基于實驗探究的生物學(xué)概念教學(xué)
——以“吸收作用”為例

謝燕婷 （廣東省清遠市松崗中學(xué) 廣東清遠 511500）

生物學(xué)概念是中學(xué)生物學(xué)科知識的重要組成部分，是構(gòu)成生命科學(xué)理論體系的基本單位。因此，對概念的掌握和運用是生物學(xué)教學(xué)的核心內(nèi)容。在概念教學(xué)中實施實驗探究，學(xué)生可主動參與對問題的探究。學(xué)生不僅看科學(xué)、聽科學(xué)，而且做科學(xué)。學(xué)生明確了教材內(nèi)容的知識結(jié)構(gòu)，將精力集中到對問題的理解和深化上,有助于培養(yǎng)創(chuàng)新精神，提高合作能力和實踐能力。

1 教材和學(xué)情分析

本節(jié)課出自義務(wù)教育課程標準北師大版生物學(xué)7年級上冊第5章第3節(jié)“吸收作用”。吸收作用與之前的光合作用、呼吸作用一起構(gòu)成了綠色植物生活對物質(zhì)和能量需要的全部內(nèi)容，這對學(xué)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(yǎng)物質(zhì)，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(xiàn)的，這些知識與細胞是生物體結(jié)構(gòu)和功能的基本單位相聯(lián)系。學(xué)生在生活實踐及小學(xué)的自然課中，對“根的吸收作用”有一定的了解，本節(jié)內(nèi)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(chǎn)實際問題提供了理論依據(jù)。本節(jié)課讓學(xué)生通過實驗探究植物細胞吸水和失水的原理，將抽象的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為具體的現(xiàn)象，讓學(xué)生從感性知識入手，進行觀察、對比后得出結(jié)論，實現(xiàn)由感性認識上升到理性認識，使學(xué)生在認知、技能和情感等方面得到發(fā)展和升華，也為后面其他探究活動打下基礎(chǔ)。

2 設(shè)計思路（圖1）

圖1 “吸收作用”一節(jié)教學(xué)設(shè)計

3 確定核心概念，選擇教學(xué)策略

依據(jù)課程標準要求和教材內(nèi)容安排，確定本節(jié)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(jié)構(gòu)特點和條件、植物生活需要無機鹽、無土栽培”。通過學(xué)生小組合作實驗探究及教師引導(dǎo)、講授，學(xué)生小組討論等互動交流的形式突出教學(xué)重點；在學(xué)生探究實驗后具有感性認識的基礎(chǔ)上，再通過對實驗現(xiàn)象的討論分析及多媒體課件展示圖片、資料分析，使學(xué)生由感性認識上升到理性認識，從而突破教學(xué)難點。

3.1 小組合作，實驗探究 在教學(xué)中采用小組合作學(xué)習(xí)的方式，讓每個學(xué)生都參與進來，這樣既能提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，又能使教師站在更高的層次上組織教學(xué)。

教學(xué)片斷1：植物吸水和失水的原理。

教師首先通過一些生活現(xiàn)象讓學(xué)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(xué)生猜測植物吸水、失水可能與外界溶液溶度有關(guān)。學(xué)生根據(jù)實驗的步驟提示小組合作，進行實驗探究。內(nèi)容包括：1）根據(jù)現(xiàn)象提出問題：植物吸水和失水與外界溶度有關(guān)嗎？2）作出假設(shè)：植物吸水和失水與外界溶度有關(guān)。3）設(shè)計實驗(注意設(shè)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(shè)計的步驟進行實驗。5）記錄、分析現(xiàn)象。

小組觀察實驗結(jié)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(jié)論：植物的吸水和失水與外界溶液濃度的大小有關(guān)。

教學(xué)片斷2：觀察玉米幼苗的根尖。

學(xué)生進行小組合作，觀察探究玉米幼苗的根尖結(jié)構(gòu)，得出結(jié)論：根與土壤接觸面積的結(jié)構(gòu)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(shù)量眾多，極大地擴大了吸收面積。再通過觀察根毛細胞的結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它的細胞壁極薄，細胞質(zhì)少，液泡大，這樣的結(jié)構(gòu)利于水分的進入。教師再解釋長有根毛的這個區(qū)域，叫做成熟區(qū)。根吸收水分的主要區(qū)域就是這個成熟區(qū)。

3.2 巧用比喻，明確概念 恰當運用比喻手段可將概念教學(xué)直觀化。細胞吸水和失水的原理是較為抽象的生物學(xué)概念，初中學(xué)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(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，同時降低了學(xué)習(xí)難度。

教學(xué)片斷3：為什么在濃鹽水中會失水？

原來植物體的內(nèi)部與外部在進行“拔河比賽”。植物細胞內(nèi)部主要是細胞液。誰能贏？用人數(shù)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(shù)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(shù)比較多，力氣大。水向細胞液處走，即吸水?？偨Y(jié)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(lián)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(xué)資源，要善于發(fā)現(xiàn)、挖掘和利用這些生活經(jīng)驗，對提高教學(xué)技巧和教學(xué)效果都有很大的幫助。通過對生活實踐的認知，從而提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生深入理解和應(yīng)用生物學(xué)知識，達到學(xué)以致用和提高學(xué)習(xí)成績的雙重功效。

教學(xué)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(yǎng)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(xiàn)相應(yīng)的癥狀。

教學(xué)片斷5：無土栽培。

資料分析：“植物生長需要許多營養(yǎng)物質(zhì)。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(yǎng)活全球20%的人口?！弊寣W(xué)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(jù)植物生活需要的無機鹽種類、數(shù)量和比例，配制成營養(yǎng)液，用營養(yǎng)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(xué)生各抒己見：與傳統(tǒng)種植相比，無土栽培具有的優(yōu)點和缺點。

4 小結(jié)

本節(jié)課為學(xué)生構(gòu)建了一種愉悅和開放的學(xué)習(xí)環(huán)境，提供了多條主動獲取知識的渠道，并設(shè)置情境自然而然地將學(xué)到的知識應(yīng)用于問題的解決，使學(xué)生真正做到積極參與、樂于探究，在交流和合作中主動構(gòu)建知識，發(fā)展多種能力。但是，如果能更多地結(jié)合生產(chǎn)、生活實際和教材知識，引導(dǎo)學(xué)生對由不同原因引起的類似的生物學(xué)現(xiàn)象（例如用肥過多、澆水過多、過頻引起的作物萎蔫現(xiàn)象）進行分析和探究，將能進一步提高學(xué)生分析問題和應(yīng)用知識的能力。