基于實驗探究的生物學概念教學
——以“吸收作用”為例

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。學生明確了教材內容的知識結構，將精力集中到對問題的理解和深化上,有助于培養創新精神，提高合作能力和實踐能力。

1 教材和學情分析

本節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“吸收作用”。吸收作用與之前的光合作用、呼吸作用一起構成了綠色植物生活對物質和能量需要的全部內容，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物質，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的，這些知識與細胞是生物體結構和功能的基本單位相聯系。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，本節內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實際問題提供了理論依據。本節課讓學生通過實驗探究植物細胞吸水和失水的原理，將抽象的內容轉化為具體的現象，讓學生從感性知識入手，進行觀察、對比后得出結論，實現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展和升華，也為后面其他探究活動打下基礎。

2 設計思路（圖1）

圖1 “吸收作用”一節教學設計

3 確定核心概念，選擇教學策略

依據課程標準要求和教材內容安排，確定本節課的核心概念為：“細胞吸水和失水的原理、根毛細胞吸水的結構特點和條件、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上，再通過對實驗現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。學生根據實驗的步驟提示小組合作，進行實驗探究。內容包括：1）根據現象提出問題：植物吸水和失水與外界溶度有關嗎？2）作出假設：植物吸水和失水與外界溶度有關。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、分析現象。

小組觀察實驗結果，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。由此可得出結論：植物的吸水和失水與外界溶液濃度的大小有關。

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構，得出結論：根與土壤接觸面積的結構是根毛。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。加之數量眾多，極大地擴大了吸收面積。再通過觀察根毛細胞的結構，發現它的細胞壁極薄，細胞質少，液泡大，這樣的結構利于水分的進入。教師再解釋長有根毛的這個區域，叫做成熟區。根吸收水分的主要區域就是這個成熟區。

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？

原來植物體的內部與外部在進行“拔河比賽”。植物細胞內部主要是細胞液。誰能贏？用人數代表濃度，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，意味著它的人數比較多，力氣大。水向細胞液處走，即吸水。總結吸水、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，要善于發現、挖掘和利用這些生活經驗，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物質。從土壤中吸收的是水和無機鹽。我國耕地面積占全球的7%，卻要養活全球20%的人口。”讓學生思考一個問題：你認為不用土壤可以種植出植物嗎？教師再介紹根據植物生活需要的無機鹽種類、數量和比例，配制成營養液，用營養液栽培植物，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：與傳統種植相比，無土栽培具有的優點和缺點。

4 小結

本節課為學生構建了一種愉悅和開放的學習環境，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建知識，發展多種能力。但是，如果能更多地結合生產、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象（例如用肥過多、澆水過多、過頻引起的作物萎蔫現象）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。