跨学科实践活动 - 活动二 无土栽培一种植物 导学案—2026-2027学年北师大版生物七年级上册

该初中生物学导学案围绕无土栽培实践展开，引导学生掌握植物生长需水和无机盐、土壤非必需的核心原理。通过展示现代化无土栽培大棚图片及水培视频对比传统种植，创设情境引出探究问题，课前预习案以填空、选择等习题搭建知识支架，帮助学生铺垫基础。 资料突出跨学科实践特色，融合数学测量、劳动与工程知识，设计完整探究流程，从方案设计到动手实操再到长期观察记录。习题兼顾基础与探究，培养科学思维和探究实践能力，引导学生树立绿色农业与可持续发展的态度责任，提升实操与问题解决素养。

初中生物“导·学·练”课堂导学案 年级 科目 生物 周次 设计者 序号 班级 主题与课时 跨学科实践活动 - 活动二 无土栽培一种植物 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 依据2022版义务教育生物课标，本次跨学科实践活动要求学生说明绿色植物生活需要水和无机盐，掌握无土栽培的基本原理与操作方法。能自主设计简易无土栽培装置，规范完成植物栽培、日常养护、持续观察与数据记录。融合数学、劳动、工程知识解决栽培实操问题，理解现代农业技术价值，树立绿色农业与可持续发展的科学理念，提升实践创新能力。 学习目标 生命观念：建立结构与功能观，明确土壤并非植物生长的必需条件，根系核心功能是吸收水和无机盐，理解植物生长的物质基础。 科学思维：通过对比分析土培与无土栽培的差异，归纳植物生长的关键条件，理性分析栽培中的问题并推理解决方案。 探索实践：完整完成方案设计、装置制作、栽培养护、观察记录的探究流程，提升动手与实操探究能力。 态度责任：感受现代农业科技优势，体会科技助力农业发展的意义，树立节约资源、绿色生态的社会责任意识。 重难点 教学重点：掌握无土栽培的核心原理，明确植物生长所需的水、无机盐、光照、温度等关键条件；学会简易无土栽培装置的制作、营养液调配及植物定植、日常养护方法；规范完成植物生长过程的观察、数据记录与整理分析。 教学难点：理解无机盐需溶解于水才能被根系吸收的原理，精准调控营养液浓度、水质及溶氧量；自主排查并解决栽培过程中植株黄叶、烂根、生长缓慢等实操问题。 学习过程 （一）课前预习案 为顺利完成本次无土栽培跨学科实践活动，帮助学生搭建知识基础、明确实践任务、提前规避实操问题，特设计课前预习案，引导学生自主预习、主动思考、提前筹备，为课中实操探究做好充分铺垫。预习内容立足课本基础知识，结合生活认知，兼顾知识性与实践性，题型涵盖填空、选择、简答、思考探究，全面激活学生思维。 课前预习基础习题 一、填空题 1. 绿色植物的生长需要________和________，除此之外，适宜的________、充足的________也是植物正常生长的重要条件。 2. 传统土壤栽培中，土壤的主要作用是固定________，同时为植物生长提供________和水分。 3. 无土栽培是指不用天然土壤，通过________为植物提供生长所需营养，让植物正常生长发育的栽培技术。 4. 植物根系吸收水分和无机盐的主要部位是________，无机盐必须________在水中才能被根系吸收利用。 5. 无土栽培常见的类型有________、雾培、基质栽培等，本次实践主要采用________栽培方式。 二、选择题 1. 下列不属于无土栽培优势的是（） A. 节约土地资源 B. 避免土壤病虫害 C. 操作简单，无污染 D. 植物生长不需要无机盐 2. 植物无土栽培过程中，营养液的核心作用是（） A. 固定植株 B. 提供水分和无机盐 C. 提供光照 D. 调节温度 3. 下列植物最适合新手无土栽培的是（） A. 生菜、绿萝 B. 大树、月季 C. 仙人掌、多肉 D. 松树、柏树 4. 无土栽培中需要定期更换营养液，主要原因是（） A. 营养液会挥发殆尽 B. 营养成分被消耗、水质变差 C. 营养液会凝固 D. 方便观察植株 三、简答题 1. 结合课本知识，简单说说土壤栽培和无土栽培的核心区别是什么？ 2. 根据生活经验，推测无土栽培过程中植株可能出现哪些生长问题？（至少写出两点） 四、预习探究思考 1. 很多同学认为“植物必须在土壤中才能生长”，结合预习知识，判断该说法是否正确，并说明理由。 2. 若自主制作无土栽培装置，你会选择哪些废旧材料？说说选择该材料的优点。 3. 为保证无土栽培的植物正常生长，你认为日常需要做好哪些养护工作？ 课前预习自主梳理 通过自主预习，我掌握的核心知识：________________________________ 预习过程中存在的疑问：________________________________ 小组课前筹备任务：1. 小组协商确定本次栽培的植物品种；2. 提前搜集无土栽培相关科普资料；3. 准备课中所需的简易装置材料。 （二）课中探究案 课中探究以学生为主体，遵循“问题导入—原理探究—方案设计—实操实践—观察分析—总结提升”的完整探究流程，融合跨学科知识，落实核心素养。全程引导学生自主合作、动手实操、深度思考，解决预习疑问，突破重难点，完成无土栽培完整实践流程。 环节一：情境导入，激趣设问 教师展示现代化无土栽培大棚实景图片、水培蔬菜生长视频，对比传统农田土壤种植场景，引导学生观察对比，提出探究问题：现代农业中很多蔬菜、花卉不用土壤就能正常生长，植物生长真的离不开土壤吗？土壤到底为植物生长提供了什么？如果去掉土壤，我们能否通过人工方式满足植物的生长需求？ 学生结合课前预习知识，小组交流讨论，初步得出结论：土壤不是植物生长的必需条件，仅起到固定植株、提供水分和无机盐的作用。只要人工提供充足的水分、无机盐、适宜的温度和光照，植物脱离土壤也能正常生长，由此引出本节课核心实践任务——动手完成无土栽培一种植物的完整探究活动。 环节二：核心原理探究，突破知识重难点 结合预习习题，师生共同梳理无土栽培核心原理，深化生命观念。首先明确植物生长的两大核心物质需求：水分和无机盐，根系无法直接吸收固态无机盐，只有溶解在水中的离子态无机盐才能被根毛细胞吸收，这也是营养液栽培的核心原理。 其次对比土培与无土栽培的异同点，小组合作完成表格梳理，总结无土栽培的优势：节约土地、干净无污染、病虫害少、生长速度快、可精准调控营养。同时结合生活案例，分析无土栽培在现代农业、家庭种植、航天农业中的应用，体会科技对农业发展的推动作用，落实态度责任素养。 针对预习中的疑问，小组互助答疑，重点攻克难点：为什么无土栽培需要定期换水、更新营养液？为什么水培植物容易出现烂根现象？师生共同总结：长期不换水会导致营养液中氧气不足，根系无法呼吸，进而腐烂；营养成分持续消耗会导致养分失衡，无法满足植株生长需求，因此定期养护是栽培成功的关键。 环节三：小组合作，设计无土栽培实施方案 各小组结合课前筹备情况，确定栽培植物（生菜、小白菜、绿萝等易成活品种），自主设计完整的栽培方案，方案包含材料选择、装置设计、营养液调配、定植步骤、养护计划、观察记录方案六大模块。 材料选择上，鼓励学生利用废旧透明塑料瓶、一次性水杯等环保材料，践行绿色理念；装置设计需满足两大要求：一是可以固定植株，避免倒伏；二是根系部分浸泡营养液、部分接触空气，保证根系呼吸。学生结合工程知识，自主裁剪、改造装置，小组内交流优化设计方案，规避设计缺陷。 营养液调配严格遵循比例要求，使用蒸馏水调配专用营养液，引导学生思考为什么不能用自来水直接调配：自来水中含有杂质、氯气，会影响无机盐浓度，不利于植物根系吸收，容易导致植株生长不良。同时明确营养液浓度不宜过高，否则会造成根系失水萎蔫，渗透失水原理简单渗透，帮助学生建立科学思维。 环节四：动手实操，完成无土栽培定植 本环节为核心实践环节，学生以小组为单位，分工合作，规范完成全部实操步骤，全程记录操作过程，培养探索实践素养。第一步，处理植株幼苗，清理幼苗根部土壤，轻柔冲洗根系，避免损伤根毛，保留完整根系结构；第二步，改造栽培装置，将塑料瓶裁剪分层，利用海绵固定幼苗茎部，保证植株直立稳固；第三步，添加调配好的营养液，控制液面高度，确保根系下端浸泡在营养液中，上端裸露接触空气，防止烂根；第四步，将栽培装置放置在光照充足、温度适宜的环境中，避免阳光暴晒、低温冻伤。 实操过程中，教师巡回指导，针对学生操作中的问题及时纠正：如植株固定过紧、营养液液面过高、装置密封性过强等问题。各小组自查自纠，完善栽培装置，同时记录操作中的易错点，为后续养护积累经验。小组内明确分工，专人负责装置维护、营养液更换、数据测量、日志记录，保障后续长期观察活动有序开展。 环节五：制定观察计划，规范数据记录 无土栽培是长期实践过程，单次操作无法体现生长规律，因此课中引导学生制定长期观察方案，融合数学测量、语文记录、生物分析多学科能力。统一观察周期、测量指标与记录标准，要求学生每两天完成一次观察记录。 核心观察指标包含：植株高度、叶片数量、叶片颜色、根系长度、根系状态、营养液清澈度等。学生使用直尺精准测量植株高度，对比每次数据变化；直观观察叶片是否发黄、枯萎、徒长，根系是否发白、腐烂、变长；记录营养液是否浑浊、有无异味。同时要求学生撰写观察日记，记录植株生长变化、养护操作、出现的问题及处理方式。 为保证数据科学性，引导学生思考：为什么要固定观察时间、固定摆放位置？避免光照、温度、养护操作的变量干扰，保证单一变量原则，培养严谨的科学探究思维，让学生理解科学实验的严谨性，杜绝随意观测、随意记录。 环节六：问题探究，深度分析实践现象 结合实操经验与已有知识，开展小组探究讨论，解决实践中的核心问题，深化科学思维。探究问题1：无土栽培和土壤栽培的植株，生长条件最大的区别是什么？哪种栽培方式植株生长更稳定？探究问题2：若栽培过程中出现叶片发黄、植株生长缓慢，可能是什么原因？该如何解决？探究问题3：为什么现代农业大规模采用无土栽培技术？该技术对生态环境、农业生产有哪些积极意义？ 各小组结合实操体验、预习知识、生活案例展开讨论，汇总结论并全班展示交流。师生共同总结：无土栽培可精准控制养分、水分、光照条件，不受土壤肥力、病虫害限制，生长更稳定；叶片发黄多为养分不足、光照不足或营养液变质导致，需及时更换营养液、调整摆放位置；无土栽培节约土地、水资源，减少农药化肥使用，绿色环保，助力现代农业可持续发展。 同时引导学生反思自身操作不足，如装置设计缺陷、营养液调配不规范、固定植株不合理等问题，提出优化改进方案，培养反思创新能力，真正实现从“动手操作”到“动脑思考”的提升。 环节七：课堂总结，素养升华 课末师生共同梳理本节课核心内容，构建完整知识体系：一是知识层面，掌握无土栽培的原理、条件、操作流程；二是实践层面，学会装置制作、营养液调配、植株定植、科学观察记录的实操方法；三是素养层面，理解植物结构与功能相适应的生命观念，提升科学探究、问题解决能力，认识现代农业科技价值，树立绿色生态、科技兴农的责任意识。 同时布置课后长期实践任务：持续养护植株，坚持观察记录，定期整理数据，最终完成无土栽培实践报告，对比不同生长阶段的植株变化，总结栽培成功经验与不足，完整完成本次跨学科实践活动。 板书设计 无土栽培一种植物（跨学科实践） 一、核心原理 1. 植物生长必需：水、无机盐、光照、适宜温度 2. 根系功能：吸收溶解态水和无机盐，土壤非必需 二、实践流程 选材设计→调配营养液→植株定植→日常养护→观察记录→分析总结 三、关键养护 1. 控液面：根系水陆结合，防止烂根 2. 勤换水：保证养分充足、氧气充足 3. 控环境：充足光照、适宜温度 四、实践价值 节约资源、绿色环保、科技助农、可持续发展 参考答案 （一）课前预习案参考答案 一、填空题 1. 水；无机盐；温度；光照 2. 植株；无机盐 3. 人工营养液 4. 根尖成熟区；溶解 5. 水培；水培 二、选择题 1. D 2. B 3. A 4. B 三、简答题 1. 核心区别：土壤栽培依靠天然土壤固定植株、提供养分和水分；无土栽培脱离天然土壤，依靠人工调配的营养液提供水分和无机盐，依靠栽培装置固定植株。 2. 可能出现的问题：植株叶片发黄、枯萎；根系腐烂、发黑；植株生长缓慢、矮小；营养液浑浊、有异味等。 四、预习探究思考 1. 该说法错误。土壤不是植物生长的必需条件，仅起到固定植株、提供水分和无机盐的作用。只要人工提供充足的水分、无机盐、适宜的光照和温度，植物无需土壤也能正常生长发育，无土栽培技术即可证明。 2. 可选用废旧透明塑料瓶、一次性塑料杯等材料。优点：材料环保易得、成本低；透明材质便于直接观察根系生长状态；材质轻便，方便移动、养护和调整摆放位置。 3. 日常养护工作：定期更换营养液、清理装置杂质；保证充足散射光照，避免暴晒；放置在适宜温度环境中；观察植株和根系状态，及时处理黄叶、烂根问题；定期测量记录植株生长数据。 （二）课中探究思考题参考答案 1. 核心区别：土壤栽培的养分、水分、透气性不可精准调控，受土壤本身条件限制；无土栽培可人工精准控制营养液浓度、水分、光照、温度等生长条件，环境更稳定。无土栽培的植株生长更整齐、速度更快、病虫害更少。 2. 叶片发黄、生长缓慢的原因：营养液养分耗尽、浓度不适宜；光照不足或温度过低；营养液长期不更换，水质变差、根系缺氧；装置通风性差，根系呼吸受阻。解决方法：及时更换新鲜营养液；调整摆放位置，保证充足散射光；控制环境温度；改善装置通风条件。 3. 无土栽培的积极意义：生产层面，节约土地、水资源，不受地域和季节限制，产量更高、品质更好；生态层面，减少土壤污染、农药化肥滥用，绿色环保；社会层面，推动现代农业智能化、科学化发展，助力农业可持续发展，也可应用于家庭种植、航天农业等领域。 ( 1 / 3 ) 目标领航 任务驱动 评价镶嵌 赢在课堂 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $