胡欣志
成都市龙泉驿区同安中学 四川 成都 610103
摘要：当前生物教学的重要目标旨在发展学生的核心素养；在生物学课堂中，如何帮助学生进行深度学习与探索是落实核心素养教学的重要途径。本文以《探究植物吸收作用》为例开展研究。课例以生活情境引入，以科学探究活动为载体，通过问题驱动、深入讨论、自主探究等方式培养学生科学思维。最终让学生从生活中的现象入手，探究吸收作用的本质，最终能将知识迁移至生活及农业生产中，达成深度学习。
关键词：深度学习；吸收作用；科学探究；科学思维
一、设计思路
本课例以探究植物吸收作用为载体，在探究性实验教学中引导学生质疑和充分讨论，使思维外显，以深度互动的策略，使学生沉浸于深度学习的生物学课堂；促进学生科学思维的发展。具体设计思路如下：
引入——美味凉菜：通过创设生活中制作食用凉拌黄瓜、萝卜丝等情境，引入植物的吸水失水现象。
探究1——失水萝卜：将生活中凉拌萝卜丝现象植入课堂探究中，通过问题互动与探究，从组织的角度，帮助学生初步认识植物的吸收作用。
探究2——变形洋葱：在探究1的基础上，深入探讨植物失去的水来自于哪，由此观察洋葱外表皮细胞吸水失水过程。从微观角度认识植物吸收作用的本质。
探究3——低头香菜：接下来选取完整的香菜植株，从植物体的角度观察吸水失水现象。最终帮助学生将所学知识迁移应用于生活实践中。
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图1 植物吸收作用课例设计思路
二、教学实践
1.美味凉菜，创设情境
生活中，我们经常会凉拌黄瓜、萝卜、西红柿等，一段时间后盘子里的液体会增加。这是为什么呢？通过生活中凉拌菜中“水”增加的现象引入植物的吸收作用，引导学生思考其中的原理。
2.1 失水萝卜，探究1
教师演示探究萝卜条吸水失水实验。通过获取萝卜根中的营养组织，制成萝卜条，分别放置于清水、浓盐水、保鲜膜包裹的环境中，一段时间后观察萝卜条的软硬程度。教师完成演示后，学生观察并分析现象得出结论。在此基础上师生再针对此实验中存在的一些问题深入讨论。最终学生提出了以下质疑内容：
（1）在前期学习细胞分裂时，已知物质的扩散与相对表面积有关，在本实验除了萝卜条质量相当外，如何保证其相对表面积也一样？
（2）只通过软硬程度变化不能直接体现植物的失水与吸水。
（3）浓盐水的制取没有标准。
在学生质疑的基础上，教师趁热打铁，引导学生针对以上问题思考解决方案。具体的改进方案如下：
（1）使用不锈钢吸管，获取形状相同的萝卜条，以保证萝卜条质量和相对表面积一样。
（2）通过测量萝卜前后重量、溶液体积变化等多重方式判断其吸水失水情况。
（3）教师介绍饱和度的概念，查阅出食盐在10-20摄氏度的溶解度，计算出其饱和度在26%左右。最终配制出质量分数为13%、26%浓度的盐水。
在方案探讨过程中，利用问题驱动，深度探讨等手段，引导学生完善探究方案，确保了课堂教学与科学探究的方向性和有效性。因改进实验较复杂，课后由兴趣小组完成自主探究。
2.2 学生自主探究
实验步骤：选用3个100ml量筒，1个250ml烧杯。设置4组，①号装入70ml清水、②号装入70ml质量分数为13%的食盐溶液、③号装入70ml质量分数为26%的食盐溶液、④号为保鲜膜烧杯。在4个装置中放入形状和质量相同的萝卜条。1h后观察现象。
分析现象：通过前期的质疑和讨论，学生将测量萝卜前后重量、溶液体积变化等多重方式来分析实验现象。
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图2 萝卜条质量变化
对比各组最终质量，可以发现①号质量增加，说明其细胞吸水；②、③号质量均减少，说明其发生了失水，且③号失水更严重， ④号保持原重量不变。
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图3 溶液体积变化
取出萝卜条称重后，测量各组前后容积，并计算出变化情况，可以发现①号容积减少，说明其细胞吸水；③号容积增加，说明其发生了失水。从溶液体积变化情况可以看出，所选量筒较大，因此最后测量出来的数据不够精确，后期改进可使用分度值更小的量筒，以更精确的观察溶液体积的变化。
得出结论：通过对实验现象的分析，我们可以得出萝卜条①号清水中吸水，在②③号浓盐水中失水，且盐水的浓度越高失水越严重。
3. 变形洋葱，探究2
完成组织层面对萝卜条吸水失水的探究后。提问植物失去的水来自于哪？由此引入探究2——观察洋葱外表皮细胞吸水与失水现象。
教师结合数码显微镜演示：选用颜色较深的洋葱外表皮制成临时装片，在装片一侧滴加浓盐，观察细胞失水过程；然后在装片一侧滴加清水，观察细胞吸水过程。
学生通过探究2，从微观角度认识到了吸水失水是由于细胞液与外界溶液浓度差导致的。但此过程仍相对较抽象，于是带领兴趣小组同学，利用黏土制作了植物细胞吸收作用水的运动路径，帮助学生理解吸收作用的本质。
4.低头香菜，探究3
通过以上组织、细胞角度的深度探究，学生已理解了吸收作用的原理和本质。然而单纯的掌握探究能力和知识还不够。因此教师还应该引导学生进行有深度的拓展。因此最后设计从整个植物体的角度来观察吸水失水现象，分析不同环境给植物带来的具体影响，具体过程如下。
选取两株大小长势相当的香菜植株。分别放入清水与浓盐水中，利用延时摄影拍摄植株的情况。对比两株植物的形态变化情况，在浓盐水中的香菜植株最后出现萎蔫的状态，使学生理解植物对无机盐过多会导致植物细胞严重失水而失去活性，并认识到合理施肥的重要性。
三、经验总结
本课通过多层次的探究，结合学生的认知逻辑最终帮助学生深度学习。让学生自主探究萝卜条的吸水和失水的改进方案，促进了学生对探究实验的深入思考，锻炼其发现问题、解决问题的探究能力和批判性思维，增强学生关注实验设计的可行性和科学性。通过数码显微镜和延时摄影的使用，突破了空间和时间的障碍，快速有效的帮助学生掌握吸收作用原理。整个实验可录制成多个微课，利于教学资料的积累。