用。塑料管内如果有空气，虹吸现象就不能进行。所以买回来的鲜花要想保鲜得更久一些，应剪去一段茎再插入瓶中进行水培，目的就是要剪去可能有空气的一段，更有利于植物吸水保鲜。导管只有输送水分的作用，而无吸收水分的功能。通过演示实验让学生更深刻理解导管的输导作用。

活动4： 如何让学生理解水分在茎中的运输也是要“用力”的？可以让学生体会生活中用吸管吸饮料要用力。当植物的根将水分吸收入植物体内后要通过茎从下往上运输，也是需要力量的，水在植物茎内运输的力量又来自哪里呢？为下一节植物的蒸腾作用打下基础。

设计意图： 由于学生对导管缺少感性认识，而且导管不易观察，通过实物实验、模式图的解读和虹吸现象的演示实验来逐步增强学生从直观感觉到理性思维的形成。

3.4 植物吸收水分及水分在植物体内的运输的意义 提问： 在植物的移栽过程中为什么有时会导致植物枯死？

在学生回答的基础上，引导学生了解： 物体在生长过程中不仅需要水，也需要各种营养成分(如矿质元素等)，这些营养物质可以溶解在水中，随水分的吸收而吸收，随水分在植物体内的运输而被输送到全身各处，因此水分的正常吸收和运输，是植物体正常生长的根本保证。移栽过程中，往往会造成植物的根毛区受损，植物无法正常吸收水分，所以会导致植物枯死。因此在移栽过程中应尽量保护好植物的根，移栽完应及时浇水。

4 教学反思

本节课以植物体对水分的吸收和运输为线索，充分调动学生参与课堂活动，通过科学探究活动培养学生科学观察、理性思维的能力。注重感性认识与理性认识相结合，在感性认识的基础上学习生物学知识，提升理论水平。注重理论与实践相结合，用生物学知识解释生活中的生命现象。需要注意的是： 在观察水分在芹菜茎中的运输的演示实验中，可能会给学生造成植物的茎也会吸收水分的错觉，认为植物的茎有吸收和运输水分的功能，在教学中教师要注意引导。