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視頻標簽：植物細胞,吸水和失水
所屬欄目：高中生物優質課視頻
視頻課題：必修一《分子與細胞》第四章第一節物質跨膜運輸的實例實驗課《植物細胞的吸水和失水再探究》
教學設計、課堂實錄及教案：人教版高中生物必修一《分子與細胞》第四章第一節物質跨膜運輸的實例（第3課時） 實驗課《植物細胞的吸水和失水再探究》
人教版 高中生物 必修一《分子與細胞》
第四章 第一節 《物質跨膜運輸的實例》（第3課時）
實驗課《植物細胞的吸水和失水再探究》教學設計
鄭州市第二中學 高中生物
【學習目標】
知識目標
1.通過微課翻轉，掌握滲透作用的原理、質壁分離的概念、實驗操作關鍵； 2.通過設計探究實驗，學會探究實驗的一般步驟； 3.通過分組合作操作，體驗式理解植物細胞吸水和失水的條件及影響因素（選材；濃度；溶質種類）； 4.通過問題展示與交流，體會植物細胞的原生質層的選擇透過性。
能力目標
1.嘗試提出問題，作出假設，設計實驗，分組合作，交流分析，探究式學習； 2.進行關于植物細胞吸水和失水的實驗設計和操作。
情感態度和價值觀:
1.體驗科學探究過程，培養學生質疑、求實、創新的科學態度和精神； 2.體驗實驗樂趣，提升科學素養，并在討論與交流中學會合作學習。
【學情分析】
學生在學習第三章《細胞的結構》——制備細胞膜實驗過程中已觀察過哺乳動物成熟的紅細胞在低滲溶液吸水脹破、等滲溶液維持形態、高滲溶液失水皺縮現象；在生活中也見過這樣的現象：泡在鹽水中的蘿卜條會軟縮，泡在清水中的蘿卜條會更加硬挺；做涼菜、菜餡時加入一些鹽，蔬菜中的水分會大量滲出；對農作物施肥過多會造成“燒苗”現象等，這些學習、生活經驗對學習本節內容都有幫助。
而本節內容的前2個課時學生已經通過微課翻轉，已掌握滲透作用的原理、質壁分離的概念、實驗操作關鍵及探究實驗的一般步驟；通過學案導學，體會探究實驗的基本流程；通過開放實驗室已動手初探，在微觀水平觀察體會了水分子進出植物細胞的神奇、驗證了教材建議的探究實驗細節。
在此基礎上，學生必然會在實驗過程中生成新的問題：實驗選材、外界溶液種類與濃度等對植物細胞吸水與失水的可能性影響等，進行生成問題再探究勢在必行，這樣背景下的合作式探究實驗也是符合學科核心素養要求，實驗課上的展示、交流、實驗報告的整理、反饋練習也是對學生數理模型與語義邏輯培養的有效嘗試。
【重點難點】
重點
1.觀察不同材料細胞在不同溶液中的結構變化；
2.設計實驗的原則：單一自變量設置，滴加溶液前后自身對照，無關變量的影響控制，因變量的觀測指標等；
難點 分析引起植物細胞失水和吸水的原因
【學習方法】
實驗法、合作式、探究式
【學習條件】
課前：微課翻轉（PAD資源推送）+學案導學（紙質反饋）+實驗操作技能訓練（開放實驗室，小組
活動，驗證教材建議）+再生問題（PAD“發起話題”生成問題統計，分組子課題）
課堂：實驗材料與用具：
1.普通光學顯微鏡（高中實操要求）、刀片、鑷子、滴管、載玻片、蓋玻片、吸水紙等； 2.生物材料：紫色洋蔥鱗片葉外表皮、內表皮、黑藻、百合葉； 3.溶液試劑：
質量濃度為0.1g/ml、0.3g/ml、0.5g/ml、0.7g/ml、0.9g/ml、1.1g/ml的蔗糖溶液；
質量濃度為0.16g/ml的葡萄糖溶液、質量濃度為0.045g/ml的KNO3溶液、質量濃度為0.025g/ml的NaCl溶液（與0.3g/ml的蔗糖溶液等物質的量濃度）；清水。
4.IPAD實時拍照記錄展示（APPLE TV、Seesaw軟件提交展示結果）、電子白板等。
課后：實驗報告+反饋練習（紙質反饋）
【評價任務】
課前：學案導學紙質反饋20%+發起話題、再生子課題10% 課堂：子課題小組課堂展示50%
課后：實驗報告+反饋練習紙質反饋20%
【教學流程】
教師主要引導
學生主體活動 教學設計意圖
一、前情回顧
1、微課翻轉（“睿迅課堂”課前資源推送，學生端自學）【參考借
力微信公眾平臺《探尋生命奧秘》原作者：陳亮老師】
2、學案導學（紙質反饋） 3、動手初探（成功激勵） 4、問題再生（數據說話） 一起回顧，梳理思路， 達成共識，體驗收獲
PPT快速展示，回顧學習歷程， 儲備反思已有學習體會，快速進入
再探究的合作式學習體驗
二、展示實驗分組 1、實驗材料 2、溶液濃度 3、溶質種類
三個子課題小組代表PPT展示匯報： 1、選擇課題理由 2、課題假設結論 3、實驗設計 4、預期結果
學生團隊合作，既有思維磨合，又有專業分工，展示交流，培養學生質疑、求實、創新科學態度和精神 三、組織學生實驗
巡視、指導、互動、答疑
分組動手、分工合作、記錄結果
體驗實驗樂趣，提升科學素養， 并在討論與交流中學會合作學習。
四、組織學生展示、交流匯總實驗結論
1、子課題1：探究植物細胞吸水和失水的理想材料
結論：易獲取、易制片、有顏色、細胞大
預設意外：百合葉下表皮保衛細胞組成氣孔，在0.3g/ml蔗糖溶液、清水中氣孔導度變化，能否證明植物細胞的失水與吸水？ 2、子課題2：質壁分離中的溶液濃度
結論：高于細胞液；濃度適宜 發散思維：如何通過改變細胞外溶液濃度去測定細胞的細胞液濃度？
3、子課題3：溶質種類若被細胞吸收
結論：質壁分離會自動復原 激趣設疑：展示材料分析：不同細胞不同時間對不同物質的需求不同，質壁分離及自動復原存在差異，體現了生物膜的選擇透過性，那么
（1）如何確定洋蔥鱗片葉外表皮細胞對鉀離子還是硝酸根離子的需求差異？你能進一步設計實驗嗎？
若實驗在有限時間內未看到質壁分離自動復原，則
（2）可能與哪些因素有關？如何進一步通過實驗驗證與之有關的因素？（如溫度）
3個子課題小組代表展示記錄結果，陳述實驗經歷，分析實驗結論，按照預設意外、發散思維、借資料分析，展示互動，激趣設疑，進一步探究。明確：
1、植物細胞的失水與吸水實驗論據還可以通過觀察植物細胞氣孔導度變化做因變量觀測指標；
2、設計等濃度差的不同梯度濃度細胞外溶液，觀察質壁分離可測定細胞的細胞液濃度；
3、保證單一變量前提下，設計KCl、NaNO3、KNO3、NaCl等確定洋蔥鱗片葉外表皮細胞對鉀離子還是硝酸根離子的需求差異；若實驗在有限時間內未看到質壁分離自動復原，則可能受影響溶質進入細胞的外界因素如溫度影響，可通過在一定溫度范圍內適當升高溫度，觀測質壁分離及自動復原所需時間差異來驗證。
借不同子課題分享實驗經歷中的體會、教訓、新發現，激發新命題，激活新課題。培養學生質疑、求實、創新科學態度和精神。
完善思維，通過問題展示與交流，體會植物細胞的原生質層的選擇透過性。
五、課堂小結：
1、探究實驗的一般步驟； 2、三個子課題的結論；
3、事實證明：生物學科是一門以實驗研究為基礎的學科。
反思小結，梳理思路， 生成問題，繼續探究 達成共識，體驗收獲
課堂反思，激發興趣繼續探究
六、作業布置：
完成反饋練習、完善實驗報告
課堂思考、課上完善、課下反思匯總 鞏固生成數理模型、訓練語義邏輯
【作業設計】
反饋練習
1、如圖表示處于不同生理狀態的三個洋蔥鱗片葉表皮細胞，請回答：
(1)圖中細胞的細胞液濃度依次是______>______>______。
(2)如圖所示，A、B、C三個細胞處于不同濃度的溶液中，且能維持這種狀態，則A圖與B圖細胞所處的外界溶液濃度是______>______。
(3)假設將洋蔥鱗片葉表皮細胞制作成裝片，并使之處于高濃度溶液中而發生質壁分離，用顯微鏡觀察一個細胞的質壁分離的復原過程，發現該細胞形狀的順序將如上圖所示的從______→______→______。
(4)圖中各細胞抵抗失水的能力，依次是______>______>______；三個細胞中最有可能先死亡的是______。
2、如圖表示植物葉表皮上氣孔的開放原理，取同一葉片的兩塊表皮A和B，A放在清水中，B放在0.3g/mlKNO3溶液中，K+
、NO3—
離子可通過主動運輸進入細胞，將A和B制成臨時裝片在顯微鏡下持續觀察一段時間，觀察到的表皮氣孔情況是（ ）
A.A開啟、B關閉 B.A關閉、B開啟 C.A關閉、B先開啟后關閉 D.A開啟、B先關閉后開啟
實驗報告
【教學反思】
本次實驗課在打磨解讀課程標準細化解讀為可操性較強的學習目標，充分研究分析學情的基礎上，借力信息化時代的微課視頻，通過我校自主研發的課堂平臺“睿迅課堂”提前推送學習資源，嘗試了在有限課時情境下的課堂翻轉，學生通過閱讀教材、觀看微課，同時糅合傳統紙質媒介的學案導學設計評價任務單驅動其自主學習，通過開放實驗室以小組為單位動手初探，在微觀水平觀察體會了水分子進出植物細胞的神奇，驗證了教材建議的探究實驗細節。各小組在實驗的基礎上提出新問題，完成了自選的探究實驗方案；針對自己的實驗設計方案進入實驗室由老師引導、學生主體實驗。
事實證明：放手去做，充分設計，翻轉課堂，任務驅動，評價及時，體驗式學習，在探究中合作，在動手中收獲，通過科學探究培養理性思維，通過表達交流提升語義邏輯能力，收獲知識、體驗學習樂趣，終會影響孩子們的“三觀”，樹立正確的生命觀念、明確自己的社會責任。
視頻來源：優質課網 www.jixiangsibao.com
