“三新”背景下情境化教学实践研究

摘要：在“细胞中的无机物”一节通过“小麦的一生”贯穿整个教学内容，从秋种、萌发、生长到收获，在这个过程中不断遇见问题、引导学生解决问题，并通过深度分析水分子结构与功能的关系，让学生在一个场景中完成高阶思维的训练、突破知识难点。

核心素养是学生在解决真实问题情景中所表现出来的价值观念、必备品格和关键能力。中国高考评价体系中也多次提到对真实情境的考察。学生也总感觉在课堂上都听得懂，但一遇到情境题目就无从下手。如果课堂教学就以解决真实情境问题入手，贯穿整节课堂，既能引起学生兴趣又能融入核心素养的培养，还能提前训练对高考题适应，一举三得。

1 教学内容分析及设计思路

教材介绍了水分子的结构、形式和作用，有助于学生运用结构与功能相适应的观点来认识事物。教材给出了多方面的无机盐相关资料，可以帮助学生概括无机盐的主要作用，并意识到适度与平衡的重要性。

笔者通过“小麦的一生”这个情景贯穿整节内容，让学生在一个情景中发现问题、探究问题、解决问题，从而解决本节难点并培养学生阐释生命现象及规律的科学思维及科学探究能力。

2 教学目标

基于课程标准内容，围绕培养学生核心素养的要求，制定了如下教学目标：

（1）通过观察实验现象、提出问题等使学生能说出水在细胞中的存在形式和作用，认同其在生命活动中具有重要作用，培养学生阐释生命现象及规律的科学思维及科学探究能力。

（2）通过对水分子的化学结构分析，理解水的多样功能和重要性，形成结构与功能观。

（3）通过资料分析使学生能够总结无机盐在细胞中的存在形式和主要作用。

3 教学过程

3.1 用实验吸引学生兴趣，引出探讨问题

白露早，寒露迟，秋分种麦正当时。上课前一周将三种小麦种子发给学生，并种在实验杯中，放在教室观察记录其萌发状况，其中甲是晒干的种子，乙在甲基础上浸泡 3 小时，丙在甲的基础上烘干再浸泡 3 小时。一周后，分享观察记录。

我们观察到乙组先萌发，甲组其次，丙组不萌发。为什么会这样呢？请同学们阅读教材20--21 页，回答以下问题。

（1）细胞中的水有哪些形式？含量如何？

（2）不同形式的水分别有哪些作用？

（3）不同形式的水之间含量变化，对生长有何影响？

通过阅读，我们知道了水的形式、含量、特点和功能。那为什么水具有以上特点和功能呢？我们知道结构与功能相适应。那水分子具有怎样的结构？我们一起寻找答案。

3.2 通过实验现象、资料分析探寻水分子功能与结构相适应的答案

首先用等量的食盐或糖分别融于等量的水和食用油中，让学生观察现象，发现水具有更好的溶解性。

通过对水分子结构的分析，学生明白水分子中氢氧共用两个电子对，但氧对电子对吸引力强，使得电子对靠近氧而远离氢，进而氧带负电荷，氢带正电荷，正负电荷中心不重合，所以水是极性分子。当两个水分子相遇时，由于正负电荷的吸引而形成一个微弱的引力叫氢键。因为氢键的力量非常微弱，在不断的断裂与形成，造就了水具有流动性，也因此为细胞提供了液体环境。

正是由于水分子既带正电荷又带负电荷，所以带有电荷的分子或离子都易与其结合。将NaCl放入水中，水分子很快将 Na+ ，Cl－团团围住，从宏观上来看，就是盐溶解了。糖分子与水分子两者极性相似，通过氢键相互吸引，促使糖溶解。糖溶解后，糖分子解离成更小分子，水分子围绕形成水合层，加速溶解与扩散。因此水是良好的溶剂。

水分子间的氢键提供了较强的分子间作用力，使水的内聚力更强。裸子和被子植物中利用导管或管胞运输水分至顶端供叶片等组织所需，运输中尤为重要的便是水柱不能中断，一旦中断，那么整条导管便不能再用作运输。由于较强的内聚力，水柱通常并不会断开，因此我们常常能看见高达数十米的巨本。显然，依靠毛细作用运输水分并不足以使植物生长到这样的高度。因此，水中氢键的存在使得植物产生了与之适应的身高，所以水能起到物质运输的作用。血液中含有大量的水，循环系统的功能也能证实水的物质运输作用。

通过复习初中所学呼吸作用和光合作用的反应简式，学生得出水参与细胞内的生物化学反应。在生物体中，无时不刻不在发生着大量的水解反应，诸如对葡萄糖，ATP 的水解。

通过复习初中所学比热容的概念及图表分析（右图），学生得出水有利于保持生物体温度相对稳定，维持生命系统的稳定性。

基于以上，请小组讨论以下问题。（1）甲组的小麦种子在晒干时，主要损失的是什么形式的水？这些种子有没有生理活性？（2）乙组的种子在浸泡的过程中，主要是增加了什么形式的水？（3）丙组的种子在烘干的过程中，主要丢失的水与甲组是否一致？丙组种子有没有生理活性？（4）乙组为什么比甲组更易发芽？通过小组讨论，学生知道了乙组比甲组具有更多的自由水，代谢旺盛，所以最先萌发。丙组烘干的时候失去了结合水而丧失活性，所以不萌发。

种子萌发后迅速生长，但每个阶段生长速度一样吗？让学生分析冬小麦不同月份生长速度的资料，推测不同阶段自由水和结合水比值的高低。由此我们发现自由水和结合水在细胞内是可以相互转化的。自由水与结合水的比值升高，代谢增强，抗逆性变弱。比值降低，结果相反。如果冬天来临时，小麦细胞内仍有大量自由水会发生什么呢？教师呈现水结冰时的微观视频，学生发现水结冰后好似变成一把把锋利的刀，会严重破坏细胞结构。小麦通过这种自由水和结合水相互转化的方式，适应不良条件和满足自身生长需求。