利用科學(xué)史發(fā)展科學(xué)思維的教學(xué)設(shè)計(jì)

張秀梅

一、指導(dǎo)思想與理論依據(jù)

生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程的教學(xué)，是以新課標(biāo)“在情境中進(jìn)行科學(xué)探究，科學(xué)思維獲取概念，發(fā)展生物科學(xué)素養(yǎng)”的基本理念為指導(dǎo)思想，在教學(xué)中，讓學(xué)生從常見(jiàn)的生活現(xiàn)象出發(fā)，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生像當(dāng)年科學(xué)家那樣參與到探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)、分析過(guò)程中，主動(dòng)建構(gòu)知識(shí)、發(fā)展科學(xué)思維，感悟到科學(xué)家的科學(xué)態(tài)度與科學(xué)精神。

二、教學(xué)背景分析

（一）教學(xué)內(nèi)容在課標(biāo)中的地位與作用

課標(biāo)要求“概述植物激素的發(fā)現(xiàn)和作用”是植物個(gè)體水平的穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)，揭示了植物體維持穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)方式──激素調(diào)節(jié)，與第1、2章內(nèi)容并列共同組成個(gè)體水平的穩(wěn)態(tài)調(diào)節(jié)知識(shí)體系。

（二）教材內(nèi)容分析

本節(jié)課選自人教版必修3第3章，本章內(nèi)容主要包括植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)、生長(zhǎng)素的生理作用、其他植物激素三個(gè)部分，“植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程”是本章的開(kāi)篇節(jié)。教材通過(guò)層層深入揭示了生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，并初步了解生長(zhǎng)素作用──促進(jìn)生長(zhǎng)，為繼續(xù)探索生長(zhǎng)素的生理作用及其他植物激素的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)史滲透著科學(xué)的思維方法和研究方法，體現(xiàn)了科學(xué)探究的一般過(guò)程。利用胚芽鞘作材料，讓學(xué)生參與到探究的過(guò)程中，在探究過(guò)程中體驗(yàn)科學(xué)的本質(zhì)、方法，并獲取知識(shí)。體會(huì)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和不斷探索的科學(xué)精神。

（三）學(xué)生情況分析

本章內(nèi)容在學(xué)生學(xué)習(xí)《動(dòng)物和人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)》之后，學(xué)生對(duì)于生物的調(diào)節(jié)作用有了一定的認(rèn)識(shí)。植物向光性現(xiàn)象，學(xué)生在日常生活中有過(guò)接觸，具有一定的感性認(rèn)識(shí)，但學(xué)生從現(xiàn)象揭示本質(zhì)的思維方式淡薄。在學(xué)習(xí)酶的發(fā)現(xiàn)、光合作用的發(fā)現(xiàn)、遺傳定律的發(fā)現(xiàn)等內(nèi)容時(shí)，體會(huì)了科學(xué)研究的方法，知道實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般原則，但學(xué)生的邏輯思維及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性不足。因此，在教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)精心設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生探討，并與科學(xué)家進(jìn)行比較，體會(huì)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

三、教學(xué)目標(biāo)

（一）情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)

1、體驗(yàn)生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)的過(guò)程和方法，認(rèn)同科學(xué)是一個(gè)不斷深化的過(guò)程。

2、學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)、細(xì)致、認(rèn)真、求實(shí)的科學(xué)態(tài)度以及對(duì)真理不懈追求的科學(xué)精神。

（二）能力目標(biāo)

1、嘗試從現(xiàn)實(shí)生活中提出可以探究的問(wèn)題，并作出假設(shè)、構(gòu)思實(shí)驗(yàn)方案、預(yù)期結(jié)果并分析結(jié)果。

2、觀察、分析、推理的邏輯思維和科學(xué)探究。

（三）知識(shí)目標(biāo)

1、概述生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程

2、嘗試解釋植物具有向光生長(zhǎng)的原因

四、教學(xué)方式

生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)史滲透著科學(xué)的思維方法和研究方法，體現(xiàn)了科學(xué)探究的一般過(guò)程。利用胚芽鞘作材料，讓學(xué)生參與到“疑——探——論——再疑——再論”的生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)的探究過(guò)程中，在探究過(guò)程中體驗(yàn)科學(xué)的本質(zhì)、方法（觀察-問(wèn)題-假說(shuō)-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-證實(shí)或證偽-繼續(xù)實(shí)驗(yàn)），并獲取知識(shí)。體會(huì)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和不斷探索的科學(xué)精神。

五、教學(xué)過(guò)程

為實(shí)現(xiàn)本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，我精心設(shè)計(jì)了“疑——探——論——再疑——再論”6個(gè)環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生探究植物向光生長(zhǎng)的原因。

（一）疑——為什么向光生長(zhǎng)

觀察課前培養(yǎng)在窗臺(tái)上的小麥幼苗。

問(wèn)題：看到什么？想到什么？學(xué)生舉出現(xiàn)實(shí)的生活中植物向光性的實(shí)例，是否考慮過(guò)向光性的原因？怎么證明？

在學(xué)生發(fā)表意見(jiàn)以后，介紹達(dá)爾文的觀察與思考、實(shí)驗(yàn)材料。

（二）探——向光生長(zhǎng)的原因

在探究向光生長(zhǎng)的原因時(shí)，采取任務(wù)驅(qū)動(dòng)，分析實(shí)驗(yàn)和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，比較自己的設(shè)計(jì)和科學(xué)家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的區(qū)別，解決向光生長(zhǎng)的外因、內(nèi)因，問(wèn)題設(shè)計(jì)依次為：

1、胚芽鞘彎向光源生長(zhǎng)需要什么條件？

2、有單側(cè)光就會(huì)向光彎曲嗎？

3、感光部位在哪里？

4、生長(zhǎng)彎曲的部位在哪里？

5、尖端如何控制尖端下部？?jī)烧咧g可能的聯(lián)系是什么？

展示達(dá)爾文的假設(shè)：?jiǎn)蝹?cè)光照射尖端產(chǎn)生某種刺激，傳遞到下部，引起背光面比向光面生長(zhǎng)快，因而出現(xiàn)彎曲生長(zhǎng)。

你對(duì)達(dá)爾文的假說(shuō)有何觀點(diǎn)？如何證明？

展示詹森、拜爾的實(shí)驗(yàn)，體會(huì)二者的實(shí)驗(yàn)殊途同歸，異曲同工之妙。

質(zhì)疑：確信若尖端產(chǎn)生了某種物質(zhì)，怎樣證明？學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)

展示溫特實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論，定性證明尖端確實(shí)產(chǎn)生了某種物質(zhì)。補(bǔ)充定量分析的實(shí)驗(yàn)介紹。

6、生長(zhǎng)素的化學(xué)成分是什么？

7、如何證明吲哚乙酸就是生長(zhǎng)素呢？

梳理總結(jié)生長(zhǎng)素的科學(xué)發(fā)現(xiàn)過(guò)程

（三）論——嘗試解釋植物向光生長(zhǎng)的原因

學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)探究生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，回扣本課第一環(huán)節(jié)的問(wèn)題，解釋植物向光生長(zhǎng)的原因，培養(yǎng)學(xué)生的歸納總結(jié)及語(yǔ)言表述能力。

（四）再疑——生長(zhǎng)素分布不均的原因

1、胚芽鞘背光側(cè)生長(zhǎng)素為什么會(huì)多于向光側(cè)？

2、可能的原因？能否設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明猜想的正確與否？

（五）再論——植物向光生長(zhǎng)的原因

學(xué)生再論植物向光生長(zhǎng)的原因？

展示最新有關(guān)植物向光生長(zhǎng)的科學(xué)研究資料

六、教學(xué)評(píng)價(jià)

（一）過(guò)程評(píng)價(jià)

提出假設(shè)、推理、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、交流展示、評(píng)價(jià)他人、歸納總結(jié)等過(guò)程中的參與積極性及效果評(píng)價(jià)。

（二）解決問(wèn)題評(píng)價(jià)

解釋植物向光生長(zhǎng)的原因

（三）課后練習(xí)評(píng)價(jià)

七、教學(xué)特色

本節(jié)課通過(guò)觀察教室窗臺(tái)上培養(yǎng)的小麥幼苗，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，利用胚芽鞘作材料，讓學(xué)生參與到“疑——探——論——再疑——再論”的生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)的探究過(guò)程中，在探究過(guò)程中體驗(yàn)科學(xué)的本質(zhì)、滲透科學(xué)的思維方法和研究方法（觀察-問(wèn)題-假說(shuō)-設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)-證實(shí)或證偽-繼續(xù)實(shí)驗(yàn)）。

本節(jié)課在解決植物向光生長(zhǎng)原因的探究過(guò)程中，把學(xué)生的探究與教材中提供的科學(xué)家探究的素材巧妙的結(jié)合在一起，并與科學(xué)家的研究方法與過(guò)程進(jìn)行對(duì)比，尋找異同點(diǎn)，從而體會(huì)科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)方法和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S過(guò)程，體會(huì)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和不斷探索的科學(xué)精神。

本節(jié)課與以往教學(xué)設(shè)計(jì)相比最突出的創(chuàng)新是根據(jù)學(xué)生的思維特點(diǎn)增加了“生長(zhǎng)彎曲的部位在哪里？”的問(wèn)題探究，使得“尖端控制下部”的問(wèn)題繼續(xù)再探符合思維的邏輯關(guān)系。

形成的科學(xué)思維使學(xué)生獲取概念、形成生命觀念、進(jìn)行科學(xué)探究和擔(dān)當(dāng)社會(huì)責(zé)任的生物學(xué)素養(yǎng)急速提升，因此，課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生高效形成科學(xué)思維的教學(xué)過(guò)程值得我們下大力氣去探討。