资源简介

4.5蒸腾作用 教学设计
本节分析
本节课的内容选自北师大版生物学七年级上册第3单元“植物的生活”第4章“绿色开花植物的生活方式”第5节，为“植物的生活”该学习主题下的内容。“植物的生活”主题主要是帮助学生理解植物生命活动的本质，进而理解其在生态系统中的重要地位，本节即继续带领学生继续系统学习植物的五大生理之一的蒸腾作用。内容上，上承“根的吸收”、“茎的运输”、“叶的结构”、“蒸发”等已有基础理论，下启学生对于“绿色植物在生物圈中的作用”等知识内容的学习。
学情分析：
本节课的学习对象是初一年级的学生，他们对自然现象有较强的好奇心，且本节内容与其日常生活息息相关，学生乐于参与，喜于接受。
根据教学进度安排，在本节内容学习之前，学生已习得“根的吸收”、“茎的运输”、“叶的结构”、“蒸发”等知识，已具备学习本节内容的理论基础，根据已有的知识及生活经验，其对叶散失水分并不陌生。
此外学生已多次接触探究活动，初步形成了尊重证据的科学态度，逐步学会了科学看问题、想问题的意识，已经对科学探究及实验探究的一般过程有一定认知。探究“蒸腾作用的主要发生器官”该内容在进一步综合培养学生的科学探究能力的同时，对学生科学方法上侧重训练设置对照试验，学生可通过自己设置的单一变量实验说明蒸腾作用主要发生在植物的叶。
该年龄段的学生思维探究能力快速发展，但其之前有较少的机会实现从生活常识到生物学知识的转变的机会，缺乏对知识进行主动归纳和建构的意识，因而其内化、应用生物学知识的能力即迁移已有知识解决生产生活实际问题的能力也较为薄弱。因而本节课，教师以知识为载体，通过创设情境，理清本节内容核心问题，将各个学生需要攻破的重难点化为关卡，并在此过程中设置环环相扣的问题且又提供学习支架，旨在培养学生的科学思维、推动小组深度合作、学生知识框架建立等帮助其迁移生物学知识解决生活问题并建立生物学科概念。
三、课程标准分析
1、内容要求：
《绿色植物在生物圈中的作用》对标学习主题“植物的生活”，该学习主题聚焦大概念4“植物有自己的生命周期，可以制造有机物，直接或间接地为其他生物提供食物，参与生物圈中的水循环，并维持碳氧平衡”。
“参与生物圈中的水循环”对标重要概念4.2“植物通过吸收、运输和蒸腾作用等生理活动，获取养分，进行物质运输，参与生物圈中的水循环”，其由学生本节主要建立的次位概念4.2.1“植物根部吸收生活所需要的水和无机盐、通过导管向上运输，供植物利用，其中大部分水通过蒸腾作用散失”、已习得的次位概念4.2.2“叶片产生的有机物通过筛管运输，供植物其他器官利用”、下一节内容《绿色植物在生物圈的作用》中将构建的次位概念4.2.3“植物通过水的吸收和散失参与生物圈中的水循环”共同支撑。
图一 植物的蒸腾作用和生物圈中的水循环教学内容分析
2、学业要求：
核心素养 学业要求（或学习目标）
生命观念 描述蒸腾作用的现象；说出蒸腾作用的影响因素；解释植物散失水分的主要原因、阐明蒸腾作用的作用和意义。 2.通过分析“在农业生产上，农民给作物施加草木灰，可以增强作物抗旱、抗高温能力”的案例，感受气孔是叶上辅助其蒸腾作用功能的结构，初步形成结构与功能相统一的生命观念。
科学思维 探究实践 1.通过探究蒸腾作用主要器官的实验方案设计、实验现象描述、实验结果测量，说出叶是蒸腾作用的主要器官; 发展分析、演绎等科学思维，提升科学探究、实践操作、团队协作、表达交流的能力。 2.通过文字阅读、图表分析、视频观看，锻炼自身获取关键信息的能力，能够得出植物吸收的绝大多数水分会以蒸腾作用散失、能够感受温度、湿度、空气流速对于蒸腾作用的影响、能够归纳出蒸腾作用对于植物本身的意义。 3.通过分析贴近自身实际生活的素材，调动自身已有知识经验，进行逻辑推理及获得可靠结论，培养自身于日常生活中的生物视角及问题发现、解决意识，并逐步形成认真严谨的科学态度，提升分析、综合、问题解决等高阶思维，能主动运用“蒸腾作用”等方面知识，解释生产生活中的相关现象。 4.通过设计和改进植物蒸腾作用的实验装置培养观察、设计和创新实验的能力及针对现象提出问题、分析问题和解决问题的能力。
态度责任 1.通过自主探究、小组合作，培养团结、协作的科学态度，通过实验装置的评价、改进，培养质疑、批判的科学态度。 通过蒸腾作用的学习树立保护植物、关注生态的意识。 2.培养自身运用蒸腾作用的知识解释生产生活中的现象和问题的意识。
3、教学重难点：
①重点：运用“蒸腾作用”知识，解释生产生活中的相关现象
②难点：设计并利用实验探究蒸腾作用的主要发生器官及实验的改进
设计思路：
教师自创以蒸腾作用相关知识为依托的剧本杀情境，并将其贯穿始终。并设置“案情回顾、重现现场、案情升级、案件总结”五个章回。
根据课标要求，教师以启发引导的方式，通过核心问题的提出引导学生进入一次次的任务（任务一：明晰蒸腾作用的概念；任务二：探究蒸腾作用的主要发生器官；任务三：探究蒸腾作用的主要发生部位；任务四：探究影响蒸腾作用速率的因素；任务五：蒸腾作用的意义），并在任务完成过程中，通过观察阅读、已有知识经验调取、学习支架辅助、观点交流、思维碰撞、逻辑推理、总结归纳而建构概念，从通过高质量参与科学探究的过程中，实现认识转变、情感共鸣及科学素养的发展。
四、教学准备：教学课件《生物学剧本杀之谁动了我的袋子—蒸腾作用》、学习任务单《生物学剧本杀之谁动了我的袋子——蒸腾作用》、《蒸腾拉力》视频、北师大版义务教育《生物学》七年级上册（2024年版）
五、教学过程：
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
情境导入 【呈现案情】 老罗早上买了一盆新鲜的菊花盆栽，并让老板用干净无水的塑料袋将其套住，趁着日头正好，准备采买完所有的东西来拿。 谁能想到，几个小时后，当老罗回来时，套着菊花盆栽的袋子里竟然出现了水珠。老罗看到后，望着晴朗无云的天气，想着一定有人在捉弄他。 于是他找到你，想让你帮他找到这背后的“真凶”。 【花店老板证词】 今天花店生意不好，除了老罗没有其它的客人。我也一直在包七夕节准备售卖的花束，没有靠近在门槛前放得好好的菊花盆栽。 【问题设置】 根据老板的证词，请你思考： 为什么过一段时间袋子里就会出现水珠呢 这些水珠从何而来呢？ 【追问】 那盆栽植物中的水分是什么形式散失呢？是液态还是气态呢？我们要如何观察呢？ 【及时性评价】 教师不作过多解释，鼓励生生之间相互评价。在必要的地方予以科学性的纠正和方向性的引导。 【提供证据】 根据预设学生答案提供盆栽图片 【概念初搭】 任务一：明晰蒸腾作用的概念 植物体内的水分以水蒸气形式散失到体外，这种生理过程叫蒸腾作用。 【听讲】 明了课堂走向及知识出现形式 【思考并回答】 水不会无缘无故产生，袋中只有植物，因而可知水珠是从盆栽中散失出去的。 【思考并回答】 盆栽植被上如果有水珠，说明水分是以液态的形式散失；如果盆栽植被上没有水珠，仅仅塑料袋表面有水珠，则说明水分以水蒸气的形式散失。 【观察并感受】 盆栽植物中的水是以水蒸气的形式散失出去的。 【听讲并完成笔记】 【设计意图】 教师对所创设的情境进行简单介绍，增加学生的代入感。激发其探究、学习的兴趣
重难点突破 【呈现剧情】 然而老罗对此并不信服，他想让你“重现现场”...... 【教师过渡】 要想重现现场，我们首先得搞明白，蒸腾作用的主要发生器官及发生部位在哪里？ 任务二：探究蒸腾作用的主要发生器官 子任务： 1.回顾：植物由哪几大器官构成呢？ 2.猜测：蒸腾作用主要是通过什么器官进行的呢？ 3.实验设计：探究蒸腾作用的主要器官 【复习巩固】 利用实验法进行科学探究的一般步骤 实验设计的三大原则 【学习支架】 材料1：教师提示：一般情况下，蒸腾作用的速率随温度变化走向与8:00-10:00,13:00—18:00这个时间段的折线走向一致。（后面会具体解释中午时间段会反之的原因） 材料2：无水硫酸铜遇水会变成蓝色、氯化钴试纸遇水变成粉色 【设置任务】 任务：请根据实验材料提供，以小组合作的形式设计实验，并绘制出设计图纸并进行标注，说明实验条件明确观测指标。 实验材料提供：绿萝盆栽、百合花枝条、小橘子枝条、若干透明塑料袋、量筒、植物油、记号笔、剪刀、无水硫酸铜、氯化钴试纸、尺子 【及时性评价】 教师不作过多解释，鼓励生生之间相互评价。在必要的地方予以科学性的纠正和方向性的引导。 【呈现参考操作】 参考操作： 选择大体相同的两个绿萝枝条。一个枝条上剪除全部的叶，另一个枝条上剪掉下部的叶。在两支相同的试管中加入等量的水，将两个枝条分别插在两支试管中，管内水面上再滴上少量的植物油。然后，用涂有无水硫酸铜的透明塑料袋分别套在两个枝条上，扎紧塑料袋口，使其不漏气。将上述装置放在有阳光、温暖的地方。30分钟后，观察实验现象。 【师生共同阅读】 细读操作，明确各描述所体现的原则及操作目的。 【呈现实验现象】 教师补充：其它实验变量为“有无花”、“有无果实”组的蒸腾作用变化不大。 【教师过渡】 某同学将A组叶片涂抹凡士林后，置于相同装置中，30 分钟后观察现象。他发现...... 【设置疑问】 凡士林封住了什么结构，阻止了植物的蒸腾作用呢？ 任务三：探究蒸腾作用的主要发生部位 【引导学生操作】 有两种选择： 向菠菜叶柄中吹气，观察叶片表面是否有气泡产生（正面、背面的吹气实验） 将绿萝叶片泡在热水中，观察叶片表面是否有气泡产生及上下表面气泡多少的比较。 下以第2种为例： 【设置任务】 完成浸泡绿萝的实验，并观察观察：叶片表面是否有气泡产生？上下表面气泡数是否相同？ 【引导学生思考原因】 出现气泡的原因（问题串设置） 叶片为什么呈现绿色？——支架：叶绿体内容物少，因而其像气球一样——当外界温度较高时会怎么样？——水进入后，里面的空气就被挤出来。 【设置疑问】 那么叶片上气体输出的结构是什么呢？ 【回忆】 回忆：叶片的基本结构 【资料提供】 材料3：在农业生产上，农民给作物施加草木灰，可以通过以降低蒸腾作用的方式，增强作物抗旱、抗高温能力。这个是什么原理？ 【学习支架】 草木灰中钾离子含量高。其会影响保卫细胞的吸水膨胀或失水萎缩 【剧情呈现】 老罗对你的探案能力表示肯定，但他不能理解为什么昨天傍晚（雨天）买的菊花盆栽用同样的方式包裹，相同的时间，塑料袋上却没有水珠出现..... 【教师过渡】 说明蒸腾作用的强度在不同条件是不同的，那么还有哪些因素会影响蒸腾作用的速率？ 任务四：探究影响蒸腾作用速率的因素 【概念回忆】 回忆：蒸腾作用的概念 【设置疑问】根据概念，蒸腾作用会使空气湿度怎么变化 【学习支架】大气湿度到达一定值时，蒸腾作用便不再进行 【设置疑问】 推测：较为干燥的环境中蒸腾作用 ，较为湿润的环境中蒸腾作用 。 【学习支架】空气流动可减少某区域范围内的水蒸气聚集。 【设置疑问】 推测：空气流速慢的环境中蒸腾作用 ，空气流速快的环境中蒸腾作用 。 【回忆巩固】 教师带领学生回忆：在温暖有阳光干燥的环境中植物体内的水分以水蒸气的形式主要通过叶片上的气孔散失到空气中，即为蒸腾作用。 【设置疑问】蒸腾作用散失的水分是从哪获得的？ 【提供资料】 材料6：一株玉米从出苗到结实的一生中，大约要消耗200kg以上的水，大致情况如下： 【提出问题】 植物体吸收的绝大部分水，通过蒸腾作用散失，是不是太过于浪费？ 【提供材料】 材料7：红木石楠降温秘诀 【学习支架】 在20℃条件下，1g水化为水蒸气时， 从环境吸收的能量约2.45×103J 【设置疑问】 这体现了蒸腾作用的什么意义？ 【提供材料】 蒸腾拉力视频 【质量检测】 设置任务：利用图形解释植物的“蒸腾拉力” 【设置疑问】 这体现了蒸腾作用的什么意义？ 以上主要是蒸腾作用针对于植物体本身的意义，那么其对于生物圈具有怎样的作用呢？ 【思考并回答】 根据水分散失到空气中，学生可能会猜与空气有接触的茎、叶、花、果实这几种器官进行蒸腾作用 【回忆并巩固】 【观察、阅读图文】 资料一：明晰实验设计的条件 资料二：明晰实验的观测指标 【设计实验】 （1）运用绿萝可探究有无叶片对蒸腾作用的影响。 （2）运用百合花枝条，可探究有无花对于蒸腾作用的影响。 （3）运用橘子枝条，可探究有无果实对 于蒸腾作用的影响。 注意事项： 若以液面下降程度为观测指标，则最好使用使结果现象更明显的试管而非烧杯。 管内水面上再滴上少量的植物油； 装置放在有阳光、温暖的地方。 观测指标可为：液面下降程度、将无水硫酸铜涂抹在透明塑料袋上观察其颜色变化、将氯化钴试纸贴在透明塑料袋上观察其颜色变化。 【阅读并回忆】 【观察并思考】 得出结论：水分主要是通过植物体的叶蒸腾散失的 【观察并思考】 【完成实验并观察】 有气泡；叶片下表面气泡更多。 【思考并回答】 叶片呈现绿色，是因为其中包含叶绿体，叶绿体内容物少，因而其像气球一样，当外界温度较高时，热胀冷缩，叶绿体膨胀破裂，水进入其中而挤出空气。所以我们可在叶片上看到气泡。 【回忆】 学生的回答预测会参差不齐，因为气孔该知识点学生第一次见到距今已有一定的时间距离，且之前课堂上也未建立两个知识点之间的联系。 【思考并感受】 根据以上信息，总结归纳，习得概念：植物是通过保卫细胞控制气孔的开闭来调节蒸腾作用的。 【回忆并回答】 植物体内的水分以水蒸气形式散失到体外，这种生理过程叫蒸腾作用 【思考并回答】 【回忆巩固】 【回答】 植物散失的水分是根从土壤中吸收的，经由根、茎中的导管运输到叶片，通过气孔散失到大气中。 【观察并感受】 植物体吸收的绝大部分水会以蒸腾作用散失。 【思考并回答】 蒸腾作用的意义： 1.降低叶表温度，防止叶片被灼伤。 2.蒸腾作用可使植物内部产生蒸腾拉力，从而促进植物体对于水的吸收，对于水和无机盐的运输 【设计意图】 一定的示范引导，也有洞悉学情，夯实学生旧知的作用。保证各个层次的学生后期可参与科学探究的过程中。 【设计意图】 锻炼学生科普阅读、图表阅读的能力。 【设计意图】 通过设计和改进植物蒸腾作用的实验装置培养观察、设计和创新实验的能力及针对现象提出问题、分析问题和解决问题的能力。 【设计意图】 【设计意图】 夯实旧知，提高材料的育人效果。培养学生材料阅读，关键信息抓取的能力。 【设计意图】 旨在以环环相扣的问题串进行学生思维方式的训练。 【设计意图】 洞悉学情，便于课堂得灵活开展 【设计意图】 通过分析“在农业生产上，农民给作物施加草木灰，可以增强作物抗旱、抗高温能力”的案例，感受气孔是叶上辅助其蒸腾作用功能的结构，初步形成结构与功能相统一的生命观念。 【设计意图】 关注学生重要知识概念习得的准确性。 【设计意图】 旨在以环环相扣的问题串进行学生思维方式的训练。 【设计意图】 串联本节重要知识点，培养学生总结归纳意识。 【设计意图】 培养学生关键信息抓取的能力。 【设计意图】 培养学生关键信息抓取的能力。
总结归纳 【课后习题】 【思维训练】 解释：植物蒸腾速率午休的原因是什么呢？ 【及时性评价】 教师不作过多解释，鼓励生生之间相互评价。在必要的地方予以科学性的纠正和方向性的引导。 【情感深化】 鼓励学生利用所学科学知识服务社区、造福社会，成为知识及美能好的传播者。 【回忆巩固】 师生共同回忆巩固 【完成课后习题】 【思考并回答】 参考答案：正午光照强、温度高，为保证植物体正常的生活条件，减少水分的过度散失，气孔短暂关闭 【回忆巩固】 【设计意图】 培养学生迁移已有知识经验解决生活实际问题的意识和能力。 感悟“生物学的学习”的意义，明晰自身未来的努力方向,树立起主动传播科学文化知识的社会责任意识。
七、板书设计：
蒸腾作用
1.概念：植物体内的水分以水蒸气形式散失到体外
2.探究蒸腾作用主要发生器官叶的实验（适应功能的结构：气孔）
3.蒸腾作用的影响因素：温度、湿度、空气流速等
4.蒸腾作用的意义：
1）降低叶表温度，防止叶片被灼伤。
2）蒸腾作用可使植物内部产生蒸腾拉力，从而促进植物体对于水的吸收，对于水和无机盐的运输
教学反思：
本节内容素材丰富，但切忌过分偏离主题，教师要注意把控主线与课堂。
本节课关注培养学生的科普阅读、图表分析、关键信息抓取、调动已有知识进行逻辑推理、进行科学解释的能力，旨在科学思维的培养，这个有一定的难度，所以教师要有一定的示范意识，也要根据课堂实际情况，通过铺设问题串，引导帮助学生构建知识框架及概念体系。

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