“植物生長需要水和無機鹽”(第一課時)的實驗教學

徐禮東

(江蘇省南京市第一中學馬群分校 210049)

“植物生長需要水和無機鹽”是蘇教版七年級《生物學》上冊第3單元第5章第3節的內容。本節的教學重點是“說明植物細胞吸水和失水的原因”。學生要掌握這一內容，需要將已學知識與生活實際相整合，明確水對植物的重要性。而植物根細胞吸水和失水的具體原理則比較抽象和復雜，“濃度”這一概念在化學中才會具體學習。這些對初中學生來說，理解和掌握有一定的難度，故本節課以實驗為載體，采用實物演示實驗和探究實驗將抽象的吸水失水過程可視化，激發探究欲望，引導學生思考分析背后的原理。讓學生體驗知識的生成過程，提升生物學科素養。教學過程如下：

1 創設情境，引出植物需要水

實物展示一盆生長旺盛的綠蘿、一盆缺水萎蔫的綠蘿，請學生觀察并分析萎蔫的可能原因。學生通過觸摸植物葉片、觀察土壤等多種途徑分析，很快便得出因缺水所致，從而引出課題。

2 多感官感受水對植物的重要性

通過擠壓西紅柿收集汁液，直觀感受植物體內含有水分。再展示植物細胞中各成分含量的統計表格，得出水的重要性，即植物細胞中主要成分為水；通過學生自己觸摸兩盆綠蘿葉片，感受葉片的不同之處，很直接的體驗到軟硬度不同，得出水有助于維持植物一定的姿態；引導學生仔細觀察缺水綠蘿，發現部分葉片變成黃色甚至枯萎的現象，說出葉片死亡意味著生命活動停止，得出植物的生命活動離不開水。再利用圖片展示植物光合作用的過程，需要根從土壤中吸收水分，運輸給葉片。

3 對比不同植物、同一植物對水的需求特點

圖片展示仙人掌和睡蓮，比較兩者對水的需求量，說明不同植物對水的需求特點。再利用小麥不同發育時期需水量的柱形統計圖，分析同一植物不同生長發育時期對水的需求特點。教師總結：植物對水需求的這兩個特點在農業生產上的應用，提醒學生遵循客觀規律節約用水。

4 以問題串回顧舊知，引入新的問題

問題1：植物吸水主要依賴哪個器官？問題2：根尖由下而上依次分為哪些結構?吸收水的主要部位？問題3：為什么成熟區是吸收水分的主要部位？新的問題：是否只要外界有水分，根都能吸收呢?過渡到探究實驗：外界溶液濃度影響根細胞的吸水。

5 探究外界溶液濃度對根細胞吸水的影響

介紹實驗裝置和實驗步驟，學生以小組為單位，完成步驟：①取甲、乙2支試管，分別裝入15 mL 30%鹽水和清水，用記號筆標記液面高度；②取2截蘿卜，在中央挖一個體積大于15 mL 的凹孔，標記為甲、乙；③將試管甲、乙中等體積的溶液全部倒入對應的蘿卜中，靜置10～15 min；④分別用2支滴管將蘿卜中的溶液全部吸回對應的試管中，比較實驗前后試管液面高度的變化，記錄到表中；⑤捏一捏蘿卜，感知硬度的變化，記錄實驗結果(表1)。

表1 實驗結果記錄

引導學生思考：試管甲中的液面高度升高，增加的水來自哪里？說明蘿卜此時吸收了水分還是失去了水分？試管乙中的液面降低，減少的水去哪兒了？說明蘿卜吸水還是失水？吸水/失水與什么有關？學生討論得出結論：蘿卜在______中失水，蘿卜變______;在______中吸水,蘿卜變______。外界______是直接影響根吸水和失水的主要原因之一。

利用靜置時間，討論該實驗的單一變量，學生很容易說出是鹽水和清水不同。教師及時追問：鹽水和清水的區別是什么？(學生答案比較多樣：咸和不咸、有鹽和無鹽)。隨后，教師解釋鹽水較咸是因為鹽溶入水中，這種水溶液具備了一定的濃度。再展示準備好的3杯紅糖水(加入的紅糖質量不同)，讓學生思考怎樣判斷濃度高低。(學生的方法比較多：有通過顏色比較的，也有通過品嘗甜度判斷的)。最后回到本實驗的單一變量，教師追問鹽水和清水的本質區別其實是什么？此時學生很容易就能答出濃度不同，鹽水的濃度大于清水的濃度。

6 分析細胞吸水/失水的原理

提出問題：根吸水/失水其實是什么在吸水/失水？與細胞的哪個結構有關？提供資料：成熟的植物細胞具有中央大液泡，液泡中含有糖、色素、蛋白質等物質，因此液泡中的溶液也具備一定的濃度，稱為細胞液濃度(讓學生品嘗之前收集的西紅柿汁液，理解細胞液也具備濃度)。植物根細胞生活在具有一定濃度的外界溶液中，如土壤溶液。細胞內外溶液的濃度決定著水的流動方向，水由低濃度溶液流向高濃度溶液。學生根據資料和實驗結論完成原理分析：當外界溶液濃度________細胞液濃度時，細胞失水；當外界溶液濃度________細胞液濃度時，細胞吸水。

7 學以致用

利用所學知識解釋生活現象：菜販為什么經常給蔬菜灑水？提供植物正常施肥及施肥過多導致燒苗的照片，引導學生分析原因。