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2019-2020年七年級生物 “探究植物細胞吸水和失水”一節(jié)的教學設計 1、 教材分析 根主要是通過根毛從土壤中吸收水分，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，因此本節(jié)的教學顯得非常重要。 重點：植物細胞吸水和失水原理 難點：植物細胞吸水和失水原理；成功的組織好實驗和異常結果的處理。 課型：實驗討論課 2、 設計意圖 “倡導探究性學習”是新課程的理念之一，探究性學習貫穿整個教材中，因此教學過程的組織和實驗，應時時不忘探究，探究式教學理應成為日常教學的主要方式（但不是惟一方式），探究教學理念應貫穿于教師教學活動的每一個環(huán)節(jié)中。 3、 設計思路 從涼拌黃瓜或西紅柿說起，通過演示試驗，讓學生感知、引導、啟發(fā)聯(lián)系實際，開展討論，直到提出問題，作出相應實驗。 4、教學設計 教學內(nèi)容 教學活動 教學目的 課前準備 展示涼拌黃瓜或西紅柿 創(chuàng)設問題情景 新課導入 要求學生說出涼拌黃瓜或西紅柿在食用前后的變化情況 培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題能力 提出問題 作出假設 要求學生說出涼拌黃瓜或西紅柿食用前后發(fā)生變化的原因及演示試驗 培養(yǎng)學生分析問題能力 分析原理 設計實驗 據(jù)上述現(xiàn)象，小組討論交流 分析出實驗原理，并設計實驗 培養(yǎng)學生分析能力和創(chuàng)新能力 操作實驗 證明假設 要求學生根據(jù)設計方案，獨立操作實驗 培養(yǎng)學生動手操作能力 觀察現(xiàn)象 得出結論 據(jù)實驗現(xiàn)象，分析結果，得出結論 培養(yǎng)學生觀察和分析能力 交流討論 互相交流，共享成果 培養(yǎng)學生的合作能力 聯(lián)系實際 解決問題 引導學生分析無土栽培原理和解決生活中的實際問題 培養(yǎng)學生應用知識能力 5、教學目標 5.1知識與能力 理解并闡述植物細胞吸水和失水原理；通過演示試驗，過程分析，嘗試從現(xiàn)象到本質(zhì)，從宏觀到微觀分析問題，鍛煉并運用邏輯思維能力和分析解決問題能力。 5.2過程和方法 通過自主探究，小組合作，加深對植物細胞吸水和失水原理的理解 5.3情感態(tài)度和價值觀 通過自主探究，感受學習成功帶來的歡樂，提高對自我價值的認識，迸發(fā)創(chuàng)新精神，形成合作意識和實事求是的科學態(tài)度。 6、 課前準備 6.1設計并印發(fā)實驗報告單 6.2預備創(chuàng)可貼，以防刀劃傷學生 6.3學生實驗有關的材料和用具 7、教學中應注意的問題 7.1操作要規(guī)范，盡量減少誤差 7.2課前分好活動小組，小組同學間要分工合作，選好記錄員，實驗現(xiàn)象由記錄員及時記錄下來。 7.3使用小刀，務必要小心。 7.4實驗結束，清洗整理用具，將用過的材料，收拾干凈，放入垃圾桶內(nèi)倒掉。 8、 教學過程 8.1創(chuàng)設問題情景，激發(fā)探究興趣 手持一盤涼拌黃瓜或西紅柿，問“這是什么？”“黃瓜”“對，是涼拌黃瓜?！? “同學們平時在家吃過沒有吃過涼拌黃瓜（或西紅柿）？”“吃過?！? “有沒有親手做過？”“做過?！? “都做過，誰能說出涼拌黃瓜（或西紅柿）在吃的前后有什么變化？” “老師，我知道，剛開始吃的時候很脆，吃吃就不脆了?！? “老師，吃前盤子里水很少，甚至沒有水，吃到最后湯多起來了。” ……（學生說法不一，但中心都是食前沒有湯，食到最后有湯且不脆了。） “同學們有沒有這樣的體會，若沒有或沒有注意沒關系，老師在實驗桌上準備了兩份黃瓜，一份是撒鹽的，一份是沒有撒鹽的，你們看看這兩份黃瓜有沒有什么區(qū)別？” “一個有水，一個沒有水” “用手捏一下有什么感覺？”“一個硬，一個軟。” 師示撒鹽的說“這個較軟，里面有水，有沒有想過水是從哪能里來的？” “從黃瓜里出來的。” “當然是從黃瓜中出來的，那么黃瓜是由什么組成的？”“細胞?！? “猜想一下，水到底從何而來？”“很有可能從細胞中?！? 手持萎蔫的黃瓜，“從市場上買的黃瓜蔫了，要想使之挺拔一點，怎么辦？” “放到水中” “放到水中為什么就會挺拔？”“吸收水分?！? 這些現(xiàn)象說明了什么問題？說明了植物細胞既能吸水，又能失水，那么誰能說一說在什么情況下吸水，在什么情況下失水呢？“水少時蔫了吸水，水充足時失水。” “水充足就會失水嗎？師示這是在清水中泡了好長時間的黃瓜，水可以說比較充足，若沒撒鹽，里面的水會不會出來？” “不會”好象是不會的，你想這是什么原因？“假如鹽放的多點或少一點水會不會有變化？”“會” 是不是這樣，你想怎樣解決，最好用什么方法？“實驗?！? “好”這節(jié)我們用實驗的方法探究一下植物細胞在什么情況下吸水，在什么情況下失水。 多媒體顯示，探究植物細胞吸水和失水。 在探究之前，先作一個簡單實驗，這里有兩杯同樣多的清水，還有一瓶鹽，現(xiàn)在往這杯水內(nèi)放一匙鹽，往另一個杯內(nèi)放三匙鹽，攪拌均勻，這兩杯水變成了什么水？“鹽水”“對，鹽水，也叫鹽的水溶液。” 再想一下，哪個杯內(nèi)的水更咸？“放三匙鹽的。” 也就是說這兩杯溶液相比，這個杯內(nèi)鹽的濃度較高。 我們知道，植物細胞的細胞液中也溶解許多物質(zhì)，它和鹽水一樣，也是具有一定濃度的溶液。 8.2提出問題，作出假設 下面請同學們根據(jù)剛才的討論及演示實驗，說說你組提出的問題和作出的假設分別是什么？ 我們組提出的問題是：植物細胞在什么情況下吸水，在什么情況下失水。 作出的假設是：當周圍水溶液的濃度小于細胞液濃度時，細胞吸水 當周圍水溶液的濃度大于細胞液濃度時，細胞失水。 還有沒有別的想法，針對材料性質(zhì)和周圍溶液的條件能提出很多問題。 如新鮮黃瓜在濃鹽水中發(fā)生什么變化？ “新鮮黃瓜在清水中發(fā)生什么變化？” “萎蔫的黃瓜在清水中發(fā)生什么變化？……” 從而作出的假設也是多種多樣的，如：針對材料性質(zhì)及變化講作出假設有： 如果新鮮黃瓜在濃鹽水中細胞會失水，那么黃瓜會變軟減輕； 如果萎蔫的黃瓜在清水中細胞會吸水，那么黃瓜會變硬，增重。 針對周圍溶液及變化作出假設有： 如果新鮮黃瓜如果在濃鹽水中失水，那么溶液體積會增多； 如果萎蔫黃瓜如果在清水中吸水，那么清水體積會減少…… 鑒于時間關系，同學們根據(jù)自己的情況，選擇其中一種去做。 前面我們學習了探究實驗的一般步驟，接下去該怎么做？ “設計實驗”“對，設計實驗方案來驗證假設是否成立?！? 設計實驗首先是選取材料，取什么材料，現(xiàn)在我們討論的是植物細胞，當然應選植物，我給你們準備了兩份植物，一份是黃瓜，一份是萵苣，想一想是選取一種還是選兩種好呢？為什么？“一種，因為材料不一樣，液體濃度不一樣，違背了單因子實驗原則，即一般只設一種變量?！? 若要選兩種，重復一下可以嗎？“可以，”你組可任選一種去做。 植物材料有了，還應準備什么？“不同濃度的溶液?！? “怎樣準備？”“一份清水，一份鹽水。” 有沒有其他想法，一種有鹽，一種無鹽也可說明問題，再想一下現(xiàn)在我們討論的是不同濃度下，怎么最好？考慮到不同，一個清水，一個稍濃一點，一個再濃一點，一個更濃一點，理論上配制的濃度越多，越準確。由于時間關系，我準備了三份溶液即5%、15%、30%鹽的水溶液和一份清水，等一會同學們根據(jù)自己情況選取。 8.3根據(jù)現(xiàn)象，分析實驗原理 把材料放在溶液中，你怎樣知道吸水和失水呢？從哪些方面可以看出，也就是說如何設計一個比課前的演示實驗更具說服力的實驗方案來，如能用具體的數(shù)據(jù)來說明吸水和失水。 “老師，我知道用天平稱量出浸泡前后的重量。” “老師，我知道用天平稱出浸泡前后溶液的重量?！? 這兩種方法都行嗎？“行?！睂@兩種方法都能用具體數(shù)據(jù)說明，但一般來說對固體材料用天平稱其重量而對液體材料還是用量筒量其體積最方便，還有沒有其他方法？ “老師，看樣子，若是蔫了是失水，變硬了是吸水?！? 那么如果兩個都蔫了該如何？比較都難了，要想準確應有明顯的度量，比較這三種哪個可靠。第1種，第2種較好，第3種操作較困難一些，你可以從前兩個當中任選一種。 8.4根據(jù)實驗原理，設計實驗方案 基本思路有了，然后小組討論一下，具體怎樣做，即第1步做什么？第2步做什么？應注意哪些問題形成實驗方案，記錄員做好記錄，然后按方案去做。 師到各小組中巡視，對個別組進行指導，5分鐘。 各小組討論得不錯，大部分都有自己的方案，哪能一組先說說你組是怎樣設計的？其他同學聽聽他組的設計是否合理。 學生說法不一，但中心都是稱量重量變化量。師提示，材料的重量是否一樣，材料的大小，厚度有沒有關系，會不會影響實驗準確性。應盡量相等，若不等，切一點，加一點問題也不大，同時還應注意前后順序不一樣，導致操作不能同時進行及浸泡時間也會造成誤差。 想一想，在溶液上應注意哪些？也是分三等份，時間相等。 撈出來，怎樣撈“用鑷子?！碑斎皇怯描囎?，用手可不行。 為什么準備四把鑷子，量筒也準備四個？ 撈出來直接放到天平上嗎？想一想拿出來，放進去的會不會有誤差，撈出時材料上帶有水，不要馬上撈出而是將材料放在量筒壁內(nèi)側稍停一下，盡量不要把過多的水分帶出來，再放在另外準備好的濾紙上，將多余的水分吸去再稱重。 得到數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)應記在什么地方，應畫一個表吧？討論一下你組應怎樣設計表格： 前 后 變化量 清水 5%的鹽水 15%的鹽水 30%的鹽水 師巡視指導，約4分鐘，生說師在黑板上畫還有其他同學需要補充嗎？ 稱重量是這樣，假如你組是量液體的體積也可以，你可以參考這個，也可以參考我給你的，在操作的過程中，還有什么不明白的地方嗎？ 好！看來沒有什么問題，在你們桌下有一張報告單，步驟、數(shù)據(jù)記錄你們都可以參考。 8.5操作實驗，證明假設 下面請各小組按設計的方案動手，注意實驗步驟，仔細測量并做好記錄，實驗結束后，組內(nèi)討論分析結果，得出結論。 （多媒體打出操作時應注意的幾個問題） 學生開始實驗，師巡視，一邊參與，一起討論，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。 （提示浸泡5分鐘即可測量） 8.6觀察實驗，得出結論 過一段時間，剛才各小組實驗都非常認真，順利地完成了實驗，下面哪組匯報一下你組的實驗結果（生說師在黑板上填表） 由以上實驗我們知道： 分組 比較 濃鹽水中的萵苣條 清水中的萵苣條 硬度 變軟 變硬 重量 減輕 增重 杯內(nèi)溶液的變化 增多 減少 原因 周圍水溶液濃度 周圍水溶液濃度 學在于細胞液 小于細胞溶液 結果 液細胞失水 細胞吸水 多媒體顯示上表師述放在清水中的萵苣條變硬，放在濃鹽水中的萵苣條失水軟縮，鹽水濃度越高，失水越多，這表明： 失水 吸水 > < 細胞吸水和失水取決于細胞周圍的溶液濃度。 當周圍溶液濃度 細胞液濃度時 讓生重讀一遍說水往高處流即往濃度高的地方流，那么誰能說出外界水分進入細胞的途徑： “外界溶液中的水分 細胞壁 細胞膜 細胞質(zhì) 液泡” 師述并用多媒體顯示水分進入細胞的過程。 多媒體展示細胞的吸水和失水動畫——小孩拔河 8.7創(chuàng)設交流情境，分享探究成果。 有哪組實驗結果不一樣嗎？有沒有？過一會一生站起說：“我們組中的清水、5%、15%、30%的鹽水的溶液體積分別減少了6ml、5ml、4ml、2ml即都減少了，但有多有少?！? “確實不一樣，請你組談談你組的實驗過程，其他同學幫他分析一下，產(chǎn)生的原因是什么？” 引導學生根據(jù)實驗原理，結合自己操作，分析失敗原因。 這組同學雖不太成功，但他們?nèi)鐚崊R報，及時反思，找到失敗可能原因，這種實事求是，勇于剖析自己的學習態(tài)度值得我們學習。 同學們，在實驗過程中，你們還有什么不明白的地方，我們共同解決。 “老師，既量溶液變化，又稱萵苣重量的變化，可以嗎？ “哪位同學可以幫他解釋一下……” “老師，我用同一個黃瓜，用打孔器打出兩個相同的洞插入兩支同樣透明的玻璃細管，分別用注射器注入相同高度的清水和濃鹽水，比較液面升降情況，液面升高說明黃瓜失水，反之吸水?！? “好！這位同學想法很獨特，很新穎，簡單易行，真是太聰明了，大家為他鼓掌?！? “老師，剛才我們浸泡的若不是5分鐘，而是一天或兩天結果還是這樣嗎？” “這個問題提的很好，誰能幫他解釋一下？”…… 從理論上講，濃度越高，萵苣失水就越多，事實怎樣，大家回去不妨試一試，看結果如何。 通過這節(jié)學習，我們學到了什么？一生回答其他生補充。 除了學到這些知識，我們還學會應用知識，在20世紀至少有數(shù)十項與生物有關的研究成果獲諾貝爾獎，探索并沒結束，希望你從現(xiàn)在起也加入到科學研究中去，請你運用學過的知識如何探究出某種植物細胞的細胞液的濃度。 “老師，這個實驗和今天實驗基本一致，即將待測材料放在不同濃度的溶液中，溶液體積即不增加又不減少的溶液濃度便是材料的濃度。” “對，說的好！能否更具體一點?！? “首先配制不同濃度的溶液，越細越好，然后，……” “同學們這個方案怎么樣？”“很好！” 老師也感到很出色，謝謝你！ “老師，我知道了一次施肥過多會燒苗，鹽咸地死苗的原因?！? “老師，我知道了賣菜灑水的原因?！? “老師，我知道了，我看電視，無土地栽培番茄時，技術員不斷測量溶液也是利用植物細胞吸水和失水原理，使細胞液濃度與周圍溶液濃度相等，以保證番茄正常生長，這種番茄賣的好貴呢？” 這位同學平時注意生物發(fā)展動向，很值得我們學習，那么無土栽培是不是利用植物細胞的吸水和失水原理，請同學們課下查閱有關資料，下節(jié)課我們一起探討交流。 8.8創(chuàng)設練習情境，鞏固探究成果 創(chuàng)新提高 1．用洋蔥表皮、30%的鹽水溶液、清水、載玻片、吸水紙、吸管、鑷子和顯微鏡做如下實驗： ①制作洋蔥表皮細胞臨時裝片，放于顯微鏡下觀察，圖像如圖A所示；②在蓋玻片的一側滴加幾滴30%的鹽水溶液，用吸水紙從另一側吸水，重復幾次后放于顯微鏡下觀察，圖像如圖B所示。 分析并回答下列問題： （1）進行實驗②后，細胞中的液泡明顯 ，這是因為細胞周圍的鹽水溶液濃度 細胞液濃度，細胞 的緣故。 （2）為了使B圖細胞恢復到A圖狀態(tài)，應如何處理？ B A （3）上述實驗說明：細胞吸水或失水，與 和 的濃度有關。 走進生活 在用白菜剁鉸子餡時，人們喜歡先把白菜切成小塊，然后，撤上鹽再剁碎，最后用籠布包上擠。請部：在白菜上撤鹽的目的是 ，擠出的液體是來自白菜細胞的 ，這種食用蔬菜方式從營養(yǎng)角度來說是不是科學 ，為什么？ 繼續(xù)探究 小明在做植物細胞吸水和失水實驗時發(fā)現(xiàn)，將材料放置一天后，測量液面和萵苣條重量的變化結果是：浸在5%鹽水中的萵苣失重最多，其次是30%鹽水，失水最少的是15%鹽水，這與課堂上探究的結果大不一樣，是不是在稱重的過程中出現(xiàn)了什么失誤？還是其他操作有誤？經(jīng)檢查都沒問題。于是他又重作了一次實驗，并按照探究實驗的一般步驟證明你的觀點，當然你也可以設計其它實驗探究你所感興趣的問題，說不定下一項與生物有關的諾貝爾大獎就屬于你，同學們心動不如行動，請快快行動吧！