“植物细胞吸水和失水”的探究

一、教材分析

“植物对水和矿物质的吸收”是《生物的营养》一章中的重点内容。矿物质需要溶解在水中才能被植物吸收，要正确理解植物对水分和无机盐的吸收，必须先了解细胞吸水的原理。细胞的吸水与失水又是微观的生理过程，对于初中的学生来说理解起来具有一定的难度。本次探究实验主要通过引导学生观察分析溶液浓度的大小对细胞吸水和失水的影响以及对生活中细胞吸水和失水的实例的分析来正确了解细胞吸水和失水的原理。

二、学情分析

    本节的教学对象为初一年级学生。学生在学习本节内容之前已经对科学探究实验操作、过程、方法有了初步基础，掌握了一些科学探究实验的基本方法和技能，并初步了解了细胞是植物体结构和功能的基本单位。

三、教学目标

 1．知识目标：能说出植物细胞失水和吸水的原理 

    2. 能力目标：

 ①通过探究实验培养学生的观察、分析和解决问题的能力；

②通过探究实验培养学生主动参与，乐于探究，获取新知识的能力；

③通过探究实验提高学生动手、动脑的实践能力、语言表达和交流能力。

    3．情感目标：

       ①通过小组探究活动，培养学生小组合作的精神；

       ②通过学生如实记录、分析实验数据，培养学生认真和实事求是的科学态度。

四、教学重点和难点

重点：通过实验观察、分析、讨论，知道植物细胞吸水和失水的原理。

难点：引导学生对细胞的吸水和失水进行实验设计，并通过观察、分析、计算等方式来分析实验现象和数据，得出科学结论。

五、教学方法

实验法、探究法、谈话法、推理法

六、教学过程

1、感受生活，激趣生疑，

课前准备：上节课结束前要求学生帮妈妈做两样菜：糖拌西红柿、盐拌黄瓜，并提醒学生仔细观察食用前和食用后有什么变化?想想为什么会这样？(学生做这两道小菜既容易完成，又能得到家人的夸奖，能够很好地激发学生的学习兴趣，让学生学会从日常生活中发现问题。)

2、引导探究，产生问题，作出假设，分析实验原理   

课上教师要求学生说出自己做的盐拌黄瓜和糖拌西红柿在食用前和食用后的变化。学生说法不一，但中心都是食用前没汤，吃到最后有汤了，且最后的黄瓜不很脆了，西红柿也软了。教师接着问学生：“盘中的汤从哪来的？吃到最后黄瓜为什么不脆了？”学生众说纷纭，如有的学生说是因为放了蒜，使黄瓜渗出水来；也有人认为是由于用刀切、拍黄瓜造成的；但多数学生认为是由于放了盐、醋等使黄瓜失水造成的。当学生说完自己的观点后，教师接着引导；“大家说了这么多原因，都正确吗？这需要用实验来证明。”引导学生通过实验寻找答案。

（1）通过课件展示我给同学们提供的实验材料用具，还有许多学生自备的材料。

（2）学生自愿分组，讨论设计实验，确定实验步骤

学生以小组为单位，根据实验目的要求、过程与方法等设计一种可行的探究方案。

（在学生热烈讨论过程中，我倾听、微笑、点头，并未做更多的干预。宽松的学习氛围能够充分调动学生创造的积极性和主动性。)

3、学生动手，实施实验，展示结果，讨论交流

（1）动手实验

各小组根据本组共同讨论的探究方案实施探究活动。自己选择实验材料、用具，分工合作：测量尺寸、配制溶液、绘制表格、记录数据……很快同学们把处理好的材料分别放入清水、浓盐水中浸泡。在巡视过程中，我发现第三小组选用萝卜不新鲜，我没有制止他们，希望他们从中能学到更多的东西。

   （充分体现出学生的自主性，让学生真正体会到：我的课堂我做主）

（2）预测结果

在等待实验结果的这段时间里，我组织学生统计各小组用的材料，并引导他们猜一猜可能会有几种情况发生。学生根据已有的经验很快猜测出：细胞可能吸水，也可能失水。我提示：有没有可能出现细胞既不吸水也不失水的现象呢？学生显然不敢肯定，但也激发了他们的探究兴趣、增强了求知欲。

（3）交流讨论

各小组在认真地观察讨论后，第一小组的同学首先介绍了他们的实验过程：把新鲜的萝卜切取大小粗细相等的两根长条，用尺子量量萝卜条的长度并记录下来，再分别将萝卜条放入盛有清水和浓盐水的烧杯中。一段时间后取出萝卜条，用手捏捏其硬度，再用尺子量量它的长度，发现清水浸泡后的萝卜条变硬变长，浓盐水浸泡后的萝卜条变软变短。“为什么会这样呢？这是不是偶然现象？”我话还没说完，其他小组同学都说不是偶然现象，因为他们发现“虽然选用的材料不同，经清水浸泡后都变硬了，经浓盐水浸泡后都变软了，这不可能是巧合，肯定有其规律。为了找到其中的规律，我进一步引导学生：除了上述现象外，你还有什么新发现？一石激起千层浪，同学们又活跃起来。

学生甲（第四组）：我们组把实验材料在实验前后称了称，发现放入盐水中的萝卜条实验后重量减轻了，而清水中的萝卜条在实验后重量都增加了。真没想到他们还用了天平！

学生乙（第二组）：我们组还发现实验后清水的液面下降，而浓盐水的液面上升了。

我禁不住为他们的细心认真而鼓掌。在他们的提示下，其它小组同学又开始认真观察了。达到共识后，我引导学生把所有的问题联系在一起进行思考：

浓盐水中：实验材料变软、变轻、变短、液面上升；

清水中：实验材料变硬、变重、变长、液面下降。

在此基础上同学们很快得出：细胞在浓盐水中失水，而在清水中吸水的结论。而实验中唯一的实验变量是溶液的浓度，所以实验材料发生不同变化的原因是溶液浓度不同引起的。我们共同分析后得出结论：

当细胞液浓度>细胞处液浓度时，细胞吸水；

当细胞液浓度<</span>细胞外液浓度时，细胞失水。

整个讨论过程中，第三组的同学都没怎么说话。“老师，我们组的实验效果为什么一点儿也不明显？”我一直在等他们主动提出问题，“是啊，怎么回事？”我故意说：“大家一起帮他们分析分析，看能不能找出失败的原因。”同学们从实验材料到溶液的配制，从测量的精确度到浸泡的时间等一一分析讨论，最后终于找出他们用的实验材料（萝卜条）不新鲜，其中的细胞大多已经没有生命的活性，进一步说明了植物死细胞与水的关系和活细胞与水的关系不同。此时同学们更加兴奋，他们自己找到的答案比老师的讲解更易于接受。

实验进行到此，我觉得很成功，但对于细胞既不吸水也不失水的现象，同学们显然没有注意到，为了让学生对细胞的吸水和失水全面理解，我进一步引导：“同学们，你们知道日常生活中，蔬菜水果是怎样保鲜的吗？”同学们又热烈讨论起来，谈了各种保鲜的方法。其中一位同学谈到用保鲜膜，我便抓住这一时机说：“利用保鲜膜，能不能对我们的实验进行改进呢？”

某个同学说：“对了，用保鲜膜我们就不用量尺寸了，只要把实验材料其中一份放在保鲜膜内，最后直接比较就行了。”我进一步提示：“想一想，放在保鲜膜中的材料吸水还是失水？为什么？”学生很快悟出：放在保鲜膜内的材料既不失水也不吸水，因为细胞内外溶液浓度相等。

4、结合实际、学以致用，拓展外延，提升能力

最后运用多媒体动画来展示细胞吸水与失水，帮助学生增加感性认识。为了能将本节课所学知识应用、创新，我鼓励学生想一想日常生活中有哪些问题能用我们所学的知识来解释。同学们提出了许多问题：人吃咸菜多了为什么口渴？夏天喝高浓度饮料为什么越喝越渴？打点滴时，盐水或葡萄糖溶液浓度过大行不行，为什么？如果把盐水浸泡后变软的材料再放入清水中，把清水浸泡后变硬的材料再放入盐水中，结果又会怎样？ 有人说要想庄稼长的好，施肥就要多多多的。你认为这种说法符合科学种田的道理吗？为什么？盐碱地对植物的生长是否有利？为什么？……

（在学生经过动手和动脑的过程上，在学生掌握了“植物细胞的吸水和失水”道理后，提出结合生活、生产实践活动紧密的具体事例来进行讨论和分析，达到培养学生运用所学知识解决生活、生产实践的实际问题，做到既巩固了知识又拓展了思维）

七、课后小结：

本节课教学过程是教师引导学生利用已有的知识探究植物细胞吸水、失水的探究过程，即发现问题，作出假设，设计并完成实验，对实验结果进行分析从而得出结论。这样既激发了学生的学习兴趣，培养了学生的设计、操作实验和对实验结果进行分析等能力，又训练了学生的科学思维方法，提高了学生认识问题和解决问题的能力。