s35水分进入植物体内的途径
水分进入植物体内的途径
一、实验教学目标
1、说出大量根毛对植物吸水的意义。
2、通过实验能形象地认知到导管的输导功能。
3、通过模拟实验了解导管的形态结构。
4、通过实验培养学生设计实验的能力、观察能力、分析能力及与他人合作交流的能力。
二、实验内容
1、实验名称:探究水分进入植物体内的途径
2、实验器材:
小麦、芝麻、试管、小刀、小烧杯、红墨水、(叶柄白色的)青菜、若干段藕条、粗细不同的玻璃管、乳胶管、竹筷和几个棉球、半周转箱细土、小铁锹、供学生移植的大豆幼苗。
3、主要实验材料的准备:
实验材料一:(图1)提前12h把青菜的根浸在红墨水溶液中和清水中,课上在学生设计根吸收水分并向上运输的对照实验后呈现给学生。
图1
实验材料二:(图2)指导学生培养材料——提前一周用小麦种子制备试管苗。(图3)提前2-3天在培养皿中25℃恒温培养黑芝麻苗。
图2 图3
实验材料三:(图4)提前1周培养好供学生移植的大豆幼苗。(图5)提前1周在烧杯中培养好小麦幼苗(也可去麦田挖苗),让学生体验拔苗对根的影响。
图4
图
5
实验材料四:(图6)提前12h把青菜的叶柄浸在红墨水溶液中,导管染色后供学生解剖,验证导管的存在。
图6
实验材料五:(图7)藕条若干根。学生小心折断藕条,尝试抽出导管。观察导管的真实模样,从而加深对导管的感性认识。
图7
实验材料六:(图8)粗细不同的玻璃管,棉球,竹筷和乳胶管。教师模拟实验演示导管中空的结构。
图8
三、实验教学设计思路
《水分进入植物体内的途径》是人教版七年级《生物学》上册承上一节“绿色植物的生活需要水”之后,紧扣“水”这一教学主线,学习根毛“吸收水”、导管“运输水”,并为学习下节“绿色植物参与生物圈的水循环”奠定基础。通过“探究水分进入植物体内的途径”的实验帮助学生理解根适应吸收水分的特点、植物运输水分的途径、导管的作用,培养学生动手实验的能力及正确地分析问题和解决问题的能力。
本节的重难点是说出大量根毛对植物吸水的意义,理解导管的输导作用,为了有效地突破此知识点,我主要采用了创设问题情境、呈现多种直观材料供学生观察、解剖、让学生亲历科学探究过程、自主学习与教师引导相结合的教学策略,进行了如下教学设计:
1、创设情境、激发探究。让学生给叶片缺水萎蔫的植物浇水,这样设计能链接学生已有的生活经验,抓住学生知道水要浇在根部,但根吸收水并往上运输是看不见的,随即引导学生踏上设计实验外显根吸收水并往上运输的实验旅程。
2、观察根毛,解读数据。学生通过仔细观察小麦种子试管苗,能说出小麦幼苗的根很长,扎根很深,进而理解“根深叶茂”的含义。通过仔细观察黑芝麻根毛,能帮助学生巩固根毛位于成熟区(前面根的生长已经学过),根毛又细又密数也数不清的概念。教师组织学生在解读黑麦根毛的总表面积这一数据中,有效帮助学生建构了根毛的数量与根大量吸水之间的联系。
3、学以致用,动手实践。通过让学生体验“移栽一棵苗”和“拔苗对根的影响” 的探究活动,使移植物时一定要带土移植的重要性深入学生心中。
4、学生解剖,找出导管。学生对浸在清水中和滴有红墨水中的青菜叶柄进行横切和纵切,横切面上的“红点”、纵切面上的“红线”验证了导管的存在。
5、动手实验:抽出导管。如何让学生亲眼目睹导管的真实模样,以学生喜闻乐见的“藕断丝连”为突破点,组织学生折断藕条,拉出细丝观察,从而加深对导管的感性认识。
6、演示实验:模拟导管。教师呈现自制的导管模型,演示细胞壁的消失过程,使导管中空管道的微观结构得到突显。
四、实验教学过程
活动一:设计能外显根吸水并往上运输的实验。
①浇水。出示叶片缺水萎蔫的青菜,问学生它最需要什么?提供浇水用的小喷雾器和烧杯,让学生思考:选用喷雾器喷洒在叶片上还是用烧杯把水浇在根部效果快,作用最明显?学生演示:用烧杯直接浇在根部。②提出问题:上面的叶缺水萎蔫了,为何把水浇在下面的根部?学生踊跃发言,得出结论:植物主要靠根吸收水,并且还能往上运输。③设计实验:根能吸收水,并往上运输,这些过程看得见吗?怎样才能“看到”水分在植物体内的运输途径?提供材料:2棵保留完好根部、大小相近的青菜,水和两个烧杯,还需什么材料就可用实验显示:根能吸水并能向上运输?(学生讨论后回答:缺少的材料为染料;可设计对照实验,一棵青菜根浸在清水中,另一棵浸在有颜色的水中)。教师对学生回答予以肯定和鼓
励,并呈现叶片已经变红的青菜。这个实验巧妙地外显根吸收水并往上运输的过程,并证实了学生的猜测,在加深学生体验的同时使他们获得了积极的成功感。
活动二:深入探究、仔细观察并描述根的特点。
引导学生仔细观察试管中的小麦幼根和培养皿中芝麻幼根,并出示问题以明确观察任务:是否看到白色的“绒毛”?“绒毛”在幼根上的分布有何特点?①根长:通过仔细观察,学生能快速指出小麦幼苗的根很长,也就是根能扎得很深。教师及时联系生活中挖井的事例:挖得不深就取不到水,加深学生对只有根深才能叶茂的切身体验。②根毛多而密:通过观察黑芝麻的根,学生都能看到根毛又细又密数也数不清。这时出示根毛的放大结构,回顾根尖结构知识,让学生描述根毛的位置、形态、并估测数量。学生在观察“绒毛”在幼根上的分布时,可能部分学生没有对着亮光观察,从而影响观察效果。此时,教师可引导学生思考:怎样能更加清楚地看到根毛在幼根上的分布?从而引导学生在探究活动中要讲究方法,提高效果。
活三:解读数据,说出根的作用
先通过“估一估”:一株高约60cm的黑麦所有根毛的总侧面积与
A: 报纸 B:桌面 C:教室地面 D:篮球场 哪个表面积相当?
学生纷纷猜测,但很少选D,再通过“算一算”一株黑麦根毛总侧表面积为3.14×0.00001×0.001
22×[1**********]=471 m,竞比一个篮球场(420m)的面积还要大好多,在惊叹之余,自然能说出大量根
毛能增加吸水面积,极大提高根的吸水效率。
活动四:动手实践移栽一棵苗和体验拔苗。
①移栽一棵苗。创设情境:植物的根很深,根毛又多又密,如果幼苗挤在一起会生长好吗?该怎么办?学生会提出移苗或拔掉一些苗(即筛苗)的方案,教师都给予肯定。接着请个别同学演示移苗,要求边移苗边介绍操作方法。(本活动中学生移植完后可能会忘记浇水)②体验拔苗。为了让每个同学都深切体验到带土移植对保护根的重要性,我故意增设了学生拔苗的活动。创设情境:有些人觉得带土移植太麻烦,何不把它连根拔起,再进行移栽呢?让学生把带有幼苗的烧杯紧贴耳边进行拔苗,并明确体验目标:描述能听到什么?手上感觉到什么?拔出幼苗后发现根有什么变化?并结合体验讨论拔苗不能助长的真正原因。“带土移植”与“拔苗”的对比实验,使学生的思维不断引向深入,从而移栽秧苗和树时一定要带土移植的重要性已深入每位学生心中。
活动五:学生解剖,观察青菜的横切和纵切。
创设情境:根部吸收了水靠什么结构来向上运输?植物体内有没有运输水分的管道呢?学生解剖:学生对青菜叶柄进行横切和纵切。需要注意的是:教师在实验过程中要明确提出观察任务,用PPT展示观察目标:①2个切面有何不同?②从下至上着色深浅有无差别?③这个实验说明了什么?
给学生足够的时间去观察、思考,然后鼓励他们把自己的答案在组内讨论、完善。在讨论过程中教师从旁巡视,引导。学生在仔细观察和充分交流中证实了植物体内有运输水分的管道,这些“红线”叫导管,颜色由深及浅证实水是从下往上运输的。在纵切时,教师会发现部分学生没有在红点处下刀,随意纵切可能无法发现染红的导管,这是学生在实验中重视操作,却忽视观察、分析的表现。而学生对实验材料的认真观察,在实验过程中规范操作是进行实验的基础,达到探究实验结果的关键。因此,教师可引导学生观察纵切的切入点后再尝试。
活动六:动手实验:抽出导管,模拟导管。
师:导管结构怎样、分布在哪些部位、有什么作用?指导学生带着问题看书。为了加深学生对导管的感性认识,增设以下环节:①动手实验:抽出导管。组织学生折断藕条,拉出细丝观察(主要成分是螺纹导管),从而加深对导管的感性认识。②学生回答导管的组成时,呈现自制的导管模型,演示细胞壁的消失过程:即把玻璃管中的棉球捅掉,使导管中空管道的微观结构得到突显。③学生回答导管的分布时,教材只提及在根、茎、叶有分布,教师可及时拓宽课程资源引导学生思考花、果实、种子处有无导管分布,并呈现染色花、丝瓜筋证实学生的猜测,从而让学生体验到导管就像人体的血管网一样,各器官都有分布,而且是连接贯通的。④在学生回答导管的功能时,以生活中喝汤的实例帮助学生理解无机盐的运输。ppt动画演示水分、无机盐的运输,加深学生的直观体验。
五、说明
本节课“水分进入植物体内的途径”实验效果明显,创新之处有:
1、设计多样形式助推实验教学。
沿着本实验教学的主线,多处创设真实的情境,设计环环相扣、严谨连贯的探究活动,通过设计实验、观察实验、解读数据、解剖实验、体验活动等,让学生亲历科学、自我建构,教师因势利导、适时点拨,实现多维度教学目标,达到课堂教学的高效能。
2、实现“微观”与“直观”无缝对接。
该实验要探究根适应吸收水分的特点、植物运输水分的途径、导管的作用,内容大多属于微观水平,而生物学是一门自然学科,感性知识和经验是生物学学习的基础,生物学的学习过程更是学生感性认识上升到理性认识的过程。因此,实验中教师指导学生通过有目的地观察不同的幼根、染红导管的青菜、藕丝、丝瓜筋等直观材料及茎的横纵切图来感知根毛、导管的微观结构,使学生形成足够的感性认识,化抽象为形象、变微观为直观,有利于理性认识的形成,从而自主建构水分进入植物体内途径的相关知识。这些比起传统的教师总结归纳方式更具实效性,充分发挥了自制教具在课堂上的积极作用。
3、拓展实验内容,链接生活实践。
新课程提倡“密切与现实生活和社会发展的联系”。由此可见教学生活化的重要性。本实验中,我有意识地拓宽课程资源,重视与学生生活经验及社会实践的密切联系,组织学生通过移苗、拔苗、折藕、观察丝瓜筋等一系列活动,引导学生从生活经验中发现问题,从探究过程中获得体验,培养了学生运用这些知识实践的能力,在吸收和消化知识的过程中逐渐形成良好的学科素养。
4、实验取材简便,且效果明显,有推广价值。
本实验课取材简便,成本低廉。观察根毛采用的黑芝麻,25℃恒温2-3天即见又细又密根毛,黑白分明,反差明显,无需放大镜就可清晰地观察到根毛多而密的特点。解剖实验采用的实验材料是草本植物青菜,与木本植物相比,解剖更容易、更安全,青菜导管粗大,染色后与叶肉色差明显,实验现象明显直观,能帮助学生总结出导管的功能,说出水分在植物体内的运输途径。
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