生物学科中探究式教学模式初探植物对水分的吸收和利用

生物学科中探究式教学模式初探-《植物对水分的吸收和利用》一节探究式教学过程设计
天津市河东区第四十五中学张连春
教学目标：
一知识方面：
使学生能解释渗透作用的原理，能解释植物细胞的质壁分离和复原的实质，水分散失的方式和意义等，并能运用所学知识分析解决现实生活、生产实践中的实际问题。

二能力方面：
学生在以学生为主体的教学中，锻炼和发展了科学探究的能力，主要是认识问题和提出假设的能力，运用现代技术获取信息和处理信息的能力，设计并完成科学实验的能力，对实验结果的分析和解释，得出结论的能力，运用知识解决实际问题的能力。

通过对有关问题的研究、探讨，培养学生的创造性思维和创新意识。

三情感态度和价值观方面：
通过本课教学的过程使学生认识到：科学知识的产生有赖于对某些原始材料、资料有计划的观察和实验。

通过在教师引导下的探究学习过程，使学生亲身参与到科学的探索过程中来，使学生在自主探究式学习中，感受学习带来的快乐，提高对自我价值的认识；迸发创新精神，并形成合作意识；培养学生形成实事求是、锲而不舍、勇于探索的科学态度和善于思考的科学精神。

并且在充分理解合理灌溉在生产实践中的价值的基础上，正确认识我国水资源的现状，树立节水意识，培养学生的环境观念。

教学重点和难点：渗透作用的原理、植物细胞吸水和失水的条件
教学模式：探究式教学
教学课时：3课时第一课时：实验
第二课时：课堂教学过程
第三课时：教学效果反馈和评价
教学过程设计：
1、课程实施准备：
A教师：①分析教材，确定单元教学计划，确定探究式教学模式。

②设计教学过程，制作教学软件（包括教学进程、问题的提出、同时要分析学生在学习、探究过程中可能遇到的问题，收集相关的资料，建立资料库，适量提供给学生帮助学生进行探究学习）。

③准备实验材料。

用一课时引导学生完成渗透作用实验、植物细胞的质壁分离和复原的实验。

④提出对半透膜材料、细胞吸水、失水过程中制约因素等问题的探究。

⑤布置学生预习本节课知识内容、收集可用于进行实验的植物材料。

B学生：①总体了解预习本节课知识内容。

②根据教师提示收集观察细胞吸水失水过程的材料（洋葱内外表皮、番茄果肉细胞、西瓜果肉细胞、树叶细胞、花瓣、桔子、口腔上皮细胞等）。

收集可用于渗透装置半透膜的试验材料（如鸡蛋卵壳膜、洋葱内表皮、西红柿表皮、猪膀胱、鱼鳔等）。

③在教师指导下完成实验，提出问题，分析、思考、研究制约实验现象的因素。

2、课程教学过程：
第一课时：实验
首先提出问题：
演示发生在日常生活中的现象----泡在浓糖水和清水中的萝卜条，观察萝卜条皱缩变软以及吸水变硬的现象。

提出问题：为什么浸入在不同溶液中的萝卜条会出现不同的变化？如果将已经皱缩变软的萝卜条放在清水中，会发生什么现象？浓糖水和清水有何区别？萝卜条的细胞又发生了什么变化呢？如何解释这一现象？
设法解决问题：
如果你想用显微镜观察萝卜条细胞，应如何操作？是否很方便呢？
如果不太容易的话，你可以用什么方法解决？想一想什么材料可以代替萝卜条细胞，很容易将细胞放在显微镜下进行观察？比较一下你带来的植物材料哪一种的细胞比较好观察呢？（通过思考使学生认识到，科学研究过程中实验材料的正确选取对研究过程往往产生很大的影响）。

探索实验：
下面用洋葱表皮细胞代替萝卜条进行试验。

教师演示，学生在完成教材规定的植物细胞质壁分离和复原的实验之后，用自己带来的材料进行观察，对比实验效果、实验现象。

思考讨论：
如果将上述表皮细胞浸润在于细胞液浓度相同的蔗糖溶液中这些表皮细胞会出现什么现象？这与什么因素有关？水分？蔗糖？浓度？还是其他什么因素？如果设法把这些因素逐一改变，实验现象会有何变化？
如果细胞已经死亡还有上述的现象吗？为什么？这与细胞的哪种结构有关？如果要判断一个细胞的死活，你可以使用何种方法?
你能不能想一种方法测定一下细胞液的浓度呢？（设计以上问题的目的在于激发学生思考，培养学生设计实验、创新思维的能力）知识迁移引起思考，导入新课：
将红细胞放在浓度较高的蔗糖溶液中，红细胞会发生质壁分离吗？现象如何？细胞发生以上现象的实质是什么？从而引出学习细胞吸水和失水的问题，导入新课的教学。

第二课时：课堂教学过程
总体设计思路：
本节课设计了利用网络，学生自主学习的教学方式。

主要的设计思路是：在课堂教学过程中教师利用网络教学软件为学生提供一个学习的情境，提出相应的问题，引导学生在浏览网页的过程中一步步按照探究式教学模式进行自主的思考学习。

例如教师针对某一现象提出问题，学生要对提出的问题进行思考，如这现象涉及到哪些因素？这些因素之间关系如何？什么因素起决定作用等等。

对于学生在探究思考过程中的正确和错误的解释，教师采取同时提供多种答案的方法来让学生逐渐领悟自己推测结果的正确
和错误。

然后按照教师提供的学习情境，根据提示不断思考，直至得出正确答案。

与此同时尽可能分析学生在学习过程中可能遇到的困难，在软件中通过链接的方式为学生提供相应的提示、资料进行帮助，并且考虑到学生的差异，适度对教学内容进行扩展，供有能力的学生理解、学习。

课堂教学过程设计：
第四节植物对水分的吸收和利用
引言导入新课：
通过实验现象的研究我们认识到细胞之所以发生质壁分离和复原的是质是细胞的吸水和失水，那么植物细胞的吸水和失水是如何发生的？有何条件呢？
学习植物吸水的主要部位及方式
利用教学软件引导学生学习植物体吸水的部位及方式。

使学生了解进行渗透吸水的细胞的主要特点，为分析吸水原因作铺垫。

学习渗透作用的概念和原理
首先利用教学软件展示一个渗透装置和渗透作用的动态过程，引导学生观察动画实验过程。

同时在课堂上展示渗透装置的实验结果，加深学生的直观印象。

引导学生分析液面变化的原因，并针对此问题进行探究。

提出问题：利用教学软件针对渗透现象提出问题，引导学生对提出的问题进行逐步思考、分析渗透作用的原理，以及发生渗透作用的条件。

达到设置问题情景，引导学生进行自主探究的学习过程的目的。

总结讨论：引导学生讨论将一个植物细胞放进30%的蔗糖溶液中，能
否构成一个渗透系统？引起学生思考：植物细胞是否能通过渗透作用吸水和失水呢？
学习植物细胞的吸水和失水
利用教学软件引导学生分析探讨一个植物细胞能否与外界溶液构成一个渗透系统，植物细胞的什么结构相当于半透膜？如何构成浓度差？分析植物细胞的结构，总结讨论原生质层的概念和性质，得出一个植物细胞能
与外界溶液构成一个渗透系统的结论。

然后利用动画再次演示植物细胞的质壁分离和复原的过程，学生通过再次分析植物细胞的质壁分离和复原的过程，揭示出植物细胞发生质壁分离和复原的实质在于细胞通过渗透作用发生了吸水和失水。

从而培养学生运用原有知识结构，分析新问题，总结得出概念和结论的能力。

学习水分的运输利用和散失
利用教学软件引导学生学习水分运输的途径，以及蒸腾作用散失大量水分的生理意义。

使学生认识到植物体是一个统一的整体。

设问思考：植物散失水分是必需的，那么如何用最少的水获得最大的效益？从而引出合理灌溉的教学。

学习合理灌溉
利用教学软件引导学生学习合理灌溉及其现实意义。

提出问题引发学生思考：你所生活的城市水资源状况如何？你在日常生活中有没有浪费水的现象？你准备做何改进？（引导学生进行水资源现状及合理利用、节水方法改进、海水淡化等问题的讨论，利用教学中涉及到的问题对学生进行思想教育，培养学生树立环境意识。

）
总结讨论本课内容
引导学生巩固学习本课主要内容：渗透作用、植物细胞的吸水和失水、水分的运输利用和散失、合理灌溉。

知识迁移应用：利用以下讨论题：如果给你一张足够大的半透膜，想一想你可以怎样利用它？你想了解关于这方面的情况吗？从而激发学生研究学习的热情。

在课堂上分小组讨论本课知识在实践中的应用。

确定研究专题课下分组实施。

例如研究血液透析的原理、海水淡化处理、污水处理等方面的应用。

第三课时：教学效果反馈和评价
A知识评价：
在利用教学软件进行学习的过程中，回答选择题，并可及时通过检索答案进行反馈；利用计算机回答填充题、简答题等基础知识题目，存盘后可供教师检查评价。

B能力评价：
目的主要是考察学生对知识的理解、迁移、应用等能力。

如在本课教学中教师布置有关植物细胞质壁分离实验的改进、利用不同材料进行实验效果对比、生物膜在实践中的应用、合理灌溉节水讨论等方面的研究性课题，要求学生尽可能利用多种方式、手段，采用多种途径获取信息，完成专题研究任务。

并将优秀方案设计进行交流、展示、评选。