動手又動腦，科學(xué)探究“植物激素”的活動

姚 舒 徐 鹍

(首都師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院 北京 100048)(廣東省深圳市育才中學(xué) 518067)

探究活動中的動手部分與思維活動相輔相成，而思維又是高級神經(jīng)活動，是整合知識的過程。從教學(xué)層面，實踐活動被推到一個很高的位置，但實踐活動在教學(xué)中處于怎樣的位置？什么才是有效的實踐活動？一個有效的實踐活動需要學(xué)生真正從實驗中學(xué)習(xí)到。為了達(dá)到從動手到動腦的轉(zhuǎn)變目標(biāo)，探究活動本身的呈現(xiàn)必須富于邏輯[1]。

本文以“植物激素”一節(jié)內(nèi)容為例設(shè)計探究活動，以期讓學(xué)生從探究的角度理解該節(jié)內(nèi)容，并促進(jìn)從動手到思維的轉(zhuǎn)變。

1 核心概念

在本節(jié)內(nèi)容中，生長素為核心概念。圍繞生長素其產(chǎn)生部位、運輸方式、分布和生理作用都是核心概念下的子概念[2]。圍繞生長素的核心概念，搭建本節(jié)內(nèi)容的框架，是設(shè)計富于邏輯的探究活動的起點。

教材在“生長素的發(fā)現(xiàn)歷程”中探究了3個問題：生長素的產(chǎn)生部位、生長素的運輸方式和生長素的分布。生長素促進(jìn)植物生長的這一生理作用在“探究生長素類似物促進(jìn)枝條生根的最適濃度”學(xué)生探究活動中得以體現(xiàn)，而生長素的抑制作用并沒有得到體現(xiàn)。學(xué)生調(diào)查表明：學(xué)生對植物激素促進(jìn)作用的理解，明顯高于其對抑制作用的理解。

2 學(xué)科背景

很多肉質(zhì)果類的果肉和果汁都含有抑制種子萌發(fā)的物質(zhì)，必須將種子取出或者瓜果腐爛后種子才會萌發(fā)。正常番茄果實內(nèi)的種子即使在水分、溫度等條件都適宜時，也不會萌發(fā)。1922年，人們在番茄中發(fā)現(xiàn)了抑制發(fā)芽的抑制物存在，后來鑒定出是咖啡酸及阿魏酸等。這些有機酸往往混合在一起，使得抑制效果非常強[3]。抑制物質(zhì)既可以是內(nèi)源產(chǎn)生的有機酸、生物堿等，也可是外源的由其他植物體或種子產(chǎn)生的。

這些抑制物質(zhì)都屬于植物生長激素的范疇，且為植物生長激素重要的生理作用之一。因此，需將其作為重要的探究活動呈現(xiàn)在本章學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中。

3 探究原理與過程

番茄果實內(nèi)含有數(shù)量較多的種子，但番茄果實內(nèi)的種子不會萌發(fā)，其原因是番茄果肉中含有抑制番茄種子萌發(fā)的咖啡酸、阿魏酸等植物激素。本研究設(shè)計實驗：通過探索番茄汁和蒸餾水對番茄種子萌發(fā)的不同影響，觀察番茄汁中萌發(fā)抑制劑對番茄種子萌發(fā)的效果。具體探究過程如下：

(1)實驗材料：有籽番茄、濾紙、過濾器、研缽和研杵、漏斗、燒杯、2套培養(yǎng)皿、標(biāo)記筆。

(2)實驗步驟：①將培養(yǎng)皿用記號筆標(biāo)記為1號和2號；②把番茄用研缽和研杵搗碎，過濾并收集燒杯中的番茄汁，備用；③從番茄果肉中取出20粒種子，清洗干凈；④在1號和2號培養(yǎng)皿中鋪上濾紙，并在濾紙上放置10顆種子；⑤1號培養(yǎng)皿用蒸餾水浸濕，2號培養(yǎng)皿用番茄汁浸濕，并用保鮮膜覆蓋培養(yǎng)皿。觀察種子萌發(fā)數(shù)天，實驗中可添加水和番茄汁，以保持濾紙的濕潤；⑥在表1中記錄每個培養(yǎng)皿中萌發(fā)種子的總數(shù)。

4 探究結(jié)果

實驗時，1號培養(yǎng)皿中的番茄種子在室溫(20℃)下，到第3 d左右就陸續(xù)部分萌發(fā)；到第7 d，最后1顆種子也萌發(fā)了。2號培養(yǎng)皿的番茄種子沒有萌發(fā)(表1)。說明番茄汁中含有抑制種子萌發(fā)的物質(zhì)。

表1 培養(yǎng)皿中的番茄種子萌發(fā)情況

5 結(jié)果討論

(1) 該定性實驗從日常中常見的現(xiàn)象著手，提出問題，與所學(xué)習(xí)知識相結(jié)合提出問題，進(jìn)而通過實驗驗證假設(shè)，能夠讓學(xué)生通過實驗來探究植物激素的生理作用，使得植物激素的抑制作用抽象概念具體化。

(2) 該探究實驗的加入，使得課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)更為完整。從表1中可發(fā)現(xiàn)，植物激素正向和反向作用對于植物來說都是同等重要的，是作為形成知識結(jié)構(gòu)的思維活動的一個環(huán)節(jié)，從動手到動腦，從現(xiàn)象推導(dǎo)原理，整合到知識網(wǎng)絡(luò)中，都必不可少。

(3) 實驗本身簡單、安全，中學(xué)生的實驗重在培養(yǎng)實驗技能、促進(jìn)學(xué)生思維發(fā)展，而不是一味追求復(fù)雜的實驗，實驗最終目的是要引起學(xué)生的思考。實驗的最后結(jié)果能夠得到發(fā)芽種子形成的幼苗，幼苗可種植去盆栽，讓學(xué)生在實驗中獲得成就感。