一、實驗背景：為何要探究根的吸水作用？演講人CONTENTS實驗背景：為何要探究根的吸水作用？實驗設(shè)計：如何讓探究過程更符合兒童認知？實驗操作：從準備到觀察的全流程指導(dǎo)現(xiàn)象分析：從數(shù)據(jù)到結(jié)論的科學推理拓展應(yīng)用：從實驗室到生活的知識遷移目錄2025小學五年級科學上冊根的吸水作用實驗課件作為一名深耕小學科學教育十余年的教師，我始終相信：科學課的魅力在于讓學生用雙手觸摸自然規(guī)律，用眼睛發(fā)現(xiàn)生命奧秘。今天要和大家分享的“根的吸水作用實驗”，正是這樣一節(jié)將抽象知識轉(zhuǎn)化為具象探究的典型課例。它不僅是教科版五年級上冊“植物的生長變化”單元的核心內(nèi)容，更是幫助學生建立“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”生命觀念的重要載體。接下來，我將從實驗背景、設(shè)計思路、操作過程、現(xiàn)象分析及拓展應(yīng)用五個維度，完整呈現(xiàn)這節(jié)實驗課的教學設(shè)計與實施邏輯。01實驗背景：為何要探究根的吸水作用？1課程標準與教材定位《義務(wù)教育科學課程標準（2022年版）》在“生命科學領(lǐng)域”明確要求：“知道植物的生存需要水、陽光、空氣和營養(yǎng)物質(zhì)，了解植物根、莖、葉的功能”。五年級上冊“植物的生長變化”單元以“植物的一生”為線索，前兩課已通過種植活動讓學生觀察了種子萌發(fā)、幼苗生長的過程，本課“根的吸水作用”既是對“植物需要水分”這一認知的深化，也是后續(xù)學習“莖的運輸作用”的基礎(chǔ)，在單元中起到承上啟下的關(guān)鍵作用。2學生認知基礎(chǔ)與學習需求通過前期觀察，我發(fā)現(xiàn)五年級學生對根的功能已有初步經(jīng)驗：他們知道“植物澆水后會挺立”“移栽植物要帶土坨”，但對“根如何吸水”“吸水的主要部位在哪里”等問題存在認知模糊。這種“已知現(xiàn)象，未知本質(zhì)”的狀態(tài)，正是開展探究實驗的最佳切入點。正如我在課前調(diào)研中一位學生所說：“我知道根能喝水，但根是像吸管一樣直接吸，還是有其他辦法？”這種樸素的疑問，正是驅(qū)動實驗探究的原始動力。3實驗價值的多維體現(xiàn)從能力培養(yǎng)看，本實驗需要學生設(shè)計對比實驗、控制變量、記錄數(shù)據(jù)，是訓練科學思維的優(yōu)質(zhì)載體；從情感態(tài)度看，通過觀察根毛的微觀結(jié)構(gòu)，能讓學生直觀感受“微小結(jié)構(gòu)承載重要功能”的生命之美；從生活聯(lián)系看，實驗結(jié)論可直接解釋“燒苗現(xiàn)象”“移栽護根”等常見問題，體現(xiàn)“科學源于生活，服務(wù)生活”的理念。02實驗設(shè)計：如何讓探究過程更符合兒童認知？1實驗?zāi)繕说姆謱釉O(shè)定知識目標：通過實驗驗證根具有吸水作用，知道根毛能增大吸收面積；能力目標：學會設(shè)計對比實驗，掌握“控制變量法”，提升觀察、記錄與分析數(shù)據(jù)的能力；情感目標：感受植物結(jié)構(gòu)與功能的適應(yīng)性，激發(fā)對植物生命的探究興趣，養(yǎng)成嚴謹?shù)目茖W態(tài)度?；谡n程標準與學生實際，我將實驗?zāi)繕朔纸鉃槿齻€維度：2實驗材料的選擇與優(yōu)化為確保實驗的可操作性與直觀性，我對材料進行了“生活化+可視化”改造：實驗植物：優(yōu)先選擇根系發(fā)達、根毛明顯的材料，如白蘿卜幼苗（主根清晰）、水培綠蘿（須根密集）、芹菜（莖稈透明易觀察染色）；輔助工具：透明塑料瓶（替代量筒，便于觀察水位）、植物油（隔絕空氣，減少水分蒸發(fā)干擾）、紅墨水（染色法顯示水分運輸路徑）、放大鏡（觀察根毛微觀結(jié)構(gòu)）；安全保障：剪刀由教師提前修剪植物，避免學生操作風險；紅墨水選擇食品級色素，降低刺激性。3實驗方案的對比設(shè)計為突出“根的吸水作用”這一核心，實驗采用“對比實驗法”，設(shè)置兩組對照：實驗組：保留完整根系的植物；對照組：去掉根系（僅保留莖）的同種植物；變量控制：兩組植物大小、初始水量、環(huán)境溫度（均放置于窗臺）、植物油覆蓋面積完全一致，唯一變量是“是否有根”。03實驗操作：從準備到觀察的全流程指導(dǎo)1實驗前的準備與分工（10分鐘）教師示范：展示實驗材料，強調(diào)“為什么用植物油？”（隔絕空氣，防止水分因蒸發(fā)減少，確保水位變化僅由植物吸收引起）；演示“如何修剪植物”（保留莖長5cm，實驗組根長保留8-10cm，對照組根完全切除）；小組分工：4人一組，設(shè)“操作員”（負責裝水、放植物）、“記錄員”（標記初始水位，記錄時間）、“觀察員”（后續(xù)定時觀察）、“匯報員”（整理結(jié)論）；安全提示：輕拿輕放塑料瓶，避免紅墨水沾染衣物；使用放大鏡時保持距離，防止壓壞根毛。2實驗步驟的具體實施（20分鐘）處理實驗材料實驗組：選取帶完整根的綠蘿，用清水輕輕沖洗根上的泥土（注意動作輕柔，避免損傷根毛）；對照組：取同種綠蘿，用剪刀在莖基部剪斷，去除全部根系（教師操作，展示剪斷的根供學生觀察）。步驟2：組裝實驗裝置向兩個透明塑料瓶中倒入等量清水（約150ml），用記號筆在瓶身標記初始水位（記為“0時刻水位”）；向兩瓶中各滴入5滴紅墨水（可選，若為增強可視化效果），輕輕搖晃使水染色；分別將實驗組（帶根）和對照組（無根數(shù)）植物插入瓶中，確保根（或莖）完全浸入水中；向兩瓶水面滴加2ml植物油（約5滴），形成均勻油膜覆蓋水面（關(guān)鍵操作！需提醒學生觀察油膜是否完全覆蓋，避免蒸發(fā)干擾）。2實驗步驟的具體實施（20分鐘）處理實驗材料步驟3：放置與初始觀察將兩組裝置并排放在教室窗臺（確保光照、溫度一致），記錄開始時間（如“9:00”）；用放大鏡觀察實驗組的根，重點觀察根尖部位（約1cm長的白色“絨毛”），提問引導(dǎo)：“這些小絨毛是什么？它們的存在對根有什么幫助？”（預(yù)設(shè)回答：根毛，可能增大吸收面積）。3實驗現(xiàn)象的持續(xù)記錄（課后延伸）A考慮到水分吸收是緩慢過程，需布置課后觀察任務(wù)：B小組每天同一時間（如16:00）觀察水位變化，用記號筆標記新水位，記錄“24小時后”“48小時后”的水位差；C用數(shù)碼相機拍攝兩組植物的狀態(tài)（如葉片是否挺立、莖稈是否萎蔫）；D3天后將裝置帶回課堂，測量最終水量（可用量筒量取剩余水量，計算減少量）。04現(xiàn)象分析：從數(shù)據(jù)到結(jié)論的科學推理1實驗數(shù)據(jù)的整理與對比以某小組的實驗記錄為例（表1）：|時間|實驗組（帶根）水位下降量（ml）|對照組（無根）水位下降量（ml）|植物狀態(tài)對比||------------|-------------------------------|-------------------------------|---------------------------||0小時|0|0|兩組葉片均挺立||24小時|12|2|實驗組葉片仍挺立，對照組輕微萎蔫||48小時|25|3|實驗組葉片舒展，對照組明顯萎蔫||72小時|38|4|實驗組正常生長，對照組葉片發(fā)黃|通過數(shù)據(jù)可直觀發(fā)現(xiàn)：實驗組水位下降量遠大于對照組，且植物狀態(tài)保持更好。2現(xiàn)象背后的科學解釋引導(dǎo)學生結(jié)合數(shù)據(jù)與觀察，逐步推理：問題1：對照組水位為什么會下降？（可能原因：水分蒸發(fā)，或莖的少量吸收）；問題2：實驗組下降更多的原因是什么？（根的吸水作用遠強于莖的蒸發(fā)或吸收）；問題3：紅墨水染色的莖切片有何發(fā)現(xiàn)？（實驗組莖的導(dǎo)管被染成紅色，對照組無明顯顏色，說明根吸收的水分通過莖向上運輸）；問題4：根毛的作用如何體現(xiàn)？（用放大鏡觀察根毛，計算1cm根上的根毛數(shù)量，估算總吸收面積——如1cm根有200根毛，每根毛長0.5mm，總面積約為單根根面積的10倍，解釋“根毛增大吸收面積”的原理）。3結(jié)論的總結(jié)與提煉A通過層層推理，最終得出結(jié)論：B根是植物吸水的主要器官，其吸水能力遠強于莖或葉；C根毛是根吸水的主要結(jié)構(gòu)，數(shù)量多、表面積大，極大提升了吸水效率；D水分通過根吸收后，經(jīng)莖運輸?shù)街参锔鞑糠?，維持細胞膨脹（使植物挺立）和生命活動（如光合作用）。05拓展應(yīng)用：從實驗室到生活的知識遷移1解釋生活現(xiàn)象通過實驗結(jié)論，可解釋以下常見問題：移栽植物為何帶土坨？（保護根毛，避免損傷后吸水能力下降，導(dǎo)致植物萎蔫）；施肥過多為何會“燒苗”？（土壤溶液濃度過高，根細胞失水（水分從低濃度的根細胞流向高濃度的土壤），植物因缺水死亡）；為什么說“樹怕剝皮，不怕空心”？（樹皮含篩管運輸有機物，而根吸水主要通過導(dǎo)管（位于木質(zhì)部），空心不影響導(dǎo)管功能）。2設(shè)計改進實驗鼓勵學生思考：“如果想知道根的哪部分吸水能力最強（根冠、分生區(qū)、伸長區(qū)、成熟區(qū)），該如何設(shè)計實驗？”（預(yù)設(shè)方案：將根分成四段，分別用蠟封閉，觀察各段對應(yīng)的水位變化）。這種延伸問題能激發(fā)學生的探究欲，培養(yǎng)“變量控制”的科學思維。3生命觀念的滲透結(jié)合根毛的微觀結(jié)構(gòu)與強大功能，引導(dǎo)學生感悟“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生物學規(guī)律：“看似普通的根，因為有了微小卻眾多的根毛，就能完成支撐整株植物水分需求的重任。這就像我們的班級，每個同學都是‘根毛’，雖然個體微小，但團結(jié)起來就能讓班級‘枝繁葉茂’?！边@種類比能將科學知識與情感教育有機融合。結(jié)語：讓根的力量扎根學生心田這節(jié)“根的吸水作用實驗課”，不僅讓學生通過動手操作驗證了“根是吸水主要器官”的科學結(jié)論，更重要的是讓他們經(jīng)歷了“發(fā)現(xiàn)問題—設(shè)計實驗—觀察記錄—分析推理—解決問題”的完整科學探究過程。當學生用放大鏡看到根毛像“小刷子”一樣密布在根上時，當他們對比兩組