高中生物人教版高中必修3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境第3章植物的激素調(diào)節(jié)-植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)(教學(xué)設(shè)計(jì))

1、植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn) 教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析、學(xué)情分析本節(jié)是人教版必修3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境第三章“植物激素的調(diào)節(jié)”第一節(jié)的內(nèi)容，主要介紹了植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，包括達(dá)爾文、詹森、拜爾、溫特等科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)。教材呈現(xiàn)了科學(xué)探究的過(guò)程，而且非常詳細(xì)清晰，因此本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)是學(xué)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)，難點(diǎn)是協(xié)助學(xué)生利用假說(shuō)-演繹法建立各個(gè)實(shí)驗(yàn)之間的邏輯性聯(lián)系，讓學(xué)生充分體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程和方法，培養(yǎng)嚴(yán)密的科學(xué)思維的習(xí)慣。在本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了人和動(dòng)物體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)方式，為本節(jié)課類比學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)，其次學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了假說(shuō)-演繹法的科學(xué)研究方法，為建立生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)的相關(guān)實(shí)驗(yàn)奠定了基礎(chǔ)。本節(jié)教學(xué)中，應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生分析已

2、有實(shí)驗(yàn)的不足之處，通過(guò)分析、質(zhì)疑與小組討論，不斷改進(jìn)原有的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。由此激發(fā)學(xué)生探究的興趣，引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，以培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維與科學(xué)探究的能力。二、教學(xué)目標(biāo)1. 通過(guò)分析生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，探究植物向光性的原因，體會(huì)植物通過(guò)調(diào)節(jié)實(shí)現(xiàn)生命活動(dòng)的穩(wěn)態(tài)與平衡。2. 運(yùn)用假說(shuō)-演繹法構(gòu)建生長(zhǎng)素發(fā)現(xiàn)相關(guān)實(shí)驗(yàn)的聯(lián)系，發(fā)展學(xué)生的邏輯思維的嚴(yán)密性，形成科學(xué)思維的習(xí)慣。3. 通過(guò)質(zhì)疑、小組合作設(shè)計(jì)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，并進(jìn)一步體驗(yàn)科學(xué)探究的一般過(guò)程，發(fā)展探究能力。4. 運(yùn)用植物向光性的原理，概述“3D打印家具”的處理方法，提升學(xué)生在真實(shí)情境中解決問(wèn)題的能力。三、教學(xué)過(guò)程本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)思

3、路如圖1所示：圖 SEQ 圖 * ARABIC 1 教學(xué)設(shè)計(jì)思路示意圖1. 創(chuàng)設(shè)情境，趣味導(dǎo)入課前播放MV向光性，然后以學(xué)生排練運(yùn)動(dòng)會(huì)舞蹈引入，提問(wèn)：你見(jiàn)過(guò)會(huì)跳舞的植物嗎？播放視頻會(huì)跳舞的植物（胚芽鞘向光生長(zhǎng)的延時(shí)攝影視頻）。進(jìn)而提問(wèn)：你觀察到了什么現(xiàn)象？引入“向光性”。然后讓學(xué)生舉例生活中常見(jiàn)的植物向光性的例子，教師展示事先準(zhǔn)備好的實(shí)例，即老師家養(yǎng)的多肉和古詩(shī)句“一枝紅杏出墻來(lái)”，如圖2所示。最后提出問(wèn)題：植物為什么具有向光性？引出達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)。圖 SEQ 圖 * ARABIC 2 植物向光性的實(shí)例設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生在歡快的歌聲中放松心情，活躍課堂氣氛。以學(xué)生最近的活動(dòng)引入，引起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣

4、（課堂表現(xiàn)：因正處于學(xué)生訓(xùn)練期間，學(xué)生非常激動(dòng)，極大調(diào)動(dòng)了課堂氛圍）。延時(shí)攝影下植物也開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，學(xué)生對(duì)這一現(xiàn)象會(huì)感到非常震撼，由此設(shè)問(wèn)，引入課題，啟發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。探究一：胚芽鞘向光性的外因教師講述達(dá)爾文的故事，即“達(dá)爾文在環(huán)球航行時(shí)，為了飼養(yǎng)隨身帶的幾只鳥，種了一種叫草蘆的草。船艙很暗，只有窗戶透射進(jìn)陽(yáng)光，達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)草的幼苗總是朝著窗戶的方向生長(zhǎng)。達(dá)爾文提出進(jìn)化論之后，晚年又利用金絲雀虉（y）草的胚芽鞘對(duì)植物向光性進(jìn)行了研究”，然后類比根尖介紹胚芽鞘的結(jié)構(gòu)（如圖3所示），回歸教材，學(xué)生閱讀并做筆記。圖 SEQ 圖 * ARABIC 3 胚芽鞘的結(jié)構(gòu)示意圖設(shè)計(jì)意圖：為學(xué)生呈現(xiàn)真實(shí)的科學(xué)研究過(guò)

5、程，創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)情境，同時(shí)注重回歸教材，培養(yǎng)學(xué)生研讀教材的習(xí)慣。教師展示達(dá)爾文的研究過(guò)程（如圖4所示），學(xué)生閱讀并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，回答問(wèn)題，即：胚芽鞘向光生長(zhǎng)的信號(hào)是什么？感光部位和彎曲部位在哪？教師引導(dǎo)學(xué)生從自變量等角度分析實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論。圖 SEQ 圖 * ARABIC 4 達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)示意圖進(jìn)而教師提出疑惑：錫箔罩子（如重力）對(duì)胚芽鞘生長(zhǎng)有影響嗎？學(xué)生思考并討論，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并說(shuō)出實(shí)驗(yàn)思路。討論結(jié)束后，請(qǐng)小組代表闡述并在黑板上繪出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，其余小組點(diǎn)評(píng)，教師總結(jié)（如圖5所示）。最后引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論，即胚芽鞘向光性的原因是胚芽鞘尖端受單側(cè)光刺激，向伸長(zhǎng)區(qū)傳遞某“影響”，造成伸長(zhǎng)區(qū)背光面比向光面生

6、長(zhǎng)快。圖 SEQ 圖 * ARABIC 5 達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)改進(jìn)示意圖設(shè)計(jì)意圖：引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑已有實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，通過(guò)小組合作解決問(wèn)題，增強(qiáng)學(xué)生的合作、交流能力。學(xué)生互評(píng)、教師評(píng)價(jià)，多角度評(píng)價(jià)促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)思維的嚴(yán)密性培養(yǎng)，以及學(xué)生的應(yīng)變能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。探究二：胚芽鞘向光性的內(nèi)因至此學(xué)生產(chǎn)生疑惑：這種“影響”究竟是什么呢？教師引導(dǎo)學(xué)生類比人和動(dòng)物體的生命活動(dòng)調(diào)節(jié)方式，即神經(jīng)調(diào)節(jié)和體液調(diào)節(jié)。學(xué)生做出假設(shè)：這種“影響”是一種類似于激素的化學(xué)物質(zhì)。教師引導(dǎo)學(xué)生演繹推理：如果這種“影響”是一種化學(xué)物質(zhì)，并且是從尖端運(yùn)輸?shù)较虏亢笃鹱饔茫敲辞袛嗉舛伺c下部后，放上一種介質(zhì)讓這種“影響”將不能向下傳

7、遞，下部將不會(huì)生長(zhǎng)。相反，切斷后，放上某種介質(zhì)讓該“影響”傳遞到下部，下部將生長(zhǎng)。則可以說(shuō)明這種“影響”是化學(xué)物質(zhì)。學(xué)生思考介質(zhì)材料選取，教師提示學(xué)生回憶實(shí)驗(yàn)“細(xì)胞大小與物質(zhì)運(yùn)輸?shù)年P(guān)系”中所用的材料。然后由學(xué)生組織語(yǔ)言并說(shuō)出實(shí)驗(yàn)思路和預(yù)期結(jié)果。最后教師展示鮑森詹森的實(shí)驗(yàn)示意圖（如圖6），學(xué)生對(duì)比自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與詹森的區(qū)別，并進(jìn)行評(píng)價(jià)，最后由此實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論，即尖端產(chǎn)生這種“影響”是化學(xué)物質(zhì)，并且能透過(guò)瓊脂塊，從尖端運(yùn)往下部，促使下部生長(zhǎng)。圖 SEQ 圖 * ARABIC 6 鮑森詹森的實(shí)驗(yàn)示意圖設(shè)計(jì)意圖：運(yùn)用“假說(shuō)-演繹法”的思路探究胚芽鞘向光性的內(nèi)因，培養(yǎng)學(xué)生的演繹推理的科學(xué)思維。類比人和

8、動(dòng)物體的生命活動(dòng)調(diào)節(jié)方式，學(xué)生很容易做出假設(shè)，加強(qiáng)了類比推理的科研方法的應(yīng)用。另外由于該實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)難度較大，因此教師應(yīng)給予一定的提示和引導(dǎo)。通過(guò)對(duì)比科學(xué)家與自己設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行評(píng)價(jià)，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維，并且增強(qiáng)學(xué)生科學(xué)探究的熱情和動(dòng)力。然后，教師提出問(wèn)題：尖端產(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)運(yùn)輸?shù)郊舛讼虏?，為什么?huì)引起尖端下部生長(zhǎng)不均勻呢？學(xué)生大膽猜測(cè)，很容易想到是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的化學(xué)物質(zhì)分布不均引起的，教師鼓勵(lì)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明。學(xué)生思考并說(shuō)出闡述的思路，其余學(xué)生評(píng)價(jià)，教師總結(jié)。教師引出拜爾的實(shí)驗(yàn)（如圖7），并進(jìn)行提問(wèn)：為何選擇黑暗條件下實(shí)驗(yàn)？怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)才能排除尖端這個(gè)結(jié)構(gòu)起作用，并進(jìn)一步證明是尖端產(chǎn)生的某種化

9、學(xué)物質(zhì)起作用呢？學(xué)生主動(dòng)思考并猜測(cè)，可能會(huì)想到將尖端中的化學(xué)物質(zhì)提取出來(lái)，教師評(píng)價(jià)該操作的不可行原因，最后引出溫特的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生分析溫特的實(shí)驗(yàn)并判斷胚芽鞘的生長(zhǎng)情況。教師提問(wèn)：溫特的實(shí)驗(yàn)是否有不足之處？學(xué)生很容易想到該實(shí)驗(yàn)缺乏空白對(duì)照，并補(bǔ)充完善實(shí)驗(yàn)（如圖8）。圖 SEQ 圖 * ARABIC 7 拜爾的實(shí)驗(yàn)示意圖圖 SEQ 圖 * ARABIC 8 溫特的實(shí)驗(yàn)及改進(jìn)實(shí)驗(yàn)示意圖設(shè)計(jì)意圖：鼓勵(lì)學(xué)生大膽猜測(cè)并嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)證明，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。教師引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑已有的實(shí)驗(yàn)，促進(jìn)學(xué)生深度思考和培養(yǎng)批判性思維，同時(shí)有利于培養(yǎng)學(xué)生邏輯思維的嚴(yán)密性。根據(jù)三位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)探究得出結(jié)論，即胚芽鞘的彎曲生長(zhǎng)是

10、由一種化學(xué)物質(zhì)引起的，并提出生長(zhǎng)素。然后教師簡(jiǎn)介生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)歷程，即1931年科學(xué)家首先從人尿中分離出具有生長(zhǎng)素效應(yīng)的物質(zhì)吲哚乙酸（IAA），1946年從高等植物中提取出生長(zhǎng)素，并確認(rèn)是IAA?；仡櫯哐壳氏蚬庑缘膬?nèi)因探究過(guò)程，并提問(wèn)：采取的實(shí)驗(yàn)方法是什么？學(xué)生回憶并復(fù)習(xí)“假說(shuō)-演繹法”（如圖9）。圖 SEQ 圖 * ARABIC 9 “假說(shuō)-演繹法”探究過(guò)程示意圖4.建構(gòu)模型、應(yīng)用模型教師提出課前問(wèn)題：植物為什么具有向光性？教師引導(dǎo)學(xué)生從起因、過(guò)程和結(jié)果三個(gè)環(huán)節(jié)建立概念圖模型，學(xué)生思考并回答。學(xué)生根據(jù)植物向光性的原理，判斷一段時(shí)間后，圖中胚芽鞘的生長(zhǎng)情況（如圖10所示）。學(xué)生回答，其余學(xué)生點(diǎn)評(píng)

11、，教師總結(jié)。圖 SEQ 圖 * ARABIC 10 植物向光性原因示意圖5.課堂小結(jié)教師展示概念圖，總結(jié)生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)歷程（如圖11）。正因?yàn)檫@些科學(xué)家的努力，才讓我們今天更加接近事實(shí)的真相。圖 SEQ 圖 * ARABIC 11 生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)歷程示意圖6.課后延伸教師展示事例3D打印家具（如圖12），即在英格蘭有一位家具設(shè)計(jì)師，他制造的家具不在工廠，誕生于田地。據(jù)了解，這些制造家具的樹(shù)木在幼苗時(shí)需要經(jīng)過(guò)特殊處理，這些特殊形態(tài)的樹(shù)木常常經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的打磨就可以用作家具了。并提問(wèn)：聯(lián)系生活，推測(cè)特殊處理的方法可能是什么？學(xué)生思考，課后討論。圖 SEQ 圖 * ARABIC 12 3D打印家具設(shè)計(jì)意圖：生物學(xué)是一門與生活緊密聯(lián)系的學(xué)科，與學(xué)生分析生活中的例子，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)有助于培養(yǎng)在真實(shí)情境中解決問(wèn)題的能力。四、教學(xué)反思 本節(jié)課的內(nèi)容是高考中科學(xué)史考查的重點(diǎn)，因此我著重引導(dǎo)學(xué)生