“探究植物細胞的吸水和失水”教學設計及分析

【摘要】教材和課程標準分析“洋蔥鱗片葉表皮細胞的質壁分離和質壁分離復原的實驗”是中圖版必修一“分子與細胞”第三單元的第二節中設計的一個探究活動。是在學習了滲透現象及其原理后對于細胞吸水和失水現象的具體分析和應用。本部分內容的學習對細胞結構的認識進一步提高同時為進一步理解生物膜的物質運輸功能作了鋪墊。同時這部分內容也明確寫入了“課程標準”的活動建議中。

【關鍵詞】植物細胞? 質壁分離? 教學設計

【中圖分類號】G633.91 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2019）19-0175-02

高中生具備一定的知識水平，思維能力、學習能力也得到一定的發展。但在實驗技能方面還相當欠缺，發現問題、分析問題、解決問題的探究思維還不成熟。

教學目標：1.知識性目標：觀察植物細胞吸水和失水現象，闡明其原理;2.技能性目標：嘗試提出問題，作出假設、演繹推理等科學研究方法;3.情感態度價值觀：體驗探究的一般過程，培養良好的學術品德。

教學重難點：由于知識結構以及思維方法的限制，學生對生活現象的觀察、思考，以及進一步提出問題、作出假設、設計實驗等方面會有一定的難度。因而我將其列為本節教學內容的難點。難點：嘗試提出問題，作出假設，設計實驗，驗證假設。重點：觀察植物細胞的質壁分離和復原。

教學程序：提出問題——作出假設——設計實驗——進行實驗——分析結果，得出結論——表達交流——進一步探究

1.宏觀實驗驗證：課前指導探究小組進行圣女果的稱重實驗，設計實驗步驟如下：1）挑選10個大小、形態相似的圣女果，兩個一組，分別標記為A、B、C、D、E五組，稱量并記錄; 2）取清水及濃度為0.1g/ml，0.2g/ml，0.3g/ml，0.4g/ml蔗糖溶液各150ml，將其依次倒入編號1、2、3、4、5號燒杯中，并貼上標簽。3）將五組圣女果清水處理24小時，稱量并記錄。4）將清水處理過的五組圣女果分別放入1到5號燒杯中等待12小時后稱量并記錄，24小時后稱量并記錄。5）比較前后實驗記錄，歸納總結實驗結論。

學生討論得出：圣女果在蔗糖溶液中隨蔗糖濃度的增大出現明顯的失水現象，而在清水中則因吸水而質量增加。

設計目的：從宏觀著眼考慮問題，符合學生的認知規律，且通過視頻演示激發學生學習的興奮點。好之者不如樂之者，讓學生體驗認知過程帶來的快樂。

2.微觀實驗驗證

1）分析細胞的亞顯微結構，對實驗可能出現的現象進行科學猜想。并設計相應的活動程序，演繹可能出現的結果?；顒映绦颍簩⒅参锛毎櫾诟邼舛鹊恼崽侨芤褐?，觀察大小的變化;再浸潤在清水中，觀察其大小的變化。

預期的實驗結果：在蔗糖溶液中，植物細胞的中央液泡會縮小，細胞皺縮;在清水中，植物細胞的液泡又會變大，細胞膨脹。設計目的：培養學生分析問題的能力、提出問題的能力。

2）觀察質壁分離及其復原實驗

材料呈現：紫色的洋蔥鱗片葉，A組（0.3g/mL）的蔗糖溶液、B組（0.5g/ml）的蔗糖溶液，清水，紅色墨水、藍色墨水;刀片、鑷子、滴管、載玻片、蓋玻片、吸水紙、顯微鏡。

視頻演示質壁分離實驗過程的操作，并對其中的關鍵環節進行必要的說明：取一載玻片，中央滴二滴水。用刀片在外表皮上輕劃一“井”字形，用鑷子撕下一部分表皮;將表皮置于水滴中展平，用鑷子夾住蓋玻片呈45？觷角輕輕蓋上;用低倍鏡鏡檢;在蓋玻片一側滴加2滴蔗糖溶液，并在對側用吸水紙引流;用低倍鏡鏡檢，并記下發生質壁分離的時間;在蓋玻片一側滴加1-2滴清水，在對側用吸水紙引流，重復幾次;用低倍鏡觀察變化過程。

指導學生實驗操作，并對學生的觀察結果進行階段性的展示：正常細胞在低倍鏡下的觀察結果——質壁分離狀態的細胞在低倍鏡下觀察的結果——請學生對顯微投影儀下的裝片進行操作，演示質壁分離復原的過程。

設計目的：讓學生通過規范的實驗操作、觀察到質壁分離及其復原的現象。體驗微觀世界的神奇。

3）分析結果，得出結論。學生代表匯報實驗結果，引導學生對實驗結果與預期對比，得出：質壁分離的外界原因是外界溶液的濃度高于細胞液濃度。

4）表達交流，組織學生組間交流，體驗實驗成敗。將探究的問題、過程、結果和結論與其他同學交流，并解決個別質疑問題。通過討論讓學生進一步內化。設計目的：通過表達交流，培養學生的表達能力、交流能力、合作能力。

學后總結：（1）通過本節課的學習你學會了哪些知識。（2）通過本節課的學習你掌握了哪些能力。（3）通過本節課的學習你感悟了哪些道理。

設計目的：通過當堂反思，鼓勵學生樂于總結、善于總結的品質;培養學生不畏艱難、勇于探索的科學品質。

作者簡介：

王玉彬（1981.08-）男，漢族，山東省德州市人，研究生，一級教師，研究方向主要為中學生物教學，德育管理等。