3.2.4 植物在自然界中的作用学历案- 2025-2026学年人教版生物七年级下册

初中生物学历案 · 植物在自然中的作用 初中生物学历案 植物在自然中的作用 ——基于核心素养的探究性学习设计 教材版本：2024人教版新教材 适用年级：七年级下册 单元位置：第三单元 第2章 第4节 课时安排：1课时 一、课题信息 课题名称 植物在自然中的作用 教材版本 2024年人教版义务教育教科书生物学七年级下册 单元位置 第三单元 植物的生活 第2章 植物体内的物质与能量变化 第4节 课时安排 1课时 授课对象 七年级学生 二、课标解读与教材分析 （一）课程标准要求 根据《义务教育生物学课程标准（2022年版）》，本节课属于“植物的生理”主题下的重要内容。课程标准明确要求学生能够“概述绿色植物在生物圈中的作用”，具体包括理解植物通过光合作用制造有机物、释放氧气，通过蒸腾作用参与水循环，以及维持生物圈中碳—氧平衡等重要概念。这些内容不仅是生物学学科核心素养的重要载体，也是培养学生生态文明意识的关键素材。 课程标准强调要通过探究活动，让学生亲身体验科学研究的过程，发展科学思维能力。同时，要求教师创设真实情境，引导学生运用所学知识解决实际问题，培养学生的态度责任感。本学历案的设计紧扣课标要求，以“碳中和”这一国家重大战略为情境主线，设计了一系列探究性学习活动。 （二）教材内容分析 2024年人教版新教材对本节内容进行了全面优化和更新。教材系统阐述了植物在自然界的三大作用：参与水循环、参与碳—氧平衡、为生物圈提供物质和能量。新教材特别增加了“碳中和”相关内容，体现了时代特征和态度责任感培养的要求。 教材内容的逻辑结构清晰：首先从学生熟悉的蒸腾作用入手，通过实验探究植物如何参与水循环；然后深入分析光合作用和呼吸作用的关系，揭示植物维持碳—氧平衡的机制；最后综合阐述植物对生物圈的重要意义。这种由浅入深、由具体到抽象的编排方式，符合七年级学生的认知发展规律。 （三）学情分析 七年级学生已经学习了绿色开花植物的生活方式，对光合作用、呼吸作用、蒸腾作用等基本概念有了初步认识。学生能够说出光合作用的原料、条件和产物，理解呼吸作用是分解有机物释放能量的过程，知道蒸腾作用的概念和意义。这些知识储备为本节课的学习奠定了坚实基础。 然而，学生对这些生理过程在生态系统层面的意义认识不足，难以将微观的生理过程与宏观的生态功能建立联系。同时，学生对“碳中和”“温室效应”等概念有所耳闻，但缺乏深入理解，这为本节课创设情境提供了契机。学生普遍具有较强的探究兴趣和动手能力，喜欢小组合作学习，这为开展探究性学习活动提供了有利条件。 三、核心素养目标 （一）生命观念 通过本节课的学习，学生能够建立“结构与功能相适应”的生命观念，理解植物的各种生理功能是其适应环境、维持生命活动的基础。学生能够认识到绿色植物作为生产者在生态系统中的核心地位，形成“生物与环境相互依存、相互影响”的系统思维。具体表现为：能够解释植物叶片结构如何适应蒸腾作用和光合作用的需求；能够分析植物生理活动与生物圈物质循环的内在联系；能够运用生态学观点评价人类活动对植物生存环境的影响。 （二）科学思维 培养学生的科学思维能力是本节课的重要目标。学生需要学会运用归纳与概括的方法，从具体的实验现象中抽象出植物参与水循环和碳—氧平衡的一般规律；学会运用分析与综合的方法，理解光合作用与呼吸作用的辩证关系；学会运用模型与建模的方法，构建植物参与碳循环的概念模型。通过分析实验数据、解读科学图表、设计探究方案等活动，发展学生的逻辑推理能力和批判性思维能力。 （三）探究实践 本节课设计了多个层次的探究活动，旨在全面提升学生的探究实践能力。学生需要经历“提出问题—作出假设—制定计划—实施计划—得出结论—表达交流”的完整探究过程。在探究植物蒸腾作用强度的实验中，学生要学会控制变量、设计对照实验、收集和分析数据；在探究植物维持碳—氧平衡的活动中，学生要学会运用间接证据进行推理，理解科学论证的基本方法。通过小组合作探究，培养学生的团队协作能力和科学交流能力。 （四）态度责任 以“碳中和”国家战略为情境，培养学生的态度责任感和生态文明意识。学生需要认识到保护植物、植树造林对实现碳中和目标的重要意义，理解个人行为与环境保护的关系。通过学习，学生能够自觉践行绿色生活方式，积极参与环保行动；能够运用所学知识分析环境问题，提出合理化建议；能够关注国家生态建设成就，增强民族自豪感和使命感。 四、学习重难点 （一）学习重点 本节课的学习重点包括三个层面：一是理解绿色植物参与生物圈水循环的过程和意义，这是认识植物生态功能的基础；二是阐明绿色植物维持生物圈碳—氧平衡的机制，这是理解植物在生态系统中核心地位的关键；三是认同绿色植物对生物圈的重要作用，这是培养生态文明意识的核心内容。这三个重点内容层层递进，从具体到抽象，从现象到本质，构成了本节课知识体系的主线。 （二）学习难点 本节课的学习难点主要体现在两个方面：一是理解光合作用与呼吸作用的辩证关系，学生容易将这两个过程割裂开来，难以理解它们在维持碳—氧平衡中的协同作用；二是构建植物参与碳循环的概念模型，这需要学生具备较强的抽象思维能力和系统思维能力。为突破难点，本学历案设计了多层次的学习支架，包括概念图填空、数据表格分析、小组讨论等活动，帮助学生逐步建立完整的概念体系。 （三）重难点突破策略 针对学习重难点，本学历案采用以下突破策略：第一，创设真实情境，以“碳中和”为主线贯穿全课，激发学生学习兴趣，帮助学生理解抽象概念的现实意义；第二，设计探究实验，让学生亲身体验科学研究过程，在动手操作中深化理解；第三，运用多媒体技术，动态展示植物生理过程，化抽象为具体；第四，组织小组合作学习，通过同伴互助促进概念建构；第五，提供分层学习支架，满足不同层次学生的学习需求。 5、 学习过程设计 环节一：植物可以为其他生物提供有机物 【情境创设】播放“地球上的生命”主题短视频。视频展示阳光明媚的草原上，牛羊悠闲地吃草；茂密的森林里，鸟鸣虫叫；清澈的池塘边，鱼虾在水中游动。视频的结尾，画面逐渐缩小，最终定格在地球在宇宙中的全景图。教师配以解说：“我们生活在一个生机勃勃的星球上，从广阔的草原到深邃的海洋，无数的生命在这里繁衍生息。但大家有没有想过，驱动这所有生命活动的‘燃料’究竟来自哪里？” 【问题引导】教师提出核心问题：“我们每天吃的米饭、馒头，喝的牛奶，它们最初来源于什么？如果没有了绿色植物，我们还能吃到这些食物吗？牛羊、小鸟这些动物，它们又依靠什么生存？”这些问题从学生最熟悉的日常生活入手，将学生的思考引向所有生物生存的物质基础——有机物，从而引出本节课的核心内容。 【学习任务】学生在学案上写下自己一天中吃的食物，并尝试追溯这些食物的原始来源（例如：牛奶来自奶牛，奶牛吃草，草是植物）。教师收集学生的回答，引导学生归纳出“无论是我们人类，还是其他动物，生存所需的物质最终都来源于植物”这一初步认识，激发学生探究“植物是如何做到这一点”的好奇心。 环节二：植物参与水循环 【情境创设】播放“一棵树的生态价值”短视频，展示一棵成年大树一年能够蒸腾多少水分、吸收多少二氧化碳、释放多少氧气的数据。视频以震撼的视觉效果和具体的数据，引发学生对植物生态价值的思考。 【问题引导】教师提出核心问题：“一棵树一年能蒸腾上百吨水，这些水去哪里了？植物为什么需要蒸腾这么多水分？蒸腾作用对环境有什么影响？”这些问题既联系学生已有知识，又指向本节课的核心内容，激发学生的探究欲望。 【学习任务】学生观看视频后，在学案上记录自己的疑问和猜想。教师收集学生的疑问，归纳整理后形成本节课的探究主线。这一环节充分尊重学生的主体地位，让学习从学生的真实问题开始。 【小组讨论】学生分组讨论蒸腾作用对植物自身和环境的双重意义。每组领取讨论任务卡，从不同角度分析蒸腾作用的意义：第一组分析对植物自身的意义（水分运输、降温、矿质元素运输）；第二组分析对环境的意义（调节气候、增加湿度、促进降雨）；第三组分析对生物圈的意义（参与水循环、维持生态平衡）。 【成果展示】各小组汇报讨论成果，其他小组进行补充和质疑。教师适时点拨，帮助学生建立完整的知识体系。学生需要完成学案上的“蒸腾作用意义”概念图，将零散的知识点整合成系统的知识网络。 环节三：植物参与碳—氧平衡 【时事热点】播放“中国承诺2030年碳达峰、2060年碳中和”的新闻视频片段。教师简要介绍“碳中和”概念：碳中和是指通过植树造林、节能减排等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。这一国家战略与学生的日常生活息息相关，能够有效激发学生的学习兴趣。 【活动目标】通过分析实验数据和科学资料，理解植物维持碳—氧平衡的机制，培养学生的科学思维和数据分析能力。 【资料分析】教师提供“普利斯特利经典实验”资料和“大气中二氧化碳浓度变化”数据图表。学生分组分析资料，思考以下问题：普利斯特利实验说明了什么？为什么密闭钟罩中的小鼠会死亡？放入植物后小鼠为什么能存活？大气中二氧化碳浓度变化与人类活动有什么关系？ 【模型构建】学生小组合作，构建“植物维持碳—氧平衡”的概念模型。教师提供模型框架，学生需要补充完善光合作用和呼吸作用的反应式，标注气体交换的方向，说明两个过程在维持碳—氧平衡中的协同作用。 【深度思考】教师提出挑战性问题：“有人说植物白天进行光合作用释放氧气，晚上进行呼吸作用消耗氧气，所以卧室里不应该摆放植物。你同意这种说法吗？为什么 【角色扮演】学生分组扮演不同角色：城市规划师、环保志愿者、企业负责人、社区居民等。各组从自身角色出发，讨论如何为实现碳中和目标贡献力量。城市规划师组讨论如何增加城市绿化面积；环保志愿者组设计植树造林宣传方案；企业负责人组讨论如何减少碳排放；社区居民组讨论日常生活中的低碳行为。 【方案设计】各小组设计“我为碳中和做贡献”行动方案，包括具体措施、实施步骤、预期效果等。方案需要运用本节课所学的科学知识，体现科学性与可行性的统一。 【成果展示】各小组展示行动方案，全班进行评价和投票，选出最佳方案。教师对学生的方案进行点评，强调科学知识在解决实际问题中的重要作用，鼓励学生将所学知识转化为实际行动。 六、评价设计 （一）评价原则 本学历案遵循“以学生发展为本”的评价理念，采用多元化、过程性、发展性的评价方式。评价不仅关注学生的学习结果，更关注学生的学习过程和核心素养的发展。评价主体多元化，包括教师评价、学生自评、同伴互评等多种形式；评价内容全面化，涵盖知识理解、能力发展、情感态度等多个维度；评价方式多样化，包括纸笔测试、实践操作、作品展示、口头表达等多种形式。 （二）过程性评价 过程性评价贯穿学习全过程，主要包括以下几个方面：课堂观察评价，教师观察学生在探究活动中的表现，记录学生的参与度、合作能力、思维能力等；学案完成情况评价，检查学生学案的完成质量，了解学生的知识掌握情况；小组合作评价，评价学生在小组活动中的贡献度、协作能力、沟通能力等；实验操作评价，评价学生的实验设计能力、操作规范性、数据处理能力等。 （三）终结性评价 终结性评价采用情境化测试方式，在真实情境中考查学生运用知识解决问题的能力。测试题目包括：概念理解题，考查学生对核心概念的理解程度；数据分析题，考查学生分析科学数据的能力；情境应用题，考查学生运用知识解决实际问题的能力；开放探究题，考查学生的创新思维和探究能力。 （四）评价量表 评价维度 优秀（A） 良好（B） 合格（C） 自评 知识理解 能准确阐述核心概念，理解深刻 能正确说明概念，理解基本到位 能说出概念要点，理解有偏差 探究能力 能独立设计实验，操作规范 能在指导下完成实验 能参与实验操作 合作交流 积极参与，贡献突出 主动参与，有一定贡献 被动参与，贡献较少 态度责任 环保意识强，能主动践行 有环保意识，偶尔践行 环保意识较弱 七、作业设计 （一）基础性作业（必做） 1. 完成学案上的知识巩固练习，包括概念填空、选择题、判断题等基础题型，检测学生对核心概念的掌握情况。 1. 绘制“植物在自然中的作用”思维导图，要求包含三个主要作用及其具体内容，体现知识的系统性和逻辑性。 1. 完成课后习题第1-5题，巩固课堂所学知识，提高知识应用能力。 （二）拓展性作业（选做） 1. 探究实验：设计“不同环境因素对植物蒸腾作用的影响”探究实验，选择光照、温度、湿度、风力等因素中的一个进行研究，撰写实验报告。 1. 调查研究：调查学校或社区的绿化情况，计算绿地面积和人均绿地面积，与国家标准进行比较，提出改进建议。 1. 科普创作：以“植物——地球的绿色卫士”为主题，创作一篇科普文章或制作一个科普短视频，向家人和朋友宣传植物的重要作用。 1. 实践活动：参与学校或社区的植树活动，记录植树过程，撰写实践心得，体会植树造林对实现碳中和的重要意义。 （三）作业评价标准 基础性作业采用等级评价方式，分为A（优秀）、B（良好）、C（合格）、D（待提高）四个等级。拓展性作业采用展示评价方式，优秀作品将在班级或学校进行展示，并给予表彰。教师对学生的作业进行及时反馈，针对学生的薄弱环节进行个别辅导，确保每位学生都能达到学习目标。 八、板书设计 板书设计采用结构化呈现方式，以“植物在自然中的作用”为核心，分三个分支展示植物的主要生态功能。板书内容简洁明了，层次分明，便于学生理解和记忆。 植物在自然中的作用 ┌─────────────┼─────────────┐ ↓ ↓ ↓ 参与水循环 维持碳—氧平衡 提供物质和能量 │ │ │ 蒸腾作用 光合作用 有机物 │ 呼吸作用 氧气 ↓ ↓ ↓ 调节气候 吸收CO₂ 食物来源 增加降雨 释放O₂ 能量来源 维持水平衡 维持平衡 氧气来源 ──────────────────────────────────────── 绿色植物是生物圈中不可或缺的生产者 九、教学反思 （一）设计亮点 本学历案的设计具有以下亮点：第一，情境创设贴近时代，以“碳中和”国家战略为主线贯穿全课，将抽象的生物学概念与学生的现实生活紧密联系，有效激发了学生的学习兴趣和态度责任感。第二，探究活动层次分明，从实验探究到资料分析，从模型构建到方案设计，层层递进，符合学生的认知发展规律。第三，核心素养落实到位，通过多元化的学习活动，全面培养学生的生命观念、科学思维、探究实践和态度责任。第四，评价方式科学合理，过程性评价与终结性评价相结合，关注学生的全面发展。 （二）实施建议 在实施本学历案时，教师需要注意以下几点：第一，充分了解学情，根据学生的知识储备和认知水平，适当调整教学节奏和难度。第二，注重实验安全，在探究活动中加强安全教育，确保学生规范操作。第三，关注个体差异，为不同层次的学生提供差异化的学习支架，确保每位学生都能获得发展。第四，加强课堂调控，在小组合作学习中，教师要适时介入，引导学生深入思考，避免活动流于形式。第五，重视课后延伸，将课堂学习与课外实践有机结合，培养学生的实践能力和创新精神。 （三）改进方向 本学历案在以下方面还有改进空间：第一，可以进一步丰富探究实验的内容，增加学生自主设计实验的机会，培养学生的创新思维。第二，可以加强与信息技术的融合，利用虚拟实验、数据分析软件等工具，提高探究活动的效率和深度。第三，可以进一步拓展跨学科联系，将生物学知识与地理、化学等学科知识有机结合，培养学生的综合素养。第四，可以建立更加完善的评价体系，开发更多元化的评价工具，实现对学生核心素养发展的精准评价。 （四）预期效果 通过本学历案的实施，预期达到以下效果：学生能够准确理解植物在自然中的作用，建立完整的知识体系；学生的探究实践能力和科学思维能力得到有效提升；学生的生态文明意识和态度责任感得到增强；学生能够将所学知识应用于实际问题的解决，实现知识的迁移和应用。同时，本学历案也为教师开展探究性教学提供了可借鉴的范例，促进教师专业素养的提升。 第 页 学科网（北京）股份有限公司 $