教材插圖二次開發在“生長素的發現”一節教學中的應用

胡雪梅

摘 要 在“生長素的發現”一節的教學中，充分利用課本插圖，同時對課本插圖進行補充完善，循序漸進地探究式地啟發學生思考，學生不但能明白課本內容，也能進行簡單地實驗設計，教學效果良好。

關鍵詞 插圖二次開發 生長素發現史 探究式教學

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

插圖是生物學的第二語言，也是生物學教材內容的重要組成部分，有著語言文字無法比擬的形象、生動、直觀、簡潔等特點，帶有插圖的教材其教學效果要優于純文字性教材。教師在教學過程中，如能對插圖進行文本資源研究，充分挖掘教材插圖的內涵與外延，不但能夠幫助學生利用課本插圖理解課本知識，也能訓練學生對插圖的理解能力。目前所使用的教材插圖給了授課教師許多的發揮空間，但是教師利用插圖教學還有不少的缺陷。如有的教師沒有對插圖引起足夠的重視，缺乏深入挖掘以幫助學生理解知識或教會學生分析圖形的方法；有一些新教師不知如何挖掘教材插圖；有的學生對插圖視而不見，對插圖的地位和作用認識不夠。

“生長素的發現”一節的教學模式就是教材插圖二次開發應用的內容。采用“引導—探究—發現”教學模式進行教學，使學生通過體驗發現生長素的過程和方法，培養學生設計探究實驗的能力，訓練其嚴密的邏輯思維能力和觀察能力。筆者不是用動畫的形式呈現過程，也不是用文字陳述實驗過程，而是直接用課本給出的插圖，用問題串對插圖進行二次開發，補充出課本沒有的實驗。學生在設計實驗時也用圖形表示，做題也是判斷圖形。這樣不但達到了利用科學史進行探究性學習的目的，也充分利用插圖的生動、直觀、簡潔等特點，培養學生對插圖的理解和分析能力，一舉兩得。

1 教學過程

1.1 用課本“問題探討”的圖片引入

師：看到什么現象？（引出植物的向光性）

教師通過提問，引出向光性的概念，注意強調單側光。

師：如果是放在室外，能看到這種現象嗎？

教師指出植物向光性是植物的一種向性運動。

1.2 教師用課本胚芽鞘的研究圖片，引導學生學習“生長素的發現史”

1.2.1 達爾文的實驗

教師出示胚芽鞘的圖片，讓學生認識胚芽鞘：單子葉植物特別是禾本科植物胚芽外的錐形鞘狀結構。

教師提供實驗中胚芽鞘向光彎曲生長的圖片，提出問題：看出什么細節了嗎？

生：彎曲的部位是尖端下一段（伸長區）；背光面的生長速度：背光面快于向光面。

教師出示達爾文實驗的第一組圖片（圖1），提出問題：實驗現象是什么？

教師引導學生根據實驗現象，得出結論：

現象：a向光彎曲生長，b不生長。

結論：胚芽鞘向光彎曲生長需要尖端。

（結論是闡明自變量與因變量的關系或具體說明自變量對因變量的影響）

教師出示達爾文實驗的第二組圖片（圖2），并提問：實驗現象是什么？

教師引導學生根據實驗現象，得出結論：

現象：c直立生長，d向光彎曲生長。

結論：胚芽鞘感受單側光刺激的部位是尖端。

教師要求學生結合上述事實，對胚芽鞘向光彎曲生長做出解釋。

學生提出并討論他們的解釋，其他學生完善。完善后的解釋已接近達爾文的解釋。

教師給出達爾文的解釋：胚芽鞘尖端受單側光刺激后，就向下面的伸長區傳遞某種影響，造成伸長區背光面比向光面生長快，因而向光彎曲。

學生發現自己能給出跟科學家差不多的解釋時，有一種欣喜感，也增強了自信和學習的興趣。

教師創設情境：如果你是達爾文，接下來你想解決什么問題？這種影響到底是什么？

1.2.2 詹森的實驗

師：這兩組實驗（圖3）有幾個變量？不遵循實驗的什么原則？如果要加一個組，應該是怎樣的？是實驗組，還是對照組？

生：兩個變量——有無尖端和有無插瓊脂片；單一變量原則；不作處理；對照組。

學生描述現象，總結出結論：

現象：切去尖端的不生長，另兩組向光彎曲生長。

結論：胚芽鞘向光彎曲生長需要尖端；胚芽鞘尖端產生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部。達爾文已得出前面結論，詹森得出的主要是后面的結論。

教師提供詹森的補充實驗，如圖4所示。

師：云母片不透水，結果如何呢？

現象：實驗組不生長，對照組向光彎曲生長。

結論：胚芽鞘尖端產生的影響不能透過云母片傳遞給下部。

1.2.3 拜爾的實驗（圖5）

師：放在黑暗中的目的是什么？設計意圖是什么？

生：排除單側光對實驗結果的干擾；想造成影響在伸長區的分布不均勻。

學生描述現象，得出結論：

現象：向對側彎曲。

結論：胚芽鞘的彎曲生長是由于尖端產生的影響在其下部分布不均勻而造成的。

1.2.4 斯達克的實驗

教師補充斯達克的實驗：將含有燕麥胚芽鞘尖端榨出的液汁的瓊脂片，放在胚芽鞘殘樁的一側，也促進這一側的生長，引起彎曲。

教師引導學生分析，得出結論：胚芽鞘尖端的液汁中有促進生長的物質。

1.2.5 溫特的實驗

教師出示圖片（圖6），并提出問題：溫特的設計意圖是什么？實驗就這樣完整嗎？缺乏什么？如何補充？

生：引起胚芽鞘彎曲生長的是否是一種化學物質；不完整；缺乏對照；以沒有放過尖端的瓊脂塊做同樣的實驗。

教師補充出完整的實驗圖（圖7）。

學生描述現象，得出結論：

現象：實驗組胚芽鞘向對側彎曲，對照組胚芽鞘不生長也不彎曲。

結論：胚芽鞘的彎曲生長確實是一種化學物質引起的。

溫特將該物質命名為什么？（生長素）

1.2.6 對生長素進行小結

師生總結：

胚芽鞘感受單側光刺激的部位是尖端；

生長素的產生部位是尖端；

生長素的作用部位是伸長區；

生長素的作用是促進細胞伸長。

師：生長素能否透過瓊脂片和云母片？（能透過瓊脂片，不能透過云母片）

胚芽鞘背光面生長快于向光面的原因是什么？（背光面生長素比向光面多）

教師解釋單側光使胚芽鞘向光彎曲生長的原因：單側光照射后，胚芽鞘背光一側的生長素含量多于向光一側，引起兩側的生長不均勻，背光側生長比向光側快，向光彎曲。

1.3 對課本內容的深化延伸，用圖表示實驗方案

師：背光面生長素為什么會多于向光面？請學生討論完成實驗方案的設計，并畫圖表示。

學生的實驗方案如圖8所示。

教師要求學生比較圖9中去尖端胚芽鞘的彎曲程度或比較去尖端胚芽鞘的生長高度。

學生預測結果：彎曲程度或高度：丁>甲=乙>丙。學生得出結論：生長素的不均勻分布是因為生長素的橫向運輸（從向光側到背光側）。

有學生提出疑問：為什么是對尖端做如此的處理而不是伸長區？

教師引出下一問題：橫向運輸的位置在哪里？

學生討論完成實驗方案，并進行結果預測，得出結論。學生的實驗方案如圖10所示。學生觀察胚芽鞘的生長情況。

學生預測結果：甲乙向光彎曲生長，丙直立生長。

得出結論：生長素的橫向運輸發生在尖端。

1.4 用圖形鞏固所學內容（判斷圖11中胚芽鞘的生長情況）

1.5 學生閱讀課本，并完成本節內容的最后部分

師：所有植物的向光生長都是因為生長素的不均勻分布嗎？理由是什么？

教師利用問題幫助學生理解植物激素的概念：來源；產生部位與作用部位可能不同，需要運送；作用特點；化學本質；與動物激素比較，有什么相同之處，又有什么不同之處。

學生閱讀課本，學習生長素的產生、運輸和分布，并完成技能訓練。

2 教學反思

本課以科學探索的過程為脈絡安排教材內容，以科學發現中折射出的科學研究的嚴謹與科學的魅力為主線。教師以一系列問題激發學生的問題意識。并且在問題的解決過程中，引導學生形成科學的探究思維。學生初步學會了科學實驗方法，了解了科學實驗設計的嚴謹性，培養了科學精神和科學態度，也了解生長素的發現過程，體驗了科學探究的實驗方法、曲折及發展歷程，培養了科學的思維方法及發展的科學觀。

教師通過對課本插圖的詳細注解、分析、補充，甚至完善，挖掘插圖隱性知識，深化知識的理解層次，從而幫助學生理解課本知識，明白科學發現的過程。更重要的是教給學生分析圖形的方法，從而培養并提高學生分析圖形的能力，也教會學生自己用圖形呈現實驗。