謝燕婷 (廣東省清遠市松崗中學 廣東清遠 511500)
生物學概念是中學生物學科知識的重要組成部分,是構(gòu)成生命科學理論體系的基本單位。因此,對概念的掌握和運用是生物學教學的核心內(nèi)容。在概念教學中實施實驗探究,學生可主動參與對問題的探究。學生不僅看科學、聽科學,而且做科學。學生明確了教材內(nèi)容的知識結(jié)構(gòu),將精力集中到對問題的理解和深化上,有助于培養(yǎng)創(chuàng)新精神,提高合作能力和實踐能力。
本節(jié)課出自義務教育課程標準北師大版生物學7年級上冊第5章第3節(jié)“吸收作用”。吸收作用與之前的光合作用、呼吸作用一起構(gòu)成了綠色植物生活對物質(zhì)和能量需要的全部內(nèi)容,這對學生全面理解植物的生活方式十分重要,水分和無機鹽是植物生活的必需營養(yǎng)物質(zhì),水分是光合作用的原料,直接參與光合作用,植物體吸收水分和散失水分是通過細胞吸水和失水實現(xiàn)的,這些知識與細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位相聯(lián)系。學生在生活實踐及小學的自然課中,對“根的吸收作用”有一定的了解,本節(jié)內(nèi)容將從更深的理論層次探討“根的吸收作用”。由于根是通過根毛完成吸水功能的,而根毛細胞是植物細胞的一種,所以只有理解植物細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,植物細胞吸水和失水的原理為解決一些生產(chǎn)實際問題提供了理論依據(jù)。本節(jié)課讓學生通過實驗探究植物細胞吸水和失水的原理,將抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為具體的現(xiàn)象,讓學生從感性知識入手,進行觀察、對比后得出結(jié)論,實現(xiàn)由感性認識上升到理性認識,使學生在認知、技能和情感等方面得到發(fā)展和升華,也為后面其他探究活動打下基礎(chǔ)。
圖1 “吸收作用”一節(jié)教學設計
依據(jù)課程標準要求和教材內(nèi)容安排,確定本節(jié)課的核心概念為:“細胞吸水和失水的原理、根毛細胞吸水的結(jié)構(gòu)特點和條件、植物生活需要無機鹽、無土栽培”。通過學生小組合作實驗探究及教師引導、講授,學生小組討論等互動交流的形式突出教學重點;在學生探究實驗后具有感性認識的基礎(chǔ)上,再通過對實驗現(xiàn)象的討論分析及多媒體課件展示圖片、資料分析,使學生由感性認識上升到理性認識,從而突破教學難點。
3.1 小組合作,實驗探究 在教學中采用小組合作學習的方式,讓每個學生都參與進來,這樣既能提高學生學習效率,又能使教師站在更高的層次上組織教學。
教學片斷1:植物吸水和失水的原理。
教師首先通過一些生活現(xiàn)象讓學生注意到在清水中植物就吸水;向清水中加入一些鹽、醬料,植物就失水。這個過程中外界溶液濃度改變了。學生猜測植物吸水、失水可能與外界溶液溶度有關(guān)。學生根據(jù)實驗的步驟提示小組合作,進行實驗探究。內(nèi)容包括:1)根據(jù)現(xiàn)象提出問題:植物吸水和失水與外界溶度有關(guān)嗎?2)作出假設:植物吸水和失水與外界溶度有關(guān)。3)設計實驗(注意設置對照):①取 2根形狀大小 ________(相當/不相當)的蘿卜條;②在一個燒杯里加入濃鹽水,另一個燒杯里放入_________(等量/不等量)的清水(濃鹽水和清水形成________);③將2根蘿卜條分別放入濃鹽水中和清水中。4)實施實驗:按照上述設計的步驟進行實驗。5)記錄、分析現(xiàn)象。
小組觀察實驗結(jié)果,討論分析。濃鹽水中,蘿卜條大小變小,硬度變軟,原因分析:失水軟縮。清水中,蘿卜條大小變大,硬度變硬,原因分析:吸水膨脹。由此可得出結(jié)論:植物的吸水和失水與外界溶液濃度的大小有關(guān)。
教學片斷2:觀察玉米幼苗的根尖。
學生進行小組合作,觀察探究玉米幼苗的根尖結(jié)構(gòu),得出結(jié)論:根與土壤接觸面積的結(jié)構(gòu)是根毛。它們長在根的最表層,每一個根毛就是一個最表層的細胞。突起的形狀可增大跟土壤的接觸面積。加之數(shù)量眾多,極大地擴大了吸收面積。再通過觀察根毛細胞的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)它的細胞壁極薄,細胞質(zhì)少,液泡大,這樣的結(jié)構(gòu)利于水分的進入。教師再解釋長有根毛的這個區(qū)域,叫做成熟區(qū)。根吸收水分的主要區(qū)域就是這個成熟區(qū)。
3.2 巧用比喻,明確概念 恰當運用比喻手段可將概念教學直觀化。細胞吸水和失水的原理是較為抽象的生物學概念,初中學生抽象思維能力有限,難以理解。教師可通過比喻的方法,使抽象概念形象化。這樣做不僅提高了學生學習的興趣,同時降低了學習難度。
教學片斷3:為什么在濃鹽水中會失水?
原來植物體的內(nèi)部與外部在進行“拔河比賽”。植物細胞內(nèi)部主要是細胞液。誰能贏?用人數(shù)代表濃度,繩代表水。當植物細胞處在濃鹽水中,濃鹽水的濃度比較高,意味著它的人數(shù)比較多,力氣大。水向濃鹽水走,即失水。當植物細胞處在清水中:細胞液的濃度比較高,意味著它的人數(shù)比較多,力氣大。水向細胞液處走,即吸水??偨Y(jié)吸水、失水的原理:當細胞液濃度>外界溶液濃度,細胞吸水;當細胞液濃度<外界溶液濃度,根毛能從土壤溶液中吸收到水分,還必須要滿足一個條件:根毛細胞液濃度要大于土壤溶液濃度。
3.3 聯(lián)系熱點,在探究中深化對概念的理解社會的熱點、日常的生活和實踐活動是一種珍貴的教學資源,要善于發(fā)現(xiàn)、挖掘和利用這些生活經(jīng)驗,對提高教學技巧和教學效果都有很大的幫助。通過對生活實踐的認知,從而提高學生的學習興趣,引導學生深入理解和應用生物學知識,達到學以致用和提高學習成績的雙重功效。
教學片斷4:植物的生活需要無機鹽。
首先進行演示實驗:土壤浸出液培養(yǎng)的幼苗和清水中的幼苗生長。再展示缺乏無機鹽的植物圖片,從而說明植物生長還需要無機鹽。植物在吸收水分的同時,也吸收無機鹽。無機鹽的種類很多,其中植物需要量最多的有3種:含氮、磷、鉀的。如果獲取不足,植物就會出現(xiàn)相應的癥狀。
教學片斷5:無土栽培。
資料分析:“植物生長需要許多營養(yǎng)物質(zhì)。從土壤中吸收的是水和無機鹽。我國耕地面積占全球的7%,卻要養(yǎng)活全球20%的人口?!弊寣W生思考一個問題:你認為不用土壤可以種植出植物嗎?教師再介紹根據(jù)植物生活需要的無機鹽種類、數(shù)量和比例,配制成營養(yǎng)液,用營養(yǎng)液栽培植物,可讓植物很好地生長。這就是無土栽培。無土栽培有水培、沙培、礫培,已大量開展,用于種植水果、花卉、蔬菜等。學生各抒己見:與傳統(tǒng)種植相比,無土栽培具有的優(yōu)點和缺點。
本節(jié)課為學生構(gòu)建了一種愉悅和開放的學習環(huán)境,提供了多條主動獲取知識的渠道,并設置情境自然而然地將學到的知識應用于問題的解決,使學生真正做到積極參與、樂于探究,在交流和合作中主動構(gòu)建知識,發(fā)展多種能力。但是,如果能更多地結(jié)合生產(chǎn)、生活實際和教材知識,引導學生對由不同原因引起的類似的生物學現(xiàn)象(例如用肥過多、澆水過多、過頻引起的作物萎蔫現(xiàn)象)進行分析和探究,將能進一步提高學生分析問題和應用知識的能力。