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视频标签：吸水和失水
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视频课题：高中生物说课视频及说课稿_探究植物细胞的吸水和失水_毕晓静
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探究植物细胞的吸水和失水
山东省济南第一中学 毕晓静
一、使用教材
本节是人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书必修一《分子与细胞》第四章“细胞的物质输入和输出”中第1节“物质跨膜运输的实例”的探究性实验。探究是学生认识生命世界，学习生物课程最有效的方法之一。而此实验作为高中生物学习中第一个探究实验，学生能否在本节课中积极主动地获取植物细胞吸水和失水的知识，领悟科学研究的一般方法，并通过自主、合作式的学习从而激发探究欲望，为后期的探究性思维习惯的养成打下良好的基础就显得尤为重要。
二、实验器材
紫色的洋葱鳞片叶外表皮，无色的洋葱鳞片叶内表皮，紫甘蓝，金鱼藻；刀子，镊子，移液枪，载玻片，盖玻片，试管，滴管，吸水纸，数字化显微镜；清水，0.1 g/ml、0.2g/ml、0.3g/ml、0.4g/ml、0.5g/ml的蔗糖溶液，葡萄皮紫色素。
三、实验创新要点
（一）在材料方面，不局限于课本实验提供的紫色洋葱鳞片叶外表皮细胞，添加了洋葱无色鳞片叶内表皮细胞、紫甘蓝叶肉细胞、水生的金鱼藻叶肉细胞，材料从同种生物不同部位的细胞，到不同生物的同种细胞，从陆生植物细胞到水生植物细胞，多角度的选材丰富了学生们的探究体验。
在器具方面，移液枪的使用使滴加试剂的量更为准确，直接制作临时装片的方法避免了由于内聚力而导致的引流效果不佳。数字化显微镜和师生互动展台使探究过程及结果的展示更为及时。
（二）教学模式方面：
1.项目式教学法
项目式教学法是根据教学目标和内容，由教师创设教学情境，以项目问题的生成、探究、解决、应用来培养学生创新精神和实践能力，以学生发展为本，注重核心素养全面提升的一种探究式教学模式。区别于传统的验证性实验只是对教材内容和原理的验证与再现，本节课所实施的探究性实验更突出学生主动获取知识的过程，通过观察、设计、实验以及对结果的总结与归纳来建构自己的知识体系。从课前的探究初体验，到课上两个探究活动的完成，再到课后的拓展探究，环环相扣，层层深入，各个环节全部交由学生完成，为全面提升学生的科学思维品质及学科核心素养奠定了基础。这是本节课最大的创新之处。
2.概念教学
本节课所有问题的设置以及探究活动全都围绕着渗透现象、半透膜、浓度差三个概念展开。问题中蕴涵着概念，概念支撑问题的解决和探究的开展，得出结果后又深化了对概念的理解。聚焦概念这也符合新课标中的要求。
四、实验设计思路
在该实验之前，教材中以“问题探讨”的形式出现的渗透现象以及渗透现象发生的两个条件为学生的自主探究奠定了知识基础；此外，本实验操作简单，结果形象生动，有助于学生获得探究学习的成就感。所以整个实验思路设计如下：
先将学生带入到课前探究“金鱼藻叶片在0.3g/ml的蔗糖溶液里吸水或失水状况”现场实验情境中，从宏观到微观，从物理装置到成熟植物细胞，按照科学探究的一般程序，本着先设计后操作，先定性后定量，先分工后合作，先学习后应用的原则先后组织了两个难度逐级进阶的课上探究项目。在探究出“成熟植物细胞是一个渗透系统”后，进而探究“不同植物细胞的细胞液浓度”，根据得出的实验结果继续分析、比较不同植物细胞细胞液浓度存在差异的原因和意义，最后用问题引领同学们开展课下探究。整堂课教师通过合理地创设问题情境，活化实验方式，趣化实验内容以及实施多元化的评价来提高实验课的教学效果。
五、实验教学目标
2017年颁布的普通高中生物学课程标准将学科核心素养与课程目标有效地结合在一起。根据课程内容及我校高一学生的实际情况，将教学目标及重难点设定如下：
（一）生命观念——利用渗透作用的发生条件，解释质壁分离及复原现象，促进结构与功能观的形成。
（二）科学思维——通过小组自主设计、实施实验方案并分析实验结果，养成科学的思维习惯和崇尚严谨、务实的求知态度。
（三）科学探究——小组通过探究成熟植物细胞是否为一个渗透系统，初步掌握科学探究的基本思想和方法，在探究中乐于并善于团队合作，勇于创新。
这也是本节课的教学重难点所在。
（四）社会责任——借助分析耐旱植物细胞的细胞液浓度，关心农业发展，尝试用所学来解决现实问题。
六、实验教学内容
课前探究：金鱼藻叶片在0.3g/ml的蔗糖溶液里吸水或失水状况。
探究活动一：成熟植物细胞是一个渗透系统吗？
探究活动二：不同植物细胞的细胞液浓度（紫甘蓝叶肉细胞、金鱼藻叶肉细胞）。
课后探究：不具有大液泡的植物细胞如何进行吸水和失水？
七、实验教学过程
（一）课前准备
为了提高课堂效率及可控性，课前我做了以下准备：
1.编制实验报告
2.准备实验材料、仪器和试剂
3.针对不同材料、不同浓度的蔗糖溶液以及课前的探究活动做预实验
（关于课前探究活动“探究金鱼藻叶片在0.3g/ml的蔗糖溶液里吸水或失水状况”，经过多次预实验确定在甲试管里加入0.3g/ml的蔗糖溶液4ml，金鱼藻叶片70片，放置过夜，液滴上浮现象明显。）
学生方面的准备：1.完成实验报告的课前部分2.复习临时装片的制作过程及显微镜的使用方法。这为实验的顺利开展奠定了知识和技能基础。
本次授课过程分为3个环节：
1.创设情境，生成项目问题（导入环节）
课前设置的探究情境“金鱼藻叶片在0.3g/ml的蔗糖溶液里吸水或失水状况”给同学们带来了探究初体验，当课上现场实施实验并出现了明显的结果后，课堂气氛一下子活跃起来，探究的热情瞬间被点燃。
图1 课前探究活动
图2 学生上台实验及实验结果
接着通过回顾渗透现象发生的两个条件，从物理装置迁移到成熟植物细胞，创设了问题情境“成熟植物细胞是一个渗透系统吗” ，至此，项目问题生成。
2.分组合作，完成项目探究（探究活动一）
本部分是突破教学重难点的关键环节。能否通过探究活动一的完成，让学生对科学探究的方法有所领悟，在科学能力、创新意识上有所发展显得尤为重要。教师引导学生按照科学探究的一般程序，根据提出的问题，小组讨论作出假设，选择实验材料和试剂后由小组代表上台展示了各组设计的实验方案，随即开展实验。
表1 四个小组的材料、试剂、假设及实验方案
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组别 |
材料
（洋葱鳞片叶） |
试剂
（蔗糖） |
对半透膜的假设 |
实验方案 |
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一组 |
 紫色外表皮 |
0.3g/ml |
液泡膜 |
先滴加蔗糖，吸干后滴加清水观察 |
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二组 |
 无色内表皮 |
0.3g/ml（含色素） |
细胞膜 |
一个装片滴加蔗糖，再取材制作一个装片滴加清水后观察 |
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三组 |
 无色内表皮 |
0.5g/ml（含色素） |
原生质层 |
先滴加蔗糖，吸干后滴加清水观察 |
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四组 |
紫色外表皮 |
0.5g/ml |
原生质层 |
先滴加蔗糖，吸干后滴加清水观察 |
图3 小组讨论、上台展示方案、开展实验
在这个过程中，教师勤观察、多指导，及时纠正学生操作中的错误，但对于假设是否合理，材料和试剂的选择是否恰当，方案的设计是否严谨等问题全部放手交给学生，在质疑与讨论中总结、成长比直接获得成功更有意义。
图4 二组展示交流实验结果
展示就有思维的碰撞，交流中必然有认同有质疑。二组展示时叙述做了两个临时装片，滴加清水后的临时装片实验结果不明显，教师便引导二组同学在一组的实验方案中体会“同一材料先后滴加不同试剂后出现不同结果”的巧妙之处以及四个小组实验方案之间形成的两两对照，这既让学生学会了在交流中取人之长补己之短，进一步强化了对实验设计中控制单一变量和设置对照两大原则的认识，又让学生感受到组间的分工极大地丰富了我们的探究课堂。
图5 三、四组展示交流实验结果
图6 三、四组分析实验结果
三组和四组的展示则体现了小组间合作的重要性。虽选择了不同的材料和试剂，两组的结果却一同验证了“原生质层相当于一层半透膜”的假设。学生在分析蔗糖溶液中的葡萄皮紫色素、液泡内的色素分子、水分子及蔗糖进出原生质层的情况时，借助自己的实验结果再次加深了对“半透膜”概念的理解。
以上环节，从选材到设计方案，从操作到展示，从交流到得出结论全部由学生完成，让学生充分体会到探究学习的方法和乐趣，提高了独立解决问题的能力，塑造了团队合作、勇于创新的科研精神，这部分真正体现了项目式教学法中合作、探究这一灵魂。
3.实际应用，深化项目理解（探究活动二）
第二个探究活动的设置旨在让同学对实验操作的方法进一步熟练，运用渗透作用的原理来探究不同植物细胞的细胞液浓度。
在小组共同提出了实验思路后，组内成员分工用0.1g/ml—0.5g/ml五个不同浓度的蔗糖溶液开展实验。组内成员的有效分工成为探究学习的催化剂，加速了整个探究进程。
图7 紫甘蓝叶肉细胞分别滴加0.3g/ml、0.4g/ml、0.5g/ml蔗糖溶液及学生结论
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图8 金鱼藻叶肉细胞分别滴加0.1g/ml、0.2g/ml、0.3g/ml蔗糖溶液及学生结论
当同学们分组探究出陆地旱生的紫甘蓝和水生金鱼藻的叶肉细胞的细胞液浓度范围后，既呼应了上课初始演示实验的结果，又通过设计问题比较了“二者细胞液浓度不同的原因与意义”，强调了“浓度差”是植物细胞吸水和失水的动力。不同植物其细胞液浓度的差别是为了更好地适应环境，同一植物不同部位的细胞其细胞液浓度也有不同，将结构与功能观、适应与进化观渗透之中，也唤起了同学们对保护水资源及关心农业发展的意识和责任。
随后设置拓展探究——“不具有大液泡的植物细胞如何进行吸水和失水？”来开拓同学们的视野，将探究延续到课堂之外。二组同学利用大叶黄杨的叶表皮细胞探究出不具有大液泡的保卫细胞也可以通过渗透作用吸水和失水，保卫细胞的吸水和失水导致了气孔的开放程度不同；四组同学查阅资料利用大豆干种子测得了萌发过程中通过吸胀吸水导致的鲜重增加。这份课后探究作业的完成着实给了我很大的惊喜！
图9 大叶黄杨叶的保卫细胞分别滴加0.4g/ml的蔗糖溶液、清水后气孔开放程度
图10 大豆干种子在萌发过程中通过吸胀吸水导致鲜重增加
八、实验效果评价
本次实验的评价量规表除常规项目外，我特别设置了“思维拓展”一栏。因为当我们课上探究出耐旱植物的细胞液浓度范围后，有小组提出想探究生活在盐碱地的植物其细胞液浓度，探究污染水域中的植物细胞液浓度；当探究出较高浓度的外界溶液会让细胞失水过多而死亡时，有学生提到生活中腌咸菜就是利用了这一点。这都是利用本节所学而进行的思考与拓展。使用量规表，通过学生自我评价、生生互评及教师评价来帮助学生认识自我，改进学习方式。
图11 实验评价量规表
九、我的反思
教学中我在思考，怎样上好一节实验课？首先，实验课是中学生物教学的一种课型，而非只是实验操作。原理的体验、概念的聚焦以及对教学内容的挖掘与创造都需要渗透在课堂建设中，强化实验课的教学功能，让实验成为知识呈现的良好载体，能力养成的有效途径。其次，实验课应该是面向全体同学的，可操作性强。我们的实验课堂不应追求用复杂的仪器和罕见的实验材料刻意地求新求异，而应该用尽可能简单的仪器和常见的材料，创设合理而生动的情境，采用合适的素材和方法帮助同学们在知识技能上有所收获，在核心素养上有所提高，感受生物科学的魅力与活力。
此外，我在想一节生物实验课还能带给学生些什么？答案是完成“从学科实验到科学实验”的转变。通过生物实验课堂上的学习、实践与积累，提升科学素养、发展科学思维能力，当生物科学与技术、工程、数学等领域相结合时（STEM教育理念），学生们可以完成由单纯的生物实验到开展科学研究的转变，而这将带来新的憧憬与期待！
作者姓名：毕晓静
单位名称：山东省济南第一中学
联系电话：18678871217
电子邮箱：317015492@qq.com
视频来源：优质课网 www.youzhik.com
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