植物生長素的發(fā)現(xiàn) 教學(xué)設(shè)計(jì)與案例

1、“植物生長素的發(fā)現(xiàn)” 教學(xué)設(shè)計(jì)與案例新海高級中學(xué) 生物組 惠慧【教材分析】“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”是普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書 生物（必修） 穩(wěn)態(tài)與環(huán)境第三章第一節(jié)的內(nèi)容，是本章后面幾節(jié)的過渡章節(jié)。本節(jié)1課時(shí)，植物生長素的發(fā)現(xiàn)以科學(xué)探索的過程為脈絡(luò)安排教材內(nèi)容，以科學(xué)發(fā)現(xiàn)中折射出的科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)與科學(xué)的魅力為主線。通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解生長素的發(fā)現(xiàn)過程，體驗(yàn)科學(xué)探究的曲折及發(fā)展歷程，培養(yǎng)科學(xué)的思想方法及發(fā)展的科學(xué)觀。【教學(xué)目標(biāo)】1、知識目標(biāo)：概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程。體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)生長素的過程和方法。2、能力目標(biāo)：使學(xué)生初步掌握科學(xué)研究的方法和過程，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新和實(shí)踐能力。評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)

2、計(jì)和結(jié)論，訓(xùn)練邏輯思維的嚴(yán)密性。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：通過實(shí)驗(yàn)的分析評價(jià)與設(shè)計(jì)，體驗(yàn)感知科學(xué)探究的曲折，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。【教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)】1教學(xué)重點(diǎn)生長素的發(fā)現(xiàn)過程。 2、教學(xué)難點(diǎn)生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程及嚴(yán)謹(jǐn)性分析?！窘虒W(xué)設(shè)計(jì)思路】提出植物激素的概念，引導(dǎo)學(xué)生理解科學(xué)在不斷發(fā)展中前進(jìn)。引出向光性概念。尋求盆載向光彎曲的原因。實(shí)物展示“一面倒”的植物盆栽。提出問題：怎么做才能形成這種“一面倒的植物”呢？引導(dǎo)探究發(fā)現(xiàn)生長素，構(gòu)建設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)的知識體系。再次展示：“一面倒”的植物盆栽，對本堂內(nèi)容進(jìn)行小結(jié)，同時(shí)為下節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)做鋪墊，設(shè)置懸念。自主學(xué)習(xí)生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布

3、，培養(yǎng)學(xué)生解決問題的能力。【教學(xué)方法和手段】利用實(shí)物展示，創(chuàng)設(shè)形象生動的教學(xué)氛圍，同時(shí)應(yīng)用實(shí)驗(yàn)探究法、談話法、比較法、指導(dǎo)讀書法、學(xué)生活動法等，引導(dǎo)學(xué)生積極主動的思考，使其獲取知識的同時(shí)，培養(yǎng)觀察、比較和總結(jié)、批判思維和創(chuàng)新能力；還通過運(yùn)用圖解法培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用比較的方法理解圖解法的妙用?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】課前尋找體現(xiàn)植物向光性的植物（“一面倒”的植物盆栽），課前幾天培養(yǎng)的玉米種子【教學(xué)過程】主題教師的組織和引導(dǎo)學(xué)生的主體活動教學(xué)意圖章題導(dǎo)入設(shè)疑：與高等動物相比，植物沒有神經(jīng)系統(tǒng)，對外界刺激的反應(yīng)遠(yuǎn)不如動物靈敏。那么，種子萌發(fā)、幼苗生長、花開花謝、瓜熟蒂落，植物的這些生命活動又是如何調(diào)節(jié)的呢？出題：第3

4、章 植物的激素調(diào)節(jié)聯(lián)系相關(guān)知識,產(chǎn)生疑問。從感性材料入手，激發(fā)學(xué)生興趣；展示實(shí)物，引入新課實(shí)物展示：“一面倒”的植物盆栽大家現(xiàn)在所看到的這株盆栽會長成如此奇特的形態(tài)就是植物激素作用的結(jié)果。提問：怎么做才能形成這種“一面倒的植物”呢？請你在教室中尋找合適的位置，自己動手?jǐn)[放。提問：如果我時(shí)常挪動盆栽，行不行？ 這么做實(shí)際上是利用了植物的向光性。學(xué)生思考總結(jié)：將植物置于窗口，不挪動，長時(shí)間接受單側(cè)光。學(xué)生通過聯(lián)系日常生活中觀察到的現(xiàn)象，在教室中尋找合適的位置，自己動手?jǐn)[放。實(shí)物展示讓學(xué)生形成感性認(rèn)識；自己動手調(diào)動學(xué)生的主動性，引發(fā)學(xué)生的探究欲望。向光性的概念提問1：你知道什么是植物的向光性？提問2

5、：如果想讓這盆植物恢復(fù)直立生長，最簡單的方法怎么做？學(xué)生自己看書回答第1個(gè)問題：在單側(cè)光的照射下，植物朝向光源方向生長的現(xiàn)象叫做向光性。結(jié)合新授概念，思考回答問題2：將盆栽掉轉(zhuǎn)一下方向。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用新知識的能力。生長素的發(fā)現(xiàn)過程人們正是通過對植物向光性的研究，揭示了植物生命活動受到激素調(diào)節(jié)的奧秘?？茖W(xué)家發(fā)現(xiàn)的第一種植物激素是生長素。設(shè)疑：什么是生長素？科學(xué)家又是怎樣發(fā)現(xiàn)生長素的？引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材P46-47，請同學(xué)們思考：生長素如何影響植物的向光生長的？科學(xué)家是怎樣通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)這種物質(zhì)的？（教材中多次提到胚芽鞘，為讓學(xué)生形成感性認(rèn)識，課前幾天培養(yǎng)玉米種子，課堂上讓學(xué)生直觀觀察一下玉米的胚芽鞘，

6、對于瓊脂在實(shí)驗(yàn)中也多次用到，簡要介紹瓊脂）分組討論，嘗試推測黑板上8組胚芽鞘的生長情況會怎樣？（教師課前在黑板上畫好）每小組委任一名同學(xué)代表本組匯報(bào)討論結(jié)果。提問：如果把A和B看作一組對照實(shí)驗(yàn)，C和D是另一組對照實(shí)驗(yàn)，請同學(xué)們仔細(xì)思考每組對照實(shí)驗(yàn)的單因子變量是什么？通過對照說明了什么？強(qiáng)調(diào)：胚芽鞘的感光部位在尖端，但向光彎曲的部位在尖端以下部分。以上兩組實(shí)驗(yàn)是達(dá)爾文利用金絲雀虉草的胚芽鞘作為實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)的一個(gè)簡單而富有創(chuàng)造性的向光性實(shí)驗(yàn)。根據(jù)該實(shí)驗(yàn)達(dá)爾文提出了自己的看法。提問：你能給我們介紹一下達(dá)爾文的觀點(diǎn)嗎？ 看來，達(dá)爾文的觀點(diǎn)與我們不謀而合，感光產(chǎn)生某種刺激的部位是尖端，但真正向光彎曲的

7、部位是尖端以下部分。設(shè)疑：達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)中提到的“某種刺激”究竟是什么呢？詹森進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究。1910年，詹森將胚芽鞘尖端切下，在切口處加置一塊瓊脂塊，結(jié)果發(fā)現(xiàn)瓊脂塊仍然向光彎曲。提問：詹森的實(shí)驗(yàn)（B和E）對照說明了什么？緊接著，在1914年，拜爾將胚芽鞘尖端切下，并移至一側(cè)，置于黑暗中培養(yǎng)觀察，發(fā)現(xiàn)尖端置于左側(cè)，胚芽鞘向右彎曲；置于右側(cè)，胚芽鞘向左彎曲。提問：大家是否發(fā)現(xiàn)胚芽鞘彎曲的規(guī)律？提問：拜爾的實(shí)驗(yàn)證明了什么？過渡：詹森和拜爾的實(shí)驗(yàn)讓人們初步認(rèn)識到：頂尖產(chǎn)生的刺激可能是一種化學(xué)物質(zhì)。這種化學(xué)物質(zhì)的分布不均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長。為了進(jìn)一步證實(shí)這一看法，1928年荷蘭科學(xué)家溫特進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)

8、證。提問：描述一下溫特是怎么做的？提問：該實(shí)驗(yàn)缺少對照組，誰來給它補(bǔ)充一個(gè)對照組，使得實(shí)驗(yàn)更加嚴(yán)謹(jǐn)？小結(jié)：溫特的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)造成胚芽鞘彎曲的刺激確實(shí)是一種化學(xué)物質(zhì)，溫特把這種物質(zhì)命名為生長素。提問：但是，遺憾的是溫特并不知道生長素的化學(xué)本質(zhì)究竟是什么？你們知道嗎？在1931年科學(xué)家首次從人尿中分離出了這種物質(zhì)，經(jīng)鑒定這種物質(zhì)就是吲哚乙酸，簡稱IAA。吲哚乙酸具有促進(jìn)植物生長的功能。提問：植物生長素和動物生長激素是否相同？學(xué)生自己看書思考前兩個(gè)問題。在老師的引導(dǎo)下分組討論，探討8組胚芽鞘的生長情況。經(jīng)過爭論，達(dá)成共識：A向光彎曲生長B不生長也不彎曲C直立生長D向光彎曲生長E向光彎曲生長F向右彎

9、曲生長G向左彎曲生長H向右彎曲生長學(xué)生自由討論并發(fā)表看法。A和B對照單因子變量：胚芽鞘有無尖端結(jié)論：植物的向光性與胚芽鞘的尖端有關(guān)；C和D對照單因子變量：胚芽鞘尖端有無遮光結(jié)論：胚芽鞘的感光部位在尖端。學(xué)生根據(jù)教材思考回答問題：單側(cè)光的照射使胚芽鞘的尖端產(chǎn)生某種刺激，當(dāng)這種刺激傳遞到下部的伸長區(qū)時(shí)，會造成背光面比向光面生長快，因而出現(xiàn)向光彎曲。學(xué)生根據(jù)教材思考回答問題：說明胚芽鞘尖端產(chǎn)生的刺激可以透過瓊脂片傳遞給下部。學(xué)生同聲回答：胚芽鞘總向放置尖端的對側(cè)彎曲生長。學(xué)生根據(jù)教材思考回答問題：拜爾的實(shí)驗(yàn)證明了胚芽鞘的彎曲生長是因?yàn)轫敿猱a(chǎn)生的刺激在其下部分分布不均勻造成的。學(xué)生結(jié)合圖H進(jìn)行描述：溫

10、特把與尖端接觸過的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘一側(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)胚芽鞘會向?qū)?cè)彎曲生長。學(xué)生上黑板補(bǔ)充完成對照組：結(jié)果：不生長也不彎曲學(xué)生同聲回答：吲哚乙酸。學(xué)生結(jié)合已有知識，思考回答：植物生長素的化學(xué)本質(zhì)是吲哚乙酸，而動物垂體分泌的生長激素是蛋白質(zhì)類的物質(zhì)，二者是截然不同的。引導(dǎo)學(xué)生去自主探究，去理解實(shí)驗(yàn)探究的過程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，評價(jià)，結(jié)論的得出等能力強(qiáng)化設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)該控制的變量問題，從而在學(xué)生的認(rèn)知領(lǐng)域里初步構(gòu)建出設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)的知識體系。和達(dá)爾文一起“思考”，與詹森、拜爾同感“刺激”，隨溫特揭示生長素的奧秘。使學(xué)生理解科學(xué)家在研究中的認(rèn)識發(fā)展過程和科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方法。幫助學(xué)生強(qiáng)化構(gòu)建設(shè)計(jì)對照實(shí)

11、驗(yàn)的知識體系。植物激素概念 后來，科學(xué)家有陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了其他具有生長素效應(yīng)的物質(zhì)，如苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）。以及其他植物激素包括赤霉素、細(xì)胞分裂素、乙烯和脫落酸。提問：究竟什么是植物激素呢？ 生長素的發(fā)現(xiàn)，是多位科學(xué)家歷時(shí)近50年的研究成果，即便如此對植物向光性的解釋目前仍有爭議（感興趣的同學(xué)可以在課后閱讀P48楷體小字部分），由此看來，植物向光性的研究并沒有結(jié)束，而是在繼續(xù)探索和發(fā)展。學(xué)生據(jù)書回答：由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位，對植物的生長發(fā)育有顯著影響的微量有機(jī)物，稱作植物激素，引導(dǎo)學(xué)生用發(fā)展的觀點(diǎn)，理解科學(xué)在不斷發(fā)展中前進(jìn)的科學(xué)思維觀。生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布請同

12、學(xué)們看教材P48，你會提出哪些問題？分布：運(yùn)輸方式生長素的產(chǎn)生部位方向討論后教師引導(dǎo)小結(jié)：繪圖并要求學(xué)生判斷生長素的運(yùn)輸方向： 學(xué)生閱讀教材討論后組織答案：生長素是由哪里產(chǎn)生的？在植物體內(nèi)怎樣運(yùn)輸?shù)?？運(yùn)輸?shù)姆较?？運(yùn)輸?shù)姆绞剑咳绾畏植迹?判斷生長素的運(yùn)輸方向：培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力，解決問題的能力。結(jié)課再次展示：“一面倒”的植物盆栽 利用課堂所學(xué)內(nèi)容解釋盆栽植物向光彎曲生長的原因。設(shè)疑：除了利用植物的向光性外，你有其他的辦法來培養(yǎng)這種“一面倒”的植物嗎？引導(dǎo)學(xué)生課下探究：這種方式是利用了植物莖的背地性。植物的莖有背地性，根有向地性，看來植物生長素的分布除受光影響外，還會受到重力影響。思考：同樣受

13、重力影響，為何莖背地生長而根向地生長？通過預(yù)習(xí)下節(jié)內(nèi)容生長素的生理作用，你一定可以找到答案。學(xué)生討論后組織答案：外因：單側(cè)光內(nèi)因：生長素分布不均勻，背光一側(cè)分布的生長素多，生長快；向光一側(cè)分布少，生長慢從而出現(xiàn)向光彎曲。學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)回答：將植物放倒生長。學(xué)生好奇的翻看下節(jié)內(nèi)容，尋找答案。引導(dǎo)學(xué)生梳理本節(jié)所學(xué)內(nèi)容。為下節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)做鋪墊，設(shè)置懸念【教學(xué)反思】本節(jié)內(nèi)容教學(xué)適宜采用發(fā)現(xiàn)法，模擬科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，提高學(xué)生獲取信息、分析解決問題的能力以及探究能力。在能力和價(jià)值觀方面，通過對“生長素的發(fā)現(xiàn)過程”的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S能力，樹立科學(xué)的世界觀。通過對生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識解決問題的能力，以及聯(lián)系實(shí)際、學(xué)以致用的能力。學(xué)生也可以根據(jù)學(xué)習(xí)過程中發(fā)現(xiàn)的問題自己設(shè)計(jì)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，從而培養(yǎng)學(xué)生掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和觀察的方法以及創(chuàng)新能力。作者簡介：惠慧，女，1981年11月出