《植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)

趙紅偉

摘要： 本文以“植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”一節(jié)為例，展示了經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的講述應(yīng)該具備的環(huán)節(jié)和對(duì)學(xué)生進(jìn)行能力培養(yǎng)的方法。本節(jié)課主要以基于實(shí)驗(yàn)分析和問(wèn)題討論的學(xué)生探究性相信獲得為課堂主題，較好地達(dá)到了教學(xué)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞： 《植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)探究性教學(xué)

新課應(yīng)該是以能力培養(yǎng)為核心，以深化和內(nèi)化知識(shí)為載體，以學(xué)生探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)為主要方式，改變學(xué)生接受學(xué)習(xí)的方式，進(jìn)行以學(xué)生為課堂探索者的教學(xué)活動(dòng)過(guò)程?，F(xiàn)在以人教版高中《生物》第一冊(cè)第四章“植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”一節(jié)為例，通過(guò)學(xué)習(xí)高二相關(guān)的內(nèi)容，學(xué)生在知識(shí)與能力和情感態(tài)度與價(jià)值觀方面達(dá)到了下列目標(biāo)：（1）知識(shí)目標(biāo)：①知道植物的向性運(yùn)動(dòng)及其意義。②知道植物生長(zhǎng)素的科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程。③理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般內(nèi)容和步驟。（2）能力目標(biāo)：理解植物向性運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)的基本過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。（3）情感目標(biāo)：通過(guò)重新發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)素的科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生探索未知的科學(xué)精神。我就這節(jié)課著重介紹探究性教學(xué)來(lái)和各位同仁交流，具體方案如下。

一、教學(xué)重點(diǎn)

1.生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。

2.與向光性有關(guān)的科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。

二、落實(shí)方案

通過(guò)創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境、引導(dǎo)探究，學(xué)生再次發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)素。

三、教學(xué)難點(diǎn)

依據(jù)觀察現(xiàn)象，科學(xué)分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程，推導(dǎo)實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

四、突破策略

重溫與生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)有關(guān)的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。

五、教具準(zhǔn)備

1.提前培育的玉米幼苗若干株。

2.多媒體設(shè)備。

六、課時(shí)安排

1課時(shí)

七、教學(xué)過(guò)程

（課前，每組分發(fā)數(shù)株有完整胚芽鞘玉米幼苗，1株黑暗中直立生長(zhǎng)幼苗，1株向光彎曲生長(zhǎng)幼苗。）

導(dǎo)課：生物體離不開(kāi)環(huán)境，生物體都能適應(yīng)一定的環(huán)境。但環(huán)境是在不斷變化的，特別是陸生環(huán)境。生物體如何能時(shí)時(shí)刻刻與環(huán)境相適應(yīng)呢？一個(gè)重要原因就是生物體能夠及時(shí)調(diào)節(jié)自身的狀態(tài)。

出示：幼苗出土圖片：隨意播撒種子，根生長(zhǎng)方向?yàn)槭裁纯偸窍蛳拢?/p>

跳水競(jìng)技圖片：國(guó)際大賽中，興奮劑為什么屢禁不止？

羚羊爭(zhēng)斗圖片：是什么力量在驅(qū)使它們相互攻擊呢？

引入：這就是生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)，生命活動(dòng)里有著許多科學(xué)的奧秘。人和動(dòng)物有神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)。植物對(duì)外界刺激也能做出反應(yīng)，有植物激素的化學(xué)調(diào)節(jié)。

教學(xué)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)：

1.植物的向性運(yùn)動(dòng)

出示：（比如）植物向光性、向水性圖片。這是生物體的應(yīng)激性。上述生命現(xiàn)象分別是由哪一種外界刺激引起的？外界刺激有沒(méi)有方向？植物體發(fā)生反應(yīng)的方向與刺激方向有沒(méi)有關(guān)系？這就是植物的向性運(yùn)動(dòng)。

概括：向性運(yùn)動(dòng)概念：植物體受到單一方向的外界刺激而引起的定向運(yùn)動(dòng)。

向性運(yùn)動(dòng)是普遍存在的。對(duì)植物體的生活有什么意義呢？更好地適應(yīng)環(huán)境。

出示：玉米幼苗出土過(guò)程圖片，示胚芽鞘。下面我們討論玉米的向性運(yùn)動(dòng)。黑暗中，幼苗直立生長(zhǎng)；單側(cè)光照射下，幼苗向光彎曲生長(zhǎng)。

外部因素：?jiǎn)蝹?cè)光照；內(nèi)部因素：植物激素的調(diào)節(jié)。這種調(diào)節(jié)是怎樣進(jìn)行的呢？

2.植物向光性探究

What？Where？How？下面，我們進(jìn)行小組學(xué)習(xí)，通過(guò)大家的合作，我們來(lái)探究這種植物激素是什么？在哪兒？如何起作用？

活動(dòng)：學(xué)生開(kāi)展小組合作學(xué)習(xí)。分為8個(gè)臨時(shí)學(xué)習(xí)小組，指定小組長(zhǎng)。分發(fā)2張白紙、3支水彩筆，一個(gè)探究學(xué)習(xí)課題。

（1）小組探究學(xué)習(xí)。

（2）投影出示課題內(nèi)容，學(xué)習(xí)小組各自推選代表上講臺(tái)介紹本小組的探究結(jié)果。

（3）小組間討論、交流探究結(jié)果。

（4）小組根據(jù)教師所提供實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出小組的探究學(xué)習(xí)結(jié)論。

課題1結(jié)論：胚芽鞘在向光生長(zhǎng)中起作用。

課題2結(jié)論：向光生長(zhǎng)與尖端有關(guān)。

課題3結(jié)論：接受光刺激的部位是尖端。

課題4結(jié)論：胚芽鞘尖端確實(shí)產(chǎn)生某種物質(zhì)，運(yùn)輸?shù)较虏?，促使胚芽鞘下面某些部分的生長(zhǎng)。

回顧：科學(xué)家并不滿足，1914年，匈牙利科學(xué)家拜爾實(shí)驗(yàn)過(guò)程，可以得出什么結(jié)論？證明胚芽鞘彎曲生長(zhǎng)，是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的刺激在下面部分分布不均勻造成的。

1928年，荷蘭科學(xué)家溫特提出新的假設(shè)，如果尖端確實(shí)產(chǎn)生某種物質(zhì)影響下部生長(zhǎng)，那么這種物質(zhì)應(yīng)該可以轉(zhuǎn)移到一種載體里面，從而使該載體具有與尖端同樣的效力。實(shí)驗(yàn)過(guò)程：將切下的胚芽鞘尖端放在瓊脂塊上→一段時(shí)間后移去尖端→將瓊脂小塊放在切去尖端的胚芽鞘切面的一側(cè)→胚芽鞘向放置瓊脂小塊的對(duì)側(cè)彎曲生長(zhǎng)。

簡(jiǎn)述：1934年，荷蘭科學(xué)家郭葛等人分離出該物質(zhì)，化學(xué)名稱(chēng)吲哚乙酸，是在細(xì)胞內(nèi)由色氨酸合成的，取名為生長(zhǎng)素，能促進(jìn)細(xì)胞縱向伸長(zhǎng)生長(zhǎng)。生長(zhǎng)素只能從形態(tài)學(xué)上端運(yùn)輸?shù)较露?，而不能倒過(guò)來(lái)運(yùn)輸，這個(gè)問(wèn)題我們可以在下節(jié)課繼續(xù)討論。

學(xué)生：現(xiàn)在我們可以解釋植物的向光性嗎？

簡(jiǎn)述：生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)的科學(xué)研究方法：發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、提出假設(shè)、實(shí)驗(yàn)探究、得出結(jié)論、發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題。生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)的科學(xué)歷程約半個(gè)世紀(jì)，同學(xué)們對(duì)此有何感想？

結(jié)課：科學(xué)家是有國(guó)籍的，但科學(xué)是沒(méi)有國(guó)界的，科學(xué)發(fā)展大都建立在原有科學(xué)水平上。科學(xué)研究的路總是坎坷的，但人類(lèi)探索自然、改造自然的活動(dòng)，從來(lái)就沒(méi)有停止過(guò)。如果說(shuō)，創(chuàng)新是一個(gè)民族的靈魂，那他們，就是我們?nèi)祟?lèi)的靈魂。

板書(shū)提綱：

植物的向性運(yùn)動(dòng)概念：意義：適應(yīng)環(huán)境

植物向光性探究

胚芽鞘在向光生長(zhǎng)中起作用

↓

與尖端有關(guān)

↓

尖端接受光刺激

↓

尖端產(chǎn)生某種物質(zhì)，運(yùn)輸?shù)较虏科鹱饔?/p>

課題1

背景資料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生長(zhǎng)；在單側(cè)光照射下，幼苗向光彎曲生長(zhǎng)。

探究?jī)?nèi)容：玉米幼苗向光彎曲生長(zhǎng)，是幼苗結(jié)構(gòu)的哪一部分在起作用呢？是外面的胚芽鞘，還是里面部分（幼葉和胚芽）？你們能根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)材料用具，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究嗎？

材料用具：生活玉米幼苗若干，單側(cè)光裝置若干，尖頭鑷子。

實(shí)驗(yàn)步驟：請(qǐng)繪出示意圖。

預(yù)期可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：請(qǐng)繪出示意圖。

課題2

背景資料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生長(zhǎng)；在單側(cè)光照射下，幼苗向光彎曲生長(zhǎng)。是幼苗結(jié)構(gòu)的哪一部分在起作用呢？是外面的胚芽鞘，還是里面部分（幼葉和胚芽）？實(shí)驗(yàn)研究表明，是幼苗的胚芽鞘在向光彎曲生長(zhǎng)中起作用。

探究?jī)?nèi)容：玉米幼苗向光彎曲生長(zhǎng)，是幼苗胚芽鞘的哪一部分結(jié)構(gòu)在向光彎曲生長(zhǎng)中起作用呢？是尖端，還是尖端下面的部分？你們能根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)材料用具，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究嗎？

材料用具：生活玉米幼苗若干，單側(cè)光裝置若干，刀片。

實(shí)驗(yàn)步驟：請(qǐng)繪出示意圖。

預(yù)期可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：請(qǐng)繪出示意圖。

課題3

背景資料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生長(zhǎng)；在單側(cè)光照射下，幼苗向光彎曲生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)研究表明，幼苗的向光彎曲生長(zhǎng)與胚芽鞘尖端有關(guān)。

探究?jī)?nèi)容：接受單側(cè)光刺激的是尖端，還是下面部分呢？怎樣通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明你們的猜想？

材料用具：生活玉米幼苗若干，其他所需材料用具。

實(shí)驗(yàn)步驟：請(qǐng)繪出示意圖。

預(yù)期可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：請(qǐng)繪出示意圖。

課題4

背景資料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生長(zhǎng)；在單側(cè)光照射下，幼苗向光彎曲生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)研究表明，幼苗向光彎曲生長(zhǎng)中，接受光刺激的部位是胚芽鞘尖端。

探究?jī)?nèi)容：胚芽鞘尖端是否有化學(xué)信號(hào)向下傳遞，從而對(duì)胚芽鞘下面部分產(chǎn)生某種影響呢？1910年，丹麥科學(xué)家波森？詹森最初做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)存在一定的缺陷，你們認(rèn)為缺陷在哪里？應(yīng)該如何改進(jìn)？

材料用具：生活玉米幼苗若干，明膠薄片（化學(xué)物質(zhì)能夠透過(guò)），云母薄片（化學(xué)物質(zhì)不能透過(guò)），刀片。

實(shí)驗(yàn)步驟：請(qǐng)繪出示意圖。

預(yù)期可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：請(qǐng)繪出示意圖。

波森·詹森最初的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)：

課題5

背景資料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生長(zhǎng)；在單側(cè)光照射下，幼苗向光彎曲生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)研究表明，是因?yàn)橛酌缗哐壳始舛四芎铣梢环N促進(jìn)細(xì)胞縱向伸長(zhǎng)生長(zhǎng)的植物激素（生長(zhǎng)素），作為化學(xué)信號(hào)向下傳遞，促進(jìn)胚芽鞘下面部分的生長(zhǎng)。而單側(cè)光刺激能引起生長(zhǎng)素在幼苗向光側(cè)和背光側(cè)的不均勻分布。

探究?jī)?nèi)容：胚芽鞘尖端產(chǎn)生的生長(zhǎng)素能從尖端向下運(yùn)輸，能否倒過(guò)來(lái)運(yùn)輸呢？你們能根據(jù)所給實(shí)驗(yàn)材料用具，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究嗎？

材料用具：生活玉米幼苗若干，瓊脂塊（一種有機(jī)物，是可以收集化學(xué)物質(zhì)的載體）若干，含適宜濃度生長(zhǎng)素的瓊脂塊若干，刀片。

實(shí)驗(yàn)步驟：請(qǐng)繪出示意圖。

預(yù)期可能出現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：請(qǐng)繪出示意圖。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱正威，趙占良.生物3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境教師教學(xué)用書(shū)[M].北京：人民教育出版社，2007.