巧用实验突破思维障碍

中图分类号：G423.07 文献标志码：A 文章编号：1673-4289（2014）02-0042-03

【背景介绍】

四川省第四届初中教育教学研究共同体活动中，生物学科论坛围绕“重要概念教学策略研究”的主题，开展同课异构活动，来自四川省不同学校的六位优秀的生物教师进行了课堂教学展示和研究。大会特邀湖北省武汉实验外国语学校的程颜老师展示了一节示范课。

【教材分析】

人教版七年级上册《绿色植物与生物圈的水循环》涵盖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个主题。本节内容包含的知识点较多：如导管的功能，叶片的基本结构层次，气孔的结构和功能，蒸腾作用的意义等。学生的分组实验要求也比较高，需要学生在熟练使用显微镜的基础上练习徒手切片观察叶片的结构，以及制作叶片下表皮临时装片观察气孔的形态和分布。为了便于教学，我把教材内容次序略作调整，安排2课时完成：第1课时，通过观察植物散失水分的现象，引导和启发学生寻找叶片中散失水分的结构。通过练习徒手切片，制作并观察蚕豆叶片的临时切片，描述叶片的基本结构，再通过制作菠菜叶下表皮的临时装片，知晓气孔的结构与开闭机制，认同气孔是水分进出叶片的“门户”和气体交换的“窗口”。从而引入蒸腾作用的概念。第2课时，从教材的“观察与思考”切入，首先认知导管的存在与功能，明确水分在植物体内的运输路线；然后通过设问“水如何从低处往高处流”以及资料分析玉米一生耗水量的分配，引导学生讨论蒸腾作用的意义；最后通过生物圈水循环的示意图，分析绿色植物如何参与其中，使学生进一步认识绿色植物在生物圈中的重要作用，强化保护绿色植物，人人有责的意识。

【教学实录】（第2课时）

一、复习引入，巩固蒸腾作用的概念

师：上节课我们学习了植物的蒸腾作用，那什么是蒸腾作用？

生：水分从活的植物体表面以水蒸气状态散失到大气中的过程，叫做蒸腾作用。

师：记忆准确。蒸腾作用散失的水主要是通过植物叶片的什么结构进入大气中的？提示一下，我们上节课观察菠菜叶下表皮装片时，显微镜下一个个的“小嘴巴”是什么？

生：气孔，水是通过叶片的气孔散失到大气中的。

二、观察思考，找寻水分在植物中的运输路线

师：大家都知道，叶片中散失的水分来自于植物的根，那么根从土壤中吸收的水分，是如何运输到叶片的呢？

（大部分学生都知道是通过茎里的输导组织将水分从根运输到叶片，有一位同学答道是靠导管运输的。）

师：导管。这位同学记忆力真棒，我们在学习植物的基本组织时，教材就是以导管为例来讲述输导组织的。今天我们就来亲自动手找一找导管在哪里吧！

（教师出示课前准备的浸在红墨水中的芹菜，指导学生观察芹菜的叶和茎有无颜色的变化。）

师：大家不妨把茎横向切成小段，看看你能发现什么？再纵向切开每一小段，找寻红墨水在茎中的运输路线。请一定注意解剖刀的正确使用方法。

（学生开始观察活动，教师巡视指导）

生：横切面上有一些红色的圆点，从红色圆点纵切下去，发现了一根红色的管道。

师：观察的非常仔细，红色的部分包含了一根根中空的管道，形态和我们喝饮料的吸管极为相似，我们叫它导管。导管不仅分布在植物的茎中，根和叶脉中也有。这些导管相互连接在一起，形成了水分运输的管网，同时溶解在水中的无机盐也随之运输到植物的各个部分。

（教师出示水分在植物体内运输途径示意图）

师：现在哪位同学能上来，在示意图的提示下，描述一下水是如何在植物体内运输的？

生：首先植物的根从土壤中吸收水分，然后水分通过根、茎、叶中的导管运输到植物体的各部分，最终叶片中的水会通过气孔散失到大气中。

师：思路清晰，讲得非常好。我来补充一下，土壤中的水是通过根毛细胞进入植物体。

（教师在学生回答时板书如下：）

师：大家发现了吗，在植物体内水是沿着什么方向运输的？

生：从低处向高处运输。

三、设疑推进，共同探讨蒸腾作用的意义

（一）模拟实验，演绎“蒸腾拉力”

师：自然界中水都是从高处向低处流，而在植物体内，水却能从低处向高处走，大家想想生活中有没有类似的现象？

生：高楼里的自来水，能从一楼到六楼。

生：喝饮料用吸管能把水吸到高处。

……

师：自来水是在水泵加压的情况下才能从低处向高处流，可是植物的“水泵”在哪里呢？我们再来看看一株玉米从出苗到结实的一生中耗水量的分配表，你又能发现什么呢？

生：玉米一生通过蒸腾作用散失到大气中的水分大约有202 kg，占到耗水总量的98.96%，而自身真正需要的水只有2 kg左右，仅仅占到耗水总量的1%左右。

师：为什么从土壤中吸收的水大部分又通过蒸腾作用散失了呢？这不会是一种浪费吗？

（学生分组讨论，面露难色，无人回答。）

师：这个问题确实难度系数大，那么我们就先来看看“海绵如何吸到水”这个有趣的实验吧。

（教师出示一块干燥的海绵块，把它放入盛有水的水槽中，让它吸饱水。同时课件展示这个过程）

师：海绵块A能很快的吸到水，因为它是干燥的、缺水的。如果海绵块A是已经吸饱水的状态，它还会继续吸水让水槽里的液面下降吗？

生：不会。

（教师出示另一块相同大小的干燥的海绵块B，将它放在原先已经吸饱水的海绵块A的上方。）

师：现在我还有一个干燥的海绵块B，如果垂直放在海绵块A的上方，请同学们推测实验结果。

生：海绵块B会从海绵块A吸水，水槽液面下降。

师：再同样放置一个海绵块C，实验结果如何？

生：海绵块C会从海绵块B吸水，水槽液面持续下降直到海绵块C吸饱水。

（教师同步课件演示）

师：同学们的推理能力非常不错。现在没有干燥的海绵块了，我还想让这三块海绵源源不断的吸水，使水槽液面下降，你们能帮我吗？

生：可以把海绵块C里的水拧干，使它变回干燥的状态就又可以吸水了。

师：大家非常聪明。“海绵如何吸到水”其实是一个模拟实验，大家能告诉我，海绵块A、B、C分别模拟了植物的什么器官呢？

（学生们恍然大悟，迅速迁移到海绵块A模拟植物的根，海绵块B模拟植物的茎，海绵块C模拟植物的叶。）

师：植物不能像我们用手拧干水，大家想想它会用什么方式来“拧干”叶片中的水分呢？

生：通过蒸腾作用来散失水分。

师：叶片中的水通过蒸腾作用散失到大气中，使叶片总是处于缺水状态，叶片自然会向靠近它的茎吸收水分，茎缺水就向根吸收水分，于是产生了一种向上的蒸腾拉力，植物体内的水就能从低处向高处走了。所以蒸腾作用散失大量的水分对植物体是不是一种浪费呢？

生：蒸腾作用帮助植物从低处向高处运输水分，散失的水不是浪费呀！

师：确实不是浪费，蒸腾作用不仅帮助植物从低处向高处运输水分，而且还可以促进溶解在水中的无机盐的运输。

（二）创设情境，感受蒸发散热

师：蒸腾作用还可以帮助植物度过炎炎夏日。大家不妨把自己想象成一株植物，烈日当空，你不能躲进空调房，也不能使用遮阳伞，站在室外的你身体会发生什么变化？

生：会晒黑；会出汗；会中暑……

师：人出汗是可以降低体温的。汗液在体表从液态蒸发成气态的过程中是会从体表带走热量的。大家可以借助蒸发速度更快的酒精来感受一下。

（教师拿出盛满酒精的小烧杯，让学生用手指蘸取酒精，放在空气中体会凉意。）

师：你们现在能理解植物怎样在烈日下给自己降温了吗？

生：蒸腾作用在散失水的过程中，会带走体内的热量，降低自身的温度。

（教师让学生总结蒸腾作用的意义，承上启下。）

四、图文分析，感悟植物与人类的关系

师：植物的蒸腾作用对植物自身的意义非同一般，而植物体内散失到大气中的水最后到哪里去了呢？

（教师出示生物圈水循环示意图）

师：请同学们从图片中找找自然界里水以什么形式存在？

生：海洋里的海水，湖泊、河流里的淡水，空气里的水蒸气，还有冰山上的冰。

……

师：大家不要忘记还有地下水。水在生物圈中以气体、液体和固体三种形式存在，湖泊、海洋里的水蒸发到大气中形成云，在合适的条件下以降雨或降雪等形式落回地面，形成一个循环。绿色植物参与其中了吗？

生：绿色植物通过根吸收水分和蒸腾作用参与了生物圈的水循环。

师：绿色植物的蒸腾作用能够提高大气湿度，增加降水。其实植物对自然界的贡献远远不止这些，你们能举出更多的例子吗？

生：绿色植物的根能固定周围的泥土，减缓水土流失。

生：植物能够制造氧气。

生：森林还能调节气候。

……

师：不错，植物的茎叶还能承接雨水，同样能减缓水土流失，而且枯枝落叶像海绵一样吸纳更多雨水，贮备丰富的地下水……据估计，森林能把50%-80%的降水转入地下，一万亩森林的蓄水能力相当于一个100万立方米的水库。一公顷林地比裸地可以多储水3000立方米，而且土壤流失会相对减少60﹪左右。一座森林就是一座绿色的水库。

生：森林为我们作出了巨大的贡献，绿色植物是我们的朋友。

教师结束语：爱护树木从我做起，保护森林人人有责。

（作者单位：武汉实验外国语学校，武汉 430056）