基于發(fā)展科學(xué)思維的“綠色植物與生物圈的水循環(huán)”（第2課時）教學(xué)*

陳惠云 陳秋香

（福建省漳州市第一中學(xué) 福建漳州 363000）

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出：“科學(xué)思維是指尊重事實和證據(jù)，崇尚嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實的求知態(tài)度，運用科學(xué)的思維方法認(rèn)識事物、解決實際問題的思維習(xí)慣和能力”?？茖W(xué)思維是一種建立在證據(jù)和邏輯推理上的思維方式，基于學(xué)生科學(xué)思維發(fā)展的教學(xué)設(shè)計，應(yīng)重視事實證據(jù)，強調(diào)從事實到觀點、規(guī)律的邏輯思維過程。本文以“綠色植物與生物圈中的水循環(huán)”（第2課時）一節(jié)為例，闡述將生物學(xué)科學(xué)思維落實于課堂的教學(xué)策略。

1 教學(xué)內(nèi)容分析

本節(jié)是人教版生物學(xué)7年級上冊第3單元第3章“綠色植物與生物圈的水循環(huán)”的第2課時內(nèi)容。第1課時的內(nèi)容是制作并觀察葉的臨時裝片，使學(xué)生能在第2課時中準(zhǔn)確說出葉的結(jié)構(gòu)名稱，并根據(jù)結(jié)構(gòu)對應(yīng)的功能猜測葉在蒸騰作用中的作用。本文以“類比加濕器”為明線，設(shè)計結(jié)構(gòu)清晰的課堂教學(xué)流程；知識探究“問題→猜測→證據(jù)→結(jié)論”為暗線，2條線結(jié)合促進(jìn)學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)。

2 教學(xué)目標(biāo)

1）知識目標(biāo)：說出水分在植物體內(nèi)運輸?shù)耐緩?；概述蒸騰作用的概念；舉例說出蒸騰作用的意義；說出氣孔運動的原理。

2）能力目標(biāo)：通過各種探究活動，培養(yǎng)比較、分析、歸納及模型構(gòu)建概念的科學(xué)思維能力；進(jìn)行小組討論，培養(yǎng)合作學(xué)習(xí)、表達(dá)與交流的能力。

3）情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)：認(rèn)同生物體結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一的觀點；認(rèn)同蒸騰作用的意義，形成保護(hù)森林的意識。

3 教學(xué)重、難點

1）重點：水分在植物體內(nèi)運輸?shù)耐緩?；蒸騰作用的概念；蒸騰作用的意義。

2）難點：氣孔運動的原理；蒸騰作用的意義。

4 教學(xué)過程

4.1 創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課 教師展示一臺加濕器，引導(dǎo)學(xué)生回想使用加濕器時的感受，并請學(xué)生現(xiàn)場體驗。學(xué)生能說出加濕器降低了環(huán)境的溫度使人感覺涼爽；如果開啟多臺加濕器，會形成水滴落下。教師提出：植物是“加濕器”嗎？學(xué)生判斷不一。由此，引出探究問題：綠色植物是天然加濕器嗎？能否通過實驗證實綠色植物是天然加濕器？

用加濕器創(chuàng)設(shè)本節(jié)的學(xué)習(xí)情境，與學(xué)生生活十分貼近，可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動思維；也為后續(xù)猜想蒸騰作用的意義埋下伏筆、提供線索。

4.2 合作探究，構(gòu)建概念

4.2.1 活動1：探究水在植物體內(nèi)的運輸途徑教師提出，加濕器有管道幫助導(dǎo)水，植物是否具有可幫助導(dǎo)水的管道？引發(fā)學(xué)生新的思考。學(xué)生猜想：應(yīng)該有，但難以觀察到。教師引導(dǎo):有什么方法能快速觀察植物內(nèi)部結(jié)構(gòu)？學(xué)生答出：用顯微鏡觀察。教師給予肯定，同時鼓勵其思考更簡便的方法。教師再次引導(dǎo)：不用顯微鏡能否觀察？水無色透明，能否讓水在植物體內(nèi)運動時留下痕跡［1］？由此引導(dǎo)學(xué)生提出合理的實驗方案：對水進(jìn)行染色。

教師取出用藍(lán)莓汁浸泡過的芹菜，學(xué)生通過觀察及解剖，探究水在植物體內(nèi)的運輸途徑。學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)莖中有一束束藍(lán)紫色類似管道的結(jié)構(gòu)，猜測這個位置就是莖中導(dǎo)水的管道。教師提供圖片資料介紹導(dǎo)管結(jié)構(gòu)和功能，佐證學(xué)生的論證，同時使學(xué)生認(rèn)同生物體“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”的觀點。學(xué)生觀察葉片，發(fā)現(xiàn)葉脈也變藍(lán)紫色，說明水自下而上運輸至莖和葉，與之前所學(xué)根具有吸收功能相結(jié)合，學(xué)生總結(jié)得出水在植物體內(nèi)的運輸途徑是：根→莖→葉。

通過提出“水在植物體內(nèi)的運輸途徑是什么”的問題，讓學(xué)生一開始就能猜測到答案，但教師并未直接給予答案，而是通過問題串引導(dǎo)學(xué)生獲取簡便直觀的實驗方案，鼓勵學(xué)生發(fā)揮想象力和創(chuàng)新思維，并通過親自觀察體驗，找出證據(jù)，得出結(jié)論，從而培養(yǎng)其獲取實證的能力，發(fā)展科學(xué)思維。

4.2.2 活動2：探究氣孔及其運動原理

過渡：葉在植株的頂端，水運輸?shù)饺~后是否都被吸收？如果不是，它又將去哪里？學(xué)生回答：散發(fā)了。教師追問：怎樣散發(fā)的？加濕器的頂端有一個孔，可將運輸?shù)巾敹说乃l(fā)出去。植物的頂端是葉片，葉片上有孔嗎？學(xué)生取一片葉片聞出藍(lán)莓味。據(jù)此猜測葉片上可能有孔，氣味分子通過孔隙散發(fā)。

教師介紹顯微鏡下氣孔的結(jié)構(gòu)。氣孔運動是本節(jié)課的難點，可借助模型類比。模型材料包括：針筒、橡膠管、Y型管、長條氣球（靠近空腔的一層多貼一層膠布，類比保衛(wèi)細(xì)胞較厚的外壁）、水［2］。按圖1方式組裝。學(xué)生仔細(xì)觀察模擬氣孔的部位（圖2）。教師現(xiàn)場演示當(dāng)保衛(wèi)細(xì)胞吸水時，氣孔張開（圖3）；保衛(wèi)細(xì)胞失水時，氣孔關(guān)閉（圖4）。

圖1 氣孔運動模型

圖2 模型類比：氣孔結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 模型演示：保衛(wèi)細(xì)胞吸水時氣孔張開

圖4 模型演示：保衛(wèi)細(xì)胞失水時氣孔關(guān)閉

氣孔的運動有什么作用？學(xué)生能答出：氣孔運動可調(diào)節(jié)水分散失。由此，總結(jié)得出蒸騰作用的概念。教師取出2盆套袋枝條：一盆有葉，一盆無葉。學(xué)生通過觀察能說出葉是蒸騰作用的主要器官。此時，教師指出植物暴露在空氣中的其他部分也能進(jìn)行蒸騰作用，但葉是最主要的蒸騰器官。

結(jié)合模型演示，探討氣孔運動的現(xiàn)象及規(guī)律,讓學(xué)生更容易突破難點，培養(yǎng)理性思維。同時也讓學(xué)生直觀認(rèn)識到“生物體結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”這一生命觀念。

4.2.3 活動3：內(nèi)化蒸騰作用概念 加濕器通過充電提供動力，植物是否也需要充電？蒸騰拉力在初中階段不作要求，教師直接向?qū)W生解釋蒸騰拉力為水分的運輸提供了動力。植物并不需要充電。

通過以上3個類比探究活動，將實驗與高階思維活動緊密結(jié)合，幫助學(xué)生構(gòu)建重要概念，并順其自然得出結(jié)論：綠色植物是天然加濕器。

4.3 提供事實，理解蒸騰作用的意義 教師用PPT提供資料：①七色花的形成視頻；②大樹底下好乘涼；③水循環(huán)文字資料。小組依據(jù)資料進(jìn)行討論，總結(jié)得出蒸騰作用的意義。

1）根據(jù)資料1，花通過蒸騰作用將有顏色的水運輸?shù)交ò?，得出蒸騰作用拉動水和無機鹽在植物體內(nèi)的運輸。

2）根據(jù)資料2，在大樹底下感到?jīng)鏊?，?lián)系課前使用加濕器感到?jīng)隹欤贸稣趄v作用能降低葉片表面和周圍環(huán)境的溫度。

3）根據(jù)材料3，將文字轉(zhuǎn)化為圖像，得出蒸騰作用促進(jìn)生物圈中的水循環(huán)。

基于資料提供的事實及課前現(xiàn)場體驗的感受，學(xué)生概括得出蒸騰作用的意義，提升了思維能力。

4.4 拓展延伸，學(xué)以致用 教師播放《螞蟻森林》的視頻，學(xué)生看到從沙漠變綠洲，感受植物的蒸騰作用為人類生存環(huán)境作出了巨大的貢獻(xiàn)。以前學(xué)生都覺得植樹很遙遠(yuǎn)，現(xiàn)在都在“螞蟻森林”種樹，并意識到只要肯付出世界將會發(fā)生改變。

教師利用互聯(lián)網(wǎng)上與植物相關(guān)的社會議題，引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生自覺參與保護(hù)環(huán)境，有助于加強其社會責(zé)任感，認(rèn)識到學(xué)有所用，內(nèi)化思維。

5 教學(xué)反思

本教學(xué)設(shè)計體現(xiàn)了以學(xué)生為主體，以教師為主導(dǎo)的新課程理念。將原本教師講解的概念轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生自主探究的活動，以“綠色植物類比加濕器”為教學(xué)明線，不僅創(chuàng)設(shè)了真實的教學(xué)情境，也激發(fā)學(xué)生探究的欲望。通過“問題→猜測→證據(jù)→結(jié)論”這一教學(xué)暗線，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，進(jìn)行質(zhì)疑、推理、猜測、歸納、概括、建模實驗、尋找證據(jù)、得出結(jié)論，循序漸進(jìn)地解決問題，并真正體驗、感悟概念的內(nèi)涵，有效突破本節(jié)重、難點，培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)思維。