《植物生长素的发现》教学设计

赵红伟

摘要： 本文以“植物生长素的发现”一节为例，展示了经典实验的讲述应该具备的环节和对学生进行能力培养的方法。本节课主要以基于实验分析和问题讨论的学生探究性相信获得为课堂主题，较好地达到了教学目标。

关键词： 《植物生长素的发现》教学设计探究性教学

新课应该是以能力培养为核心，以深化和内化知识为载体，以学生探究性学习活动为主要方式，改变学生接受学习的方式，进行以学生为课堂探索者的教学活动过程。现在以人教版高中《生物》第一册第四章“植物生长素的发现”一节为例，通过学习高二相关的内容，学生在知识与能力和情感态度与价值观方面达到了下列目标：（1）知识目标：①知道植物的向性运动及其意义。②知道植物生长素的科学发现过程。③理解实验设计的一般内容和步骤。（2）能力目标：理解植物向性运动实验的基本过程，培养学生的创新思维能力。（3）情感目标：通过重新发现生长素的科学实验设计过程，培养学生探索未知的科学精神。我就这节课着重介绍探究性教学来和各位同仁交流，具体方案如下。

一、教学重点

1.生长素的发现过程。

2.与向光性有关的科学实验设计。

二、落实方案

通过创设问题情境、引导探究，学生再次发现生长素。

三、教学难点

依据观察现象，科学分析实验过程，推导实验结论。

四、突破策略

重温与生长素发现有关的经典实验。

五、教具准备

1.提前培育的玉米幼苗若干株。

2.多媒体设备。

六、课时安排

1课时

七、教学过程

（课前，每组分发数株有完整胚芽鞘玉米幼苗，1株黑暗中直立生长幼苗，1株向光弯曲生长幼苗。）

导课：生物体离不开环境，生物体都能适应一定的环境。但环境是在不断变化的，特别是陆生环境。生物体如何能时时刻刻与环境相适应呢？一个重要原因就是生物体能够及时调节自身的状态。

出示：幼苗出土图片：随意播撒种子，根生长方向为什么总是向下？

跳水竞技图片：国际大赛中，兴奋剂为什么屡禁不止？

羚羊争斗图片：是什么力量在驱使它们相互攻击呢？

引入：这就是生命活动的调节，生命活动里有着许多科学的奥秘。人和动物有神经调节和体液调节。植物对外界刺激也能做出反应，有植物激素的化学调节。

教学目标实现：

1.植物的向性运动

出示：（比如）植物向光性、向水性图片。这是生物体的应激性。上述生命现象分别是由哪一种外界刺激引起的？外界刺激有没有方向？植物体发生反应的方向与刺激方向有没有关系？这就是植物的向性运动。

概括：向性运动概念：植物体受到单一方向的外界刺激而引起的定向运动。

向性运动是普遍存在的。对植物体的生活有什么意义呢？更好地适应环境。

出示：玉米幼苗出土过程图片，示胚芽鞘。下面我们讨论玉米的向性运动。黑暗中，幼苗直立生长；单侧光照射下，幼苗向光弯曲生长。

外部因素：单侧光照；内部因素：植物激素的调节。这种调节是怎样进行的呢？

2.植物向光性探究

What？Where？How？下面，我们进行小组学习，通过大家的合作，我们来探究这种植物激素是什么？在哪儿？如何起作用？

活动：学生开展小组合作学习。分为8个临时学习小组，指定小组长。分发2张白纸、3支水彩笔，一个探究学习课题。

（1）小组探究学习。

（2）投影出示课题内容，学习小组各自推选代表上讲台介绍本小组的探究结果。

（3）小组间讨论、交流探究结果。

（4）小组根据教师所提供实验现象，得出小组的探究学习结论。

课题1结论：胚芽鞘在向光生长中起作用。

课题2结论：向光生长与尖端有关。

课题3结论：接受光刺激的部位是尖端。

课题4结论：胚芽鞘尖端确实产生某种物质，运输到下部，促使胚芽鞘下面某些部分的生长。

回顾：科学家并不满足，1914年，匈牙利科学家拜尔实验过程，可以得出什么结论？证明胚芽鞘弯曲生长，是因为尖端产生的刺激在下面部分分布不均匀造成的。

1928年，荷兰科学家温特提出新的假设，如果尖端确实产生某种物质影响下部生长，那么这种物质应该可以转移到一种载体里面，从而使该载体具有与尖端同样的效力。实验过程：将切下的胚芽鞘尖端放在琼脂块上→一段时间后移去尖端→将琼脂小块放在切去尖端的胚芽鞘切面的一侧→胚芽鞘向放置琼脂小块的对侧弯曲生长。

简述：1934年，荷兰科学家郭葛等人分离出该物质，化学名称吲哚乙酸，是在细胞内由色氨酸合成的，取名为生长素，能促进细胞纵向伸长生长。生长素只能从形态学上端运输到下端，而不能倒过来运输，这个问题我们可以在下节课继续讨论。

学生：现在我们可以解释植物的向光性吗？

简述：生长素发现的科学研究方法：发现问题、提出假设、实验探究、得出结论、发现新问题。生长素发现的科学历程约半个世纪，同学们对此有何感想？

结课：科学家是有国籍的，但科学是没有国界的，科学发展大都建立在原有科学水平上。科学研究的路总是坎坷的，但人类探索自然、改造自然的活动，从来就没有停止过。如果说，创新是一个民族的灵魂，那他们，就是我们全人类的灵魂。

板书提纲：

植物的向性运动概念：意义：适应环境

植物向光性探究

胚芽鞘在向光生长中起作用

↓

与尖端有关

↓

尖端接受光刺激

↓

尖端产生某种物质，运输到下部起作用

课题1

背景资料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生长；在单侧光照射下，幼苗向光弯曲生长。

探究内容：玉米幼苗向光弯曲生长，是幼苗结构的哪一部分在起作用呢？是外面的胚芽鞘，还是里面部分（幼叶和胚芽）？你们能根据所给实验材料用具，设计简单实验进行探究吗？

材料用具：生活玉米幼苗若干，单侧光装置若干，尖头镊子。

实验步骤：请绘出示意图。

预期可能出现的实验现象：请绘出示意图。

课题2

背景资料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生长；在单侧光照射下，幼苗向光弯曲生长。是幼苗结构的哪一部分在起作用呢？是外面的胚芽鞘，还是里面部分（幼叶和胚芽）？实验研究表明，是幼苗的胚芽鞘在向光弯曲生长中起作用。

探究内容：玉米幼苗向光弯曲生长，是幼苗胚芽鞘的哪一部分结构在向光弯曲生长中起作用呢？是尖端，还是尖端下面的部分？你们能根据所给实验材料用具，设计简单实验进行探究吗？

材料用具：生活玉米幼苗若干，单侧光装置若干，刀片。

实验步骤：请绘出示意图。

预期可能出现的实验现象：请绘出示意图。

课题3

背景资料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生长；在单侧光照射下，幼苗向光弯曲生长。实验研究表明，幼苗的向光弯曲生长与胚芽鞘尖端有关。

探究内容：接受单侧光刺激的是尖端，还是下面部分呢？怎样通过实验证明你们的猜想？

材料用具：生活玉米幼苗若干，其他所需材料用具。

实验步骤：请绘出示意图。

预期可能出现的实验现象：请绘出示意图。

课题4

背景资料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生长；在单侧光照射下，幼苗向光弯曲生长。实验研究表明，幼苗向光弯曲生长中，接受光刺激的部位是胚芽鞘尖端。

探究内容：胚芽鞘尖端是否有化学信号向下传递，从而对胚芽鞘下面部分产生某种影响呢？1910年，丹麦科学家波森？詹森最初做了一个实验，该实验设计存在一定的缺陷，你们认为缺陷在哪里？应该如何改进？

材料用具：生活玉米幼苗若干，明胶薄片（化学物质能够透过），云母薄片（化学物质不能透过），刀片。

实验步骤：请绘出示意图。

预期可能出现的实验现象：请绘出示意图。

波森·詹森最初的实验设计：

课题5

背景资料：玉米幼苗出土后，在黑暗中，幼苗直立生长；在单侧光照射下，幼苗向光弯曲生长。实验研究表明，是因为幼苗胚芽鞘尖端能合成一种促进细胞纵向伸长生长的植物激素（生长素），作为化学信号向下传递，促进胚芽鞘下面部分的生长。而单侧光刺激能引起生长素在幼苗向光侧和背光侧的不均匀分布。

探究内容：胚芽鞘尖端产生的生长素能从尖端向下运输，能否倒过来运输呢？你们能根据所给实验材料用具，设计实验进行探究吗？

材料用具：生活玉米幼苗若干，琼脂块（一种有机物，是可以收集化学物质的载体）若干，含适宜浓度生长素的琼脂块若干，刀片。

实验步骤：请绘出示意图。

预期可能出现的实验现象：请绘出示意图。

参考文献：

[1]朱正威，赵占良.生物3稳态与环境教师教学用书[M].北京：人民教育出版社，2007.