《植物生長素的發現》教學設計

趙紅偉

摘要： 本文以“植物生長素的發現”一節為例，展示了經典實驗的講述應該具備的環節和對學生進行能力培養的方法。本節課主要以基于實驗分析和問題討論的學生探究性相信獲得為課堂主題，較好地達到了教學目標。

關鍵詞： 《植物生長素的發現》教學設計探究性教學

新課應該是以能力培養為核心，以深化和內化知識為載體，以學生探究性學習活動為主要方式，改變學生接受學習的方式，進行以學生為課堂探索者的教學活動過程。現在以人教版高中《生物》第一冊第四章“植物生長素的發現”一節為例，通過學習高二相關的內容，學生在知識與能力和情感態度與價值觀方面達到了下列目標：（1）知識目標：①知道植物的向性運動及其意義。②知道植物生長素的科學發現過程。③理解實驗設計的一般內容和步驟。（2）能力目標：理解植物向性運動實驗的基本過程，培養學生的創新思維能力。（3）情感目標：通過重新發現生長素的科學實驗設計過程，培養學生探索未知的科學精神。我就這節課著重介紹探究性教學來和各位同仁交流，具體方案如下。

一、教學重點

1.生長素的發現過程。

2.與向光性有關的科學實驗設計。

二、落實方案

通過創設問題情境、引導探究，學生再次發現生長素。

三、教學難點

依據觀察現象，科學分析實驗過程，推導實驗結論。

四、突破策略

重溫與生長素發現有關的經典實驗。

五、教具準備

1.提前培育的玉米幼苗若干株。

2.多媒體設備。

六、課時安排

1課時

七、教學過程

（課前，每組分發數株有完整胚芽鞘玉米幼苗，1株黑暗中直立生長幼苗，1株向光彎曲生長幼苗。）

導課：生物體離不開環境，生物體都能適應一定的環境。但環境是在不斷變化的，特別是陸生環境。生物體如何能時時刻刻與環境相適應呢？一個重要原因就是生物體能夠及時調節自身的狀態。

出示：幼苗出土圖片：隨意播撒種子，根生長方向為什么總是向下？

跳水競技圖片：國際大賽中，興奮劑為什么屢禁不止？

羚羊爭斗圖片：是什么力量在驅使它們相互攻擊呢？

引入：這就是生命活動的調節，生命活動里有著許多科學的奧秘。人和動物有神經調節和體液調節。植物對外界刺激也能做出反應，有植物激素的化學調節。

教學目標實現：

1.植物的向性運動

出示：（比如）植物向光性、向水性圖片。這是生物體的應激性。上述生命現象分別是由哪一種外界刺激引起的？外界刺激有沒有方向？植物體發生反應的方向與刺激方向有沒有關系？這就是植物的向性運動。

概括：向性運動概念：植物體受到單一方向的外界刺激而引起的定向運動。

向性運動是普遍存在的。對植物體的生活有什么意義呢？更好地適應環境。

出示：玉米幼苗出土過程圖片，示胚芽鞘。下面我們討論玉米的向性運動。黑暗中，幼苗直立生長；單側光照射下，幼苗向光彎曲生長。

外部因素：單側光照；內部因素：植物激素的調節。這種調節是怎樣進行的呢？

2.植物向光性探究

What？Where？How？下面，我們進行小組學習，通過大家的合作，我們來探究這種植物激素是什么？在哪兒？如何起作用？

活動：學生開展小組合作學習。分為8個臨時學習小組，指定小組長。分發2張白紙、3支水彩筆，一個探究學習課題。

（1）小組探究學習。

（2）投影出示課題內容，學習小組各自推選代表上講臺介紹本小組的探究結果。

（3）小組間討論、交流探究結果。

（4）小組根據教師所提供實驗現象，得出小組的探究學習結論。

課題1結論：胚芽鞘在向光生長中起作用。

課題2結論：向光生長與尖端有關。

課題3結論：接受光刺激的部位是尖端。

課題4結論：胚芽鞘尖端確實產生某種物質，運輸到下部，促使胚芽鞘下面某些部分的生長。

回顧：科學家并不滿足，1914年，匈牙利科學家拜爾實驗過程，可以得出什么結論？證明胚芽鞘彎曲生長，是因為尖端產生的刺激在下面部分分布不均勻造成的。

1928年，荷蘭科學家溫特提出新的假設，如果尖端確實產生某種物質影響下部生長，那么這種物質應該可以轉移到一種載體里面，從而使該載體具有與尖端同樣的效力。實驗過程：將切下的胚芽鞘尖端放在瓊脂塊上→一段時間后移去尖端→將瓊脂小塊放在切去尖端的胚芽鞘切面的一側→胚芽鞘向放置瓊脂小塊的對側彎曲生長。

簡述：1934年，荷蘭科學家郭葛等人分離出該物質，化學名稱吲哚乙酸，是在細胞內由色氨酸合成的，取名為生長素，能促進細胞縱向伸長生長。生長素只能從形態學上端運輸到下端，而不能倒過來運輸，這個問題我們可以在下節課繼續討論。

學生：現在我們可以解釋植物的向光性嗎？

簡述：生長素發現的科學研究方法：發現問題、提出假設、實驗探究、得出結論、發現新問題。生長素發現的科學歷程約半個世紀，同學們對此有何感想？

結課：科學家是有國籍的，但科學是沒有國界的，科學發展大都建立在原有科學水平上。科學研究的路總是坎坷的，但人類探索自然、改造自然的活動，從來就沒有停止過。如果說，創新是一個民族的靈魂，那他們，就是我們全人類的靈魂。

板書提綱：

植物的向性運動概念：意義：適應環境

植物向光性探究

胚芽鞘在向光生長中起作用

↓

與尖端有關

↓

尖端接受光刺激

↓

尖端產生某種物質，運輸到下部起作用

課題1

背景資料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生長；在單側光照射下，幼苗向光彎曲生長。

探究內容：玉米幼苗向光彎曲生長，是幼苗結構的哪一部分在起作用呢？是外面的胚芽鞘，還是里面部分（幼葉和胚芽）？你們能根據所給實驗材料用具，設計簡單實驗進行探究嗎？

材料用具：生活玉米幼苗若干，單側光裝置若干，尖頭鑷子。

實驗步驟：請繪出示意圖。

預期可能出現的實驗現象：請繪出示意圖。

課題2

背景資料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生長；在單側光照射下，幼苗向光彎曲生長。是幼苗結構的哪一部分在起作用呢？是外面的胚芽鞘，還是里面部分（幼葉和胚芽）？實驗研究表明，是幼苗的胚芽鞘在向光彎曲生長中起作用。

探究內容：玉米幼苗向光彎曲生長，是幼苗胚芽鞘的哪一部分結構在向光彎曲生長中起作用呢？是尖端，還是尖端下面的部分？你們能根據所給實驗材料用具，設計簡單實驗進行探究嗎？

材料用具：生活玉米幼苗若干，單側光裝置若干，刀片。

實驗步驟：請繪出示意圖。

預期可能出現的實驗現象：請繪出示意圖。

課題3

背景資料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生長；在單側光照射下，幼苗向光彎曲生長。實驗研究表明，幼苗的向光彎曲生長與胚芽鞘尖端有關。

探究內容：接受單側光刺激的是尖端，還是下面部分呢？怎樣通過實驗證明你們的猜想？

材料用具：生活玉米幼苗若干，其他所需材料用具。

實驗步驟：請繪出示意圖。

預期可能出現的實驗現象：請繪出示意圖。

課題4

背景資料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生長；在單側光照射下，幼苗向光彎曲生長。實驗研究表明，幼苗向光彎曲生長中，接受光刺激的部位是胚芽鞘尖端。

探究內容：胚芽鞘尖端是否有化學信號向下傳遞，從而對胚芽鞘下面部分產生某種影響呢？1910年，丹麥科學家波森？詹森最初做了一個實驗，該實驗設計存在一定的缺陷，你們認為缺陷在哪里？應該如何改進？

材料用具：生活玉米幼苗若干，明膠薄片（化學物質能夠透過），云母薄片（化學物質不能透過），刀片。

實驗步驟：請繪出示意圖。

預期可能出現的實驗現象：請繪出示意圖。

波森·詹森最初的實驗設計：

課題5

背景資料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生長；在單側光照射下，幼苗向光彎曲生長。實驗研究表明，是因為幼苗胚芽鞘尖端能合成一種促進細胞縱向伸長生長的植物激素（生長素），作為化學信號向下傳遞，促進胚芽鞘下面部分的生長。而單側光刺激能引起生長素在幼苗向光側和背光側的不均勻分布。

探究內容：胚芽鞘尖端產生的生長素能從尖端向下運輸，能否倒過來運輸呢？你們能根據所給實驗材料用具，設計實驗進行探究嗎？

材料用具：生活玉米幼苗若干，瓊脂塊（一種有機物，是可以收集化學物質的載體）若干，含適宜濃度生長素的瓊脂塊若干，刀片。

實驗步驟：請繪出示意圖。

預期可能出現的實驗現象：請繪出示意圖。

參考文獻：

[1]朱正威，趙占良.生物3穩態與環境教師教學用書[M].北京：人民教育出版社，2007.