植物生长素的发现教学设计.docx

1、植物生长素的发现教学设计感悟科学“线性积累、永无止境”的本质特征“植物生长素发现”一节的教学设计 山东省威海市第一中学 刘玉凤 一、设计思路现成的结论容易被人误认为是本来就有的、永恒不变的真理。科学史可以展现科学是永无止境的探究活动的本质特征，使人感受科学发展是一个线性累积、不断壮大的过程，领会“变化”才是科学本身具有的惟一不变特性。植物生长素的发现过程正是这样一个很好地展现科学在本质上是相对的、可变的、处在不断修正和发展过程中的素材。因此，本节课拟以帮助学生理解科学的本质特征为主要教学目标，按照生长素发现的时间顺序，通过引导学生发现前人通过实验得出的结论正是后人研究的问题，使学生体会科学发现

2、循环往复、步步深入的过程，感悟科学知识并非一经发现、证实之后便永远不会被推翻，而是需要“通过归纳所得并经由观察证实的真命题及其集合的积累”，从而更好地理解科学探究过程中所体现出来的科学的本质特征。二、教学目标1. 通过生长素的发现过程，领悟科学发现是探究活动线性积累的过程。2. 通过分析实验设计方案，提高做出假设、设计实验、分析实验数据得出结论的能力。3. 通过学习生长素的产生、分布、运输的知识，理解生产生活中许多有关生长素的现象。4. 通过“技能训练”， 训练设计实验和得出结论逻辑上的严密性。三、教学重点生长素的发现过程。四、教学难点1. 理解生长素发现过程所包含的科学方法和科学本质特征。2

3、. 理解实验设计的严谨性。五、教学方法1.教的方法：按照“发现问题实验验证得出结论再从结论中提出新的问题”的线索，引导学生理解在生长素发现过程中探究活动层层深入的过程。2.学的方法：学生主要以小组合作交流的形式进行学习。每四人为一小组，每组选出一个小组长和一个中心发言人。小组长的任务是组织全组探讨问题；中心发言人的任务是记录每位小组成员的观点，最后代表本小组在全班交流。六、教学过程教学过程教师活动学生活动设计意图导入课前教师将一盆栽植物（如四季梅）放在向阳的窗台上生长足够长的一段时间，使其表现出明显的向光性。上课时，将这盆植物带到教室，让学生推测它生长的环境，由此引出课题植物的向光性。再请学生

4、举出生活中见到的植物向光性的例子。教师：许多人可能对植物向光性的现象熟视无睹，然而，正是对向光性的研究，引导人们揭示出了植物生命活动调节的奥秘，发现了第一种植物激素-生长素。教师提出问题：对于植物的向光性现象，你想提出什么问题？联系生活回想、交流见过的植物向光生长的实例。尝试从植物向光性的现象中发现和提出问题。（1）通过让学生从常见的现象中提出问题进行导入，激发学生的学习兴趣。（2）培养学生的问题意识（即从常见的现象中提出问题）及提出有一定探究价值的问题的能力。一、生长素的发现过程达尔文的有关研究教师：对于植物的向光性，达尔文提出的问题是“植物具有向光性的原因是什么？”科学重视实证。那么，达尔

5、文设计了什么样的实验研究这一问题呢？在屏幕上呈现出达尔文的实验过程及实验结果请学生分析达尔文的实验过程及实验结果，讨论回答下列思考题：1. 达尔文的第一组实验作出了什么样的假设？（植物的向光弯曲生长与尖端有关。）2. 达尔文在第一组实验的基础上所做的第二组实验的假设是什么？（感受单侧光刺激的部位是尖端。）3. 请分析第一组实验的结果，得出结论。（植物向光弯曲生长与尖端有关。）4. 请分析第二组实验的结果，得出结论。（感受单侧光刺激的部位是尖端）5. 为什么要分别遮盖胚芽鞘顶端和它下面的一段？（两者形成相互对照,来确定能够感受单侧光刺激的部位）6. 胚芽鞘弯曲生长的是哪一部分？感觉单侧光刺激的又

6、是哪一部分？你怎样解释这一现象（尝试作出假设）？（胚芽鞘弯曲生长的是尖端下面的一段。感觉单侧光刺激的是顶端。这说明胚芽鞘顶端接受单侧光照射后，产生某种刺激传递到下面，引起下面一段弯曲生长。）教师组织学生交流、讨论后，再呈现达尔文得出的结论：单侧光照使胚芽鞘的尖端产生某种刺激，当这种刺激传递到下部的伸长区时，会造成背光面比向光面生长快，因而出现向光性。（1）个人自主分析达尔文实验的原理，解答思考题。（2）小组内部讨论思考题。（3）全班交流、讨论、评价。（1）培养学生理解实验设计原理的能力。（2）培养学生分析处理实验数据，得出结论的能力。（3）引导学生感悟得出科学的结论，既需要严密的逻辑推理、严谨

7、的科学态度；又需要一定的想象力。詹森的有关研究教师：达尔文提出的实验结论从一定程度上解释了植物的向光性，但达尔文的结论其实只是分析实验现象后作出的假定性的解释，这种解释究竟是不是科学事实，还需要更进一步的实验验证。下面请看詹森是如何在此基础上进行研究的。屏幕上呈现出詹森的实验过程及实验结果 请学生分析詹森的实验过程及实验结果，讨论回答下列思考题：1. 詹森提出的问题是什么？（尖端产生的刺激究竟是什么？）2. 作出的假设是什么？（这种刺激是一种化学物质）3. 分析结果，得出的实验结论。（胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部）4. 可以透过琼脂片传递给下部的刺激，最可能是哪一类刺激？（化学

8、物质）教师组织学生交流、讨论、评价。（1）个人自主分析詹森实验的原理，解答思考题。（2）小组内部讨论思考题。（1）引导学生初步领悟许多科学研究都是在前人结论基础之上的深化，不要迷信已有的结论，要敢于对前人的研究成果提出质疑。（2）培养学生理解实验设计原理的能力。拜尔的有关研究教师：詹森通过实验得出了传递到下部的刺激最可能是一种化学物质，从而解答了达尔文所假定的刺激是什么的问题，那么，除此之外，达尔文的实验中还有什么问题需要解决呢？屏幕上呈现出拜尔的实验过程及实验结果 请学生分析拜尔的实验过程及实验结果，讨论回答下列思考题：1. 拜尔提出的问题是什么？（顶端产生的刺激能传到下部，那么它为什么能使

9、得伸长区两侧生长不均匀呢？）2. 作出的假设是什么？（顶端产生的刺激在尖端下部分布不均匀，使得伸长区两侧生长不均匀）3. 分析结果，得出的实验结论。（证明假设成立）4. 请在詹森和拜尔实验的基础上解释植物具有向光性的原因。（胚芽鞘的尖端产生的刺激可能是某种化学物质，单侧光照射使这种化学物质在尖端下面一段分布不均匀,从而使胚芽鞘表现出向光性。）（1）个人自主分析詹森实验的原理，解答思考题。（2）小组内部讨论思考题。（1）引导学生领悟已有的结论中往往包含有价值的研究课题，培养学生的问题意识和不迷信已有结论的科学态度。（2）培养学生理解实验设计原理的能力。温特的有关研究教师：达尔文、詹森和拜尔等科学

10、家们不断地发现问题、作出假设、寻找证据、得出结论、在此基础上进一步发现新的问题、作出新的假设 ，在这样的过程中，对于植物向光性原因的解释不断趋于完善。但是，对于植物向光性原因的探究并没到此终止。那么，后来的科学家又在詹森和拜尔的实验结论中发现了什么样的新问题呢？请看温特发现的新问题和继续进行的研究。屏幕上呈现出温特的实验过程及实验结果 请学生分析温特的实验过程及实验结果，讨论回答下列思考题：1. 温特提出的问题是什么？（胚芽鞘的尖端产生的刺激是一种化学物质吗？是由于它在伸长区两侧的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长吗？）2. 作出的假设是什么？（由于胚芽鞘的尖端产生的一种化学物质向下运输，在伸长

11、区两侧分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长）3. 分析结果，得出的实验结论是什么？（证明假设成立）4. 是否可以取消对照组实验？请阐述理由。（不可以。否则不能排除琼脂本身对实验结果的干扰作用）5. 请利用温特的实验结论解释植物具有向光性的原因。并与达尔文的解释、詹森和拜尔实验的基础上进行的解释相比较，谈谈你的感受。教师组织学生交流、讨论、评价。教师：温特认为这种化学物质可能与动物激素类似，并把这种物质命名为生长素，也是发现的第一个植物激素。那么，植物生长素的发现是不是到此完成了呢？既然生长素是一种化学物质，只有分离出这种物质，才能最终证明其存在。后来，科学家终于分离出了植物生长素，并确定了其化学本

12、质，植物生长素的发现才算告一段落，整个过程经历了大约半个世纪。但是，生长素的发现并没有终止植物向光性的研究，目前关于植物向光性原因的探究仍在继续着。请看课本的楷体小字。（1）个人自主分析温特实验的原理，解答思考题。（2）小组内部讨论思考题。（3）全班交流、讨论思考题，交流自己对科学发展过程的感想。（1）引导学生领悟已有的结论中往往包含有价值的研究课题，培养学生的问题意识和不迷信已有结论的科学态度。（2）培养学生理解实验设计原理的能力。（3）引导学生深刻领会科学发展永无止境的本质特征。二、生长素的产生、分布和运输要求学生看书解决下列问题：1. 植物体内生长素在哪些部位合成的？2. 植物体内的生长

13、素主要在哪些部位起作用呢？3. 植物体内生长素是如何从合成部位运输到起作用的部位呢？4. 举例说明什么是极性运输。5. 根据生长素的产生、作用及化学本质，尝试给植物激素下定义。随堂练习：1. 被风刮倒的玉米过一段时间的生长方向有何特点？尝试用本节课获得的知识对此作出解释。2. 向日葵向光的可能原因是什么？（1）个人自学解决教师提出的问题。（2）利用本节课获得的知识尝试解释生活中常见的一些现象。（1）培养学生的自学能力。（2）利用知识解决实际问题的能力。三、技能训练要求学生分析教材“技能训练”栏的实验设计方案及得出的结论，并讨论：1. 这个实验的设计是否严密？为什么？2. 从实验结果到结论之间的

14、逻辑推理是否严谨？为什么？3. 如果要验证上述结论是否正确，应该对实验方案如何改进？（1）进行小组讨论，并设计改进后的实验方案。（2）小组间进行交流、讨论、评价。训练学生实验设计和得出结论时逻辑上的严密性。小结教师组织学生对科学探究的一般方法进行小结。教师对科学发展过程进行小结：“人类的许多科学发现，就是像这样经过一代又一代人的探索，才一步一步地靠近事实和真相。每一位科学家所取得的进展可能只是一小步，众多的一小步终将汇合成科学前进的一大步。”小结科学探究的一般方法。（1）强化对科学探究过程方法的系统性认识。（2）进一步概括科学“线性积累、永无止境”的本质特征。“植物生长素的发现” 教学设计与案

15、例新海高级中学 生物组 惠慧【教材分析】“植物生长素的发现”是普通高中课程标准实验教科书 生物（必修） 稳态与环境第三章第一节的内容，是本章后面几节的过渡章节。本节1课时，植物生长素的发现以科学探索的过程为脉络安排教材内容，以科学发现中折射出的科学研究的严谨与科学的魅力为主线。通过学习，使学生了解生长素的发现过程，体验科学探究的曲折及发展历程，培养科学的思想方法及发展的科学观。【教学目标】1、知识目标：概述植物生长素的发现过程。体验发现生长素的过程和方法。2、能力目标：使学生初步掌握科学研究的方法和过程，发展学生的科学思维，培养学生的创新和实践能力。评价实验设计和结论，训练逻辑思维的严密性。3

16、、情感态度与价值观：通过实验的分析评价与设计，体验感知科学探究的曲折，提高学生的科学素养。【教学重点和难点】1教学重点生长素的发现过程。 2、教学难点生长素的产生、运输和分布。科学实验设计的过程及严谨性分析。【教学设计思路】提出植物激素的概念，引导学生理解科学在不断发展中前进。引出向光性概念。寻求盆载向光弯曲的原因。实物展示“一面倒”的植物盆栽。提出问题：怎么做才能形成这种“一面倒的植物”呢？引导探究发现生长素，构建设计对照实验的知识体系。再次展示：“一面倒”的植物盆栽，对本堂内容进行小结，同时为下节内容的学习做铺垫，设置悬念。自主学习生长素的产生、运输和分布，培养学生解决问题的能力。【教学方

17、法和手段】利用实物展示，创设形象生动的教学氛围，同时应用实验探究法、谈话法、比较法、指导读书法、学生活动法等，引导学生积极主动的思考，使其获取知识的同时，培养观察、比较和总结、批判思维和创新能力；还通过运用图解法培养学生运用比较的方法理解图解法的妙用。【教学准备】课前寻找体现植物向光性的植物（“一面倒”的植物盆栽），课前几天培养的玉米种子【教学过程】主题教师的组织和引导学生的主体活动教学意图章题导入设疑：与高等动物相比，植物没有神经系统，对外界刺激的反应远不如动物灵敏。那么，种子萌发、幼苗生长、花开花谢、瓜熟蒂落，植物的这些生命活动又是如何调节的呢？出题：第3章 植物的激素调节联系相关知识,产

18、生疑问。从感性材料入手，激发学生兴趣；展示实物，引入新课实物展示：“一面倒”的植物盆栽大家现在所看到的这株盆栽会长成如此奇特的形态就是植物激素作用的结果。提问：怎么做才能形成这种“一面倒的植物”呢？请你在教室中寻找合适的位置，自己动手摆放。提问：如果我时常挪动盆栽，行不行？ 这么做实际上是利用了植物的向光性。学生思考总结：将植物置于窗口，不挪动，长时间接受单侧光。学生通过联系日常生活中观察到的现象，在教室中寻找合适的位置，自己动手摆放。实物展示让学生形成感性认识；自己动手调动学生的主动性，引发学生的探究欲望。向光性的概念提问1：你知道什么是植物的向光性？提问2：如果想让这盆植物恢复直立生长，最

19、简单的方法怎么做？学生自己看书回答第1个问题：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫做向光性。结合新授概念，思考回答问题2：将盆栽掉转一下方向。培养学生运用新知识的能力。生长素的发现过程人们正是通过对植物向光性的研究，揭示了植物生命活动受到激素调节的奥秘。科学家发现的第一种植物激素是生长素。设疑：什么是生长素？科学家又是怎样发现生长素的？引导学生阅读教材P46-47，请同学们思考：生长素如何影响植物的向光生长的？科学家是怎样通过实验发现这种物质的？（教材中多次提到胚芽鞘，为让学生形成感性认识，课前几天培养玉米种子，课堂上让学生直观观察一下玉米的胚芽鞘，对于琼脂在实验中也多次用到，简要介

20、绍琼脂）分组讨论，尝试推测黑板上8组胚芽鞘的生长情况会怎样？（教师课前在黑板上画好）每小组委任一名同学代表本组汇报讨论结果。提问：如果把A和B看作一组对照实验，C和D是另一组对照实验，请同学们仔细思考每组对照实验的单因子变量是什么？通过对照说明了什么？强调：胚芽鞘的感光部位在尖端，但向光弯曲的部位在尖端以下部分。以上两组实验是达尔文利用金丝雀虉草的胚芽鞘作为实验材料，设计的一个简单而富有创造性的向光性实验。根据该实验达尔文提出了自己的看法。提问：你能给我们介绍一下达尔文的观点吗？ 看来，达尔文的观点与我们不谋而合，感光产生某种刺激的部位是尖端，但真正向光弯曲的部位是尖端以下部分。设疑：达尔文实

21、验中提到的“某种刺激”究竟是什么呢？詹森进行了实验探究。1910年，詹森将胚芽鞘尖端切下，在切口处加置一块琼脂块，结果发现琼脂块仍然向光弯曲。提问：詹森的实验（B和E）对照说明了什么？紧接着，在1914年，拜尔将胚芽鞘尖端切下，并移至一侧，置于黑暗中培养观察，发现尖端置于左侧，胚芽鞘向右弯曲；置于右侧，胚芽鞘向左弯曲。提问：大家是否发现胚芽鞘弯曲的规律？提问：拜尔的实验证明了什么？过渡：詹森和拜尔的实验让人们初步认识到：顶尖产生的刺激可能是一种化学物质。这种化学物质的分布不均匀造成了胚芽鞘的弯曲生长。为了进一步证实这一看法，1928年荷兰科学家温特进行了实验验证。提问：描述一下温特是怎么做的？

22、提问：该实验缺少对照组，谁来给它补充一个对照组，使得实验更加严谨？小结：温特的实验进一步证实造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是一种化学物质，温特把这种物质命名为生长素。提问：但是，遗憾的是温特并不知道生长素的化学本质究竟是什么？你们知道吗？在1931年科学家首次从人尿中分离出了这种物质，经鉴定这种物质就是吲哚乙酸，简称IAA。吲哚乙酸具有促进植物生长的功能。提问：植物生长素和动物生长激素是否相同？学生自己看书思考前两个问题。在老师的引导下分组讨论，探讨8组胚芽鞘的生长情况。经过争论，达成共识：A向光弯曲生长B不生长也不弯曲C直立生长D向光弯曲生长E向光弯曲生长F向右弯曲生长G向左弯曲生长H向右弯曲生长

23、学生自由讨论并发表看法。A和B对照单因子变量：胚芽鞘有无尖端结论：植物的向光性与胚芽鞘的尖端有关；C和D对照单因子变量：胚芽鞘尖端有无遮光结论：胚芽鞘的感光部位在尖端。学生根据教材思考回答问题：单侧光的照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激，当这种刺激传递到下部的伸长区时，会造成背光面比向光面生长快，因而出现向光弯曲。学生根据教材思考回答问题：说明胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片传递给下部。学生同声回答：胚芽鞘总向放置尖端的对侧弯曲生长。学生根据教材思考回答问题：拜尔的实验证明了胚芽鞘的弯曲生长是因为顶尖产生的刺激在其下部分分布不均匀造成的。学生结合图H进行描述：温特把与尖端接触过的琼脂块放在切去尖

24、端的胚芽鞘一侧，结果发现胚芽鞘会向对侧弯曲生长。学生上黑板补充完成对照组： 结果：不生长也不弯曲学生同声回答：吲哚乙酸。学生结合已有知识，思考回答：植物生长素的化学本质是吲哚乙酸，而动物垂体分泌的生长激素是蛋白质类的物质，二者是截然不同的。引导学生去自主探究，去理解实验探究的过程，培养学生的实验设计，评价，结论的得出等能力强化设计实验时应该控制的变量问题，从而在学生的认知领域里初步构建出设计对照实验的知识体系。和达尔文一起“思考”，与詹森、拜尔同感“刺激”，随温特揭示生长素的奥秘。使学生理解科学家在研究中的认识发展过程和科学的实验方法。帮助学生强化构建设计对照实验的知识体系。植物激素概念 后来

25、，科学家有陆续发现了其他具有生长素效应的物质，如苯乙酸（PAA）、吲哚丁酸（IBA）。以及其他植物激素包括赤霉素、细胞分裂素、乙烯和脱落酸。提问：究竟什么是植物激素呢？ 生长素的发现，是多位科学家历时近50年的研究成果，即便如此对植物向光性的解释目前仍有争议（感兴趣的同学可以在课后阅读P48楷体小字部分），由此看来，植物向光性的研究并没有结束，而是在继续探索和发展。学生据书回答：由植物体内产生，能从产生部位运送到作用部位，对植物的生长发育有显著影响的微量有机物，称作植物激素，引导学生用发展的观点，理解科学在不断发展中前进的科学思维观。生长素的产生、运输和分布请同学们看教材P48，你会提出哪些问

26、题？讨论后教师引导小结：绘图并要求学生判断生长素的运输方向： 学生阅读教材讨论后组织答案：生长素是由哪里产生的？在植物体内怎样运输的？运输的方向？运输的方式？如何分布？ 判断生长素的运输方向：培养学生提出问题的能力，解决问题的能力。结课再次展示：“一面倒”的植物盆栽 利用课堂所学内容解释盆栽植物向光弯曲生长的原因。设疑：除了利用植物的向光性外，你有其他的办法来培养这种“一面倒”的植物吗？引导学生课下探究：这种方式是利用了植物茎的背地性。植物的茎有背地性，根有向地性，看来植物生长素的分布除受光影响外，还会受到重力影响。思考：同样受重力影响，为何茎背地生长而根向地生长？通过预习下节内容生长素的生理

27、作用，你一定可以找到答案。学生讨论后组织答案：外因：单侧光内因：生长素分布不均匀，背光一侧分布的生长素多，生长快；向光一侧分布少，生长慢从而出现向光弯曲。学生结合生活经验回答：将植物放倒生长。学生好奇的翻看下节内容，寻找答案。引导学生梳理本节所学内容。为下节内容的学习做铺垫，设置悬念【教学反思】本节内容教学适宜采用发现法，模拟科学发现的过程，提高学生获取信息、分析解决问题的能力以及探究能力。在能力和价值观方面，通过对“生长素的发现过程”的学习，培养学生严谨的思维能力，树立科学的世界观。通过对生长素的产生、运输和分布的学习，培养学生运用所学知识解决问题的能力，以及联系实际、学以致用的能力。学生也

28、可以根据学习过程中发现的问题自己设计相关的实验，从而培养学生掌握实验设计和观察的方法以及创新能力。植物生长素的发现教学设计 陈维强2011/9/24 9:23:25宁夏石嘴山市第三中学500 一、教学设计思想以新课标“面向全体学生，倡导探究性学习，注重与现实生活的联系，提高学生的生物科学素养”的基本理念为依托，以学生的发展为本，贯彻落实三个维度的目标。在教学中，让学生亲历思考与探究的过程，主动建构知识、发展能力，领悟科学探究的方法，感悟科学态度与科学精神。对于“生长素的发现”这一既是重点又是难点内容的教学，主要是创设科学探究的情景，引导学生像当年科学家那样亲自参与探究实验的设计、实施、观察，从

29、中去主动发现问题，组织学生展开讨论，提出假设，鼓励学生根据已有的知识，设计出验证假设的实验，并提出预期，然后利用多媒体演示相关的实验过程及结果，从而对假设进行验证，得出相应结论。二、教材地位及分析本节课是人教版新课程高中生物必修三第三章植物的激素调节第一节植物生长素的发现。本章内容包括植物生长素的发现、生长素的生理作用、其他植物激素这三个部分内容，是植物个体水平的稳态与调节，揭示了植物体维持稳态的调节方式激素调节的原理和应用，与第1、2章内容并列共同组成生物有机体稳态调节知识体系。“植物生长素的发现”一节作为本章开篇节，以科学探索过程为脉络来安排教学内容，具有探究性的特点；文本呈现图文并茂，具

30、有直观性的特点，这些特点为教师实施探究式教学提供了有力支撑。教材通过层层深入揭示了植物向光性这一生命现象是在生长素调节作用下产生的个体适应性，随着生长素的发现学生，认识到植物激素的存在，并初步了解生长素作用促进生长，这也为继续探索第二、三节生长素的其他生理作用及激素应用奠定基础，本节内容起着承上启下的作用。生长素的发现史渗透着科学的思维方法和研究方法，体现了科学探究的一般过程，为组织学生进行科学探究提供了良好素材。还可以利用胚芽鞘作材料还可以进行许多新的研究内容，让学生参与到探究的过程中，在探究过程中获取知识，发展技能，培养能力。因此，本节在高中生物教学内容中处于相当重要的地位，既是培养学生科学研究能力的很好的载体，更是历年高考的热点。三、学情分析本章内容安排在学生学习动物和人体生命活动的调节之后，学生对于生物的调节作用有了一定的认识。植物向光性现象，学生在日常生活中有过接触，具有一定的感性认识。学生经过新课程必修一和必修二的学习，特别是在必修二通过对孟德尔发现遗传定律时，运用的“假说演绎法”的科学探究方法有了一定的了解，学