生长素的发现的教学设计

                                     鄞州区姜山中学 王林华

一、教学理念：

根据学生知识的掌握情况和本节课程内容特点，我提出如下的教学理念：问题探究教学。力求建立以“问题为主线、探究为主轴、学生为主体、教师为主导”的教学模式。

以问题串的形式引导学生进行自主探究学习活动，从而将探究性学习方式引入生物课堂，以体现课改的新理念，充分调动每位学生的学习热情，由知识立意向能力立意转变, 由教师主体向学生主体转变, 特别突出的是实验内容所包含的科学素养(设计实验方案、分析实验设计和评价实验内容的能力) 。所以本节课在“生长素的发现”的教学中,想通过学生体验科学家的发现过程,初步建立一个比较完整的实验设计方案应该包括哪些内容,并且能自己设计—些简单的实验。

二、学习任务分析：

1．教材的内容和特点

生长素的发现是浙江科学技术出版社必修三第一章第一节“植物激素”中的内容。这节课的主要内容是“生长素的发现”和”调节植物生长发育的五大类激素”两个部分构成。 

课文介绍了达尔文父子、波森和詹森、温特等科学家探索生长素的发现过程和科学知识形成的过程。本文内容主要有如下几个方面的突出特点：

①课文中重点介绍科学家对生长素发现的探究过程中几个经典实验设计，旨在让学生体验科学家探索科学知识的过程，领悟科学家是怎样发现问题、提出问题、设计实验和得出结论。所以本课内容是高中生物教材中一篇最适合开展探究性教学的内容之一。

②课文中知识与生活、生产实践联系紧密，有利于学生养成热爱生活、关注生活中的生物学问题的良好习惯。如植物的向光性就是自然中普遍存在的现象，教师在教学中应充分利用学生已知的、感兴趣的知识来提高学习的兴趣和效率。

③课文中实验安排从1880达尔文父子对禾本科植物幼苗的实验到1913 年波森和詹森、1926 年的温特，再到20世纪30年代科学家确定了生长素的化学本质，整个科学探索的过程经历了50 多年的时间，参与研究的科学家的人数等这些内容无疑是对学生进行情感教育的好素材，明白学科探索永无止境，需要合作和契而不舍的努力。

2．学习的主要任务

本节的学习任务类型是综合型。在知识上要知道生长素发现的过程以及生长素的产生、分布和运输。能力上要掌握对简单实验的设计、分析和评价。情感上加强实事求是和坚持不懈的精神。

三、学习者分析：

在学习本节内容前，学生经过初中自然科学和高中生物必修一、必修二的学习，已经具备一定的生物学素养和对植物的向光性知识有了一定的了解。在此知识基础上，本校高二学生对生物学习兴趣和观察思维能力较强，但是逻辑思维能力及对实验现象的分析能力、表达规范性和严谨性方面都有待提高。所以学习本节内容的过程，就是在已有的知识和经验上学习深层次的知识、培养身层次的实验和表达能力以及培养一定的科学素养。

四、教学目标：

1、知识目标

①知道生长素发现的过程。

②领会生长素发现过程中有关实验的现象和结论。

2、能力目标

①通过探究实验的参与,培养学生动手能力,提高实验技能。

②通过问题的提出，学生设计实验，培养学生提出问题，分析问题，解决问题的能力及创新能力。

③通过对问题的讨论,培养学生分析实验、评价实验的能力。

④通过课堂强化练习，培养学生的实验表达能力。

3、情感目标

通过探究性学习活动，培养学生执着的探索精神，实事求是的科学态度、严谨的科研作风、团结协作的精神，提高学生的科学素质。

 

五、教学重难点：

1、教学重点：生长素的发现过程

2、教学难点：①生长素的产生、运输与分布

             ②科学实验设计的严谨性分析

六、教学方法：

1、问题探究教学法：

课文中内容相对简单，但真正理解和应用却比较难。若在课堂上照本宣科，学生既掌握不了知识，也会觉得很乏味，不利于调动学生的积极性和主动性，也不利于学生能力的培养。所以采用问题探究式教学，师生共同探索，共同研究。通过严密的问题探究、层层深入、引导学生思考、活跃学生思维，增强学生对本课内容，乃至整个生命科学的兴趣，从而完成既定的教学目标。

2、直观性教学：

在课堂中采用多媒体课件作为辅助手段，创设生物情景，启发引导学生，帮助学生建立形象直观的认识，调动学生学习的积极性；还可以从多个角度同时刺激学生的多种感官，达到潜移默化的效果。

七、教学过程

（一）课前准备：

提前十天将玉米粒播下，萌发后将玉米粒随机的分成如下四组实验，实验1：完整幼苗和去除尖端幼苗比较；实验2：用锡箔罩子将幼苗尖端罩住和用锡箔将幼苗基部包住比较；实验3：用一片明胶和云母分别插在幼苗尖端和其下部之间比较；实验4：将幼苗尖端切下，放在琼脂块上，再将此琼脂块和未作以上处理的琼脂块分别放在去顶的幼苗一侧比较。

利用玉米幼苗在实验室所进行各种对比实验，把实验结果拍照，上课时提供给全班同学学习讨论。

（二）导课：实验导课

“同学们，首先我们一起来浏览一下我学校生物兴趣小组的一个实验” 。（多媒体图片展示）“同学们可以发现这两个部分的盒子上的不同，接下来我们在这两个盒子中各自放入一盆生长中的植物幼苗，一段时间后各自会出现什么样的结果呢? ”

“又是哪种环境因素刺激了植物的生长方向的改变？”

“在自然环境中是否存在这样的现象？”（以上三个问题学生回答）

“植物的向光性对植物的有什么影响？”

“植物为什么会有向光性呢”（以上两个问题学生回答）

“从植物的向光性中我们发现了问题，有些同学也提出了相应的结论。但是从发现问题到得出结论，并不是一步之遥的，在1860年时，达尔文父子也和同学们一样，发现了相同的问题，接下来我们就踏着前人的足迹，来学习科学家们是如何解决问题，得出结论的。”

（三）实验一：达尔文实验---观摩学习实验设计

1、发现问题：植物为什么会向光生长？

2、提出假设：向光性的产生和幼苗尖端有关

“达尔文父子在发现问题后对植物幼苗进行了深入的观察，观察后他们作出了这样的假设：向光性的产生和幼苗尖端有关”

3、实验设计：

“生物学是一门实验科学，在作出假设后，用设计科学的严谨的实验来加以验证。针对这一实验假设，达尔文父子在如何设计实验的呢？”(多媒体图片展示)

实验设计给学生一定时间思考后，教师语言描述：

（1）取若干的幼苗随机的分成两组。

（2）甲组尖端完整，乙组切除尖端。

（3）其他条件相同且适宜，并都给以单侧光照射。

（4）一段时间后观察实验结果。

甲乙两组中各自可能在什么样的结果呢 ？以及其实验结论？（以上两个问题学生回答，教师归纳总结实验结果和实验结论）

4、实验结果：甲组幼苗向光弯曲生长；乙组幼苗即不生长也不弯曲(多媒体图片展示兴趣小组实验一结果)

5、实验结论：向光性的产生和幼苗尖端有关

实验考核是近年来生物高考中的重点，而实验设计语言的规范则是重点中的重点，下面我们针对这个实验设计规范的语言描述:

（1）取若干的幼苗随机的分成两组。

（2）甲组尖端完整，乙组切除尖端。

（3）其他条件相同且适宜，并都给以单侧光照射。

（4）一段时间后观察实验结果。

过渡：强调语言中的重点内容，得出实验设计中的对照性原则和单因子变量原则，并引导学生发现新的问题：感受单侧光刺激的是尖端还是尖端下部呢？

（四）实验二：达尔文实验----学习实验设计

1、发现问题：感受单侧光刺激的是尖端还是尖端下部呢？

2、提出假设：感受光刺激的部位在尖端

3、实验设计：

现在请我们同学们来设计实验来验证我们的假设是否正确？（分成四人小组讨论后给出答案，设计前提供温馨提示：实验材料锡箔的特点和实验一规范的实验语言；设计后教师归纳总结实验二规范语言描述）

实验二设计：（1）取若干的幼苗随机的分成两组。

（2）甲组尖端套上锡泊，乙组尖端稍下套上锡泊

（3）其他条件相同且适宜，并都给以单侧光照射。

（4）一段时间后观察实验结果。

4、实验结果：甲组幼苗直立生长；  乙组幼苗向光弯曲生长。(多媒体图片展示学生实验二结果)

5、实验结论：感受光刺激的部位在尖端

过渡：达尔文父子在观察植物幼苗的过程中发现，幼苗发生生长弯曲的部位是尖端以下部分，感光部位在尖端，两者之间是否存在某种联系？

（五）实验三：波森和詹森实验----强调实验语言规范

1、发现问题：某种物质由尖端传递到了尖端以下部分，并发挥了作用呢？

2、提出假设：幼苗的尖端可能产生某种物质，这种物质从苗尖传递到了下面。

3、实验设计：

（经过学生后给出答案，设计前提供温馨提示：实验材料明胶和云母的特点；设计后教师归纳总结实验三规范语言描述）

实验三设计：（1）取若干的幼苗随机分成两组。

（2）甲组尖端和尖端以下部分之间插入明胶片，乙组尖端和尖端以下部分之间插入云母片

（3）其他条件相同且适宜，并都给以单侧光照射。

（4）一段时间后观察实验结果。

4、实验结果：甲组幼苗向光弯曲生长；乙组幼苗不生长也不弯曲。

5、实验结论：幼苗尖端确实产生某种促进植物生长的物质并向下运输。（以上结果和结论由学生回答）

过渡：在1926年荷兰植物学家温特对波森和詹森实验作出了改进，我们来看一下温特是如何设计他的实验的？

（六）实验四：温特实验----分析、评价实验设计

1、发现问题：某种物质由尖端传递到了尖端以下部分，并发挥了作用呢？

2、提出假设：幼苗的尖端可能产生某种物质，这种物质从苗尖传递到了下面。

3、实验设计： （多媒体图片展示）

实验设计四：

（1）胚芽鞘尖端切下

（2）尖端放置于琼脂块上

（3）将经过处理的琼脂块放置在切除尖端的胚芽鞘的一侧。

（4）一段时间后观察实验结果。

学生思考后由学生来回答以上实验设计可能出现的实验结果，教师引导全体学生讨论得出所有可能的实验结果，再由多媒体展示兴趣小组的真实结果。

4、实验结果：幼苗向右弯曲生长。

5、实验结论：幼苗尖端确实存在一种能够促进生长的化学物质。

针对以上实验结果及结论师生共同讨论以下问题：

讨论1：（1）实验结果是否一定由于生长素引起的？

（2）如何补充实验解决以上问题？（flash动画展示实验设计）

（3）这样的补充符合实验设计的哪些原则？（强化得出实验二中的对照性原则和单因子变量原则，以上三个问题由学生回答）

讨论2：甲乙两组实验结果是相同的，引起这样的实验结果的外界因素却是不一样的，下面我们通过这两组实验分析来得出植物向光性生长的机理。

	生长素浓度	生长速度		生长素浓度	生长速度
左侧			左侧
右侧			右侧

学生针对以上表格由学生回答，教师归纳总结得出：

向光性的机理：尖端以下部分背光面生长素浓度高于向光面的生长素浓度，所以背光面的生长速度要快与向光面的生长速度，导致植物出现向光性生长现象。

讨论3：为什么背光侧生长素浓度高于向光侧？

讨论前提供温馨提示：1、感光部位在尖端2、尖端产生某种物质向下传递

3、生长和弯曲的部位是尖端以下部分

学生讨论后由学生回答，也可以设计实验来证明学生的回答。教师归纳总结：

背光侧生长素浓度高于向光侧是由于向光侧的生长素向背光侧运输导致。

20世纪30年代，科学家首次分离出具有生长素效应的物质，经鉴定是吲哚乙酸，1942年又从高等植物中分离出生长素。

（七）课堂小结：

1、实验小结：

科学家	实验假设	实验设计	实验结论
达尔文	向光性的产生和 幼苗尖端有关	甲组尖端完整， 乙组切除尖端	向光性的产生和 幼苗尖端有关
达尔文	感受光刺激的 部位在尖端	甲组尖端遮光， 乙组尖端以下遮光	感受光刺激的 部位在尖端
波森和 詹森	幼苗的尖端可能产生某种物质，这种物质从苗尖传递到了下面。	甲组插入明胶， 乙组插入云母	幼苗尖端确实产生某种促进植物生长的物质并向下运输
温特	幼苗的尖端可能产生某种物质，这种物质从苗尖传递到了下面。	甲组放有生长素的琼脂 乙组放无生长素的琼脂	幼苗尖端确实产生某种促进植物生长的物质并向下运输

科学真理诞生的模式：发现问题——作出假设——实验验证——结果结论

2、生长素知识点小结：给学生一定时间，由学生自己构建概念图

（八）、课堂练习（略）

（九）、结束语：“我的成功是因为，对科学的热爱、对问题的思索和对时间的执著”。——达尔文

参考文献：

[1]生长素的发现教学设计及反思，陶铜筑，贵州教育，2006年24期，25—44。

[2] “植物生长素的发现”探究———建构型教学设计，苏少华，生物学通报，2008 年第43 卷第7 期，32---35。

[3]植物生长素的发现的教学设计，黄广慧，生物学通报，2008年43卷第5期，31---33。

[4] “植物的向性运动和生长素的发现”一节教学设计，王春易，生　物　学　通　报　，　　2001 年第35 卷第9 期，22---25