0908教学设计及教学反思：第三章第1节植物生长素的发现

1、1 必修 3 第 3 章第 1 节植物生长素的发现 教学设计 一、 设计思路 这一节课内容从植物向光性入手，探究植物向光性的原理。在课前，老师提出预习案， 引导组织各小组学生自主探究并进行实验获得实验结果，完全还原科学家发现生长素的经典 实验。在课中，各小组汇报交流、评价、小组合作，建构生长素等植物激素的概念。教师提 出问题，在课后，学生继续探究生长素的横向运输和极性运输实验。 本节将培养学生的探究技能、实验技能和知识技能完美的融合与高中生物教学中。 本节课真实的进行了生物学科核心素养的表达:形成生命观念的物质观一植物生长发冇 的物质基础是生长素等植物激素：养成科学思维的习惯：判断与概括、演绎

2、与推理、模型与 建模、批判性思维、创造性思维、阐释生命现象和规律；进行科学探究：发现问题、观察、 提问、实验设计、方案实施、结果交流与讨论，最终建构生长素等植物激素的概念：承担社 会责任：基于植物生长发育是生长素等植物激素调节结果这一生物学的认识，参与个人与社 会事务讨论，做岀理性解释与判断：关注生物学社会议题，辨别迷信与伪科学：宣传健康生 活、关爱生命、保护环境等。 二、 教材分析 教材分析 植物生长素的发现是普通髙中课程标准实验教科书人教版必修3第3章第1 节的内容“内容主要讲述生长素的发现历程及介绍植物激素的概念。在结构上承接第二章 动物调节，同时又为后而介绍种群、群落、生态系统做铺垫。

3、在本章中，本节内容生长素一 是人们发现的第一种植物激素，通过体验其发现历程，学生既可以感悟植物生命活动调节的 奥秘，又能认同科学发现的曲折与不易。生长素发现历程中经典实验的再现也能培养学生的 理性思维与科学探究能力，本节内容是学习第三章其他内容的基础和过渡。 学情分析 植物向光性现象，学生在日常生活中有过接触，具有一泄的感性认识。随着年龄的增长, 高二年级学生的抽象思维能力、逻借推理能力逐渐增强，而对新奇而富于思考的问题，学生 有探究的欲望。必修1、必修2,学生已经接触过“假说一演绎法”，学生对求解向光性 成因问题，应该有一左的思想方法基础。 由于高考不考査实验操作， 各学校普迪不重视学生 实

4、验操作技能的培养，所以学生实验操作技能普遍薄弱。作为高二的学生，对待陌生的事物 已经能够理性思考，会运用基本的探究方法去探索事实的貞相，且能够对实验现象和结果进 行分析得出相应的结论。但通7 过现象去揭示本质的能力还需要培养，且此时的学生还不能将 理论知识恰如英分的运用于生产生活，还不能真正的理解知识源于生活也服务于生活。 教学目标及重难点制定 1. 学习目标 能用生命的物质观，提出生长素发现的思维。 能按照科学探究的要求设il出生长素发现的方案。 能依据方案运用胚芽鞘培养技术，物质提取与鉴定技术发现生长素。 评价实验设汁和结论，训练逻借思维的严密性。 2. 教学重点和难点 教学重点 生长素的

5、发现历程。 构建植物激素概念。 教学难点 科学实验设计的严谨性分析。 三、 教学策略选择 利用课前培养的玉米胚芽鞘材料引导课外兴趣小组的同学在完成预习案后利用课余时 间进行实验探究，观察实验结果得出实验结论，并在课堂上展示，从而逐步构建生长素的发 现历程；整节课堂主要运用自主学习法、小组合作讨论法、实验探究法、归纳总结法等，引 导学生进行积极主动的学习与思考，使他们获取知识的同时，又培养其观察、对比及总结、 反思能力。 四、 教学实施 课前探究 1. 网上查阅资料 2. 提前一到两周在实验室准备好相应的实验器材 每组学生选取一个小盆栽，并放在窗台上进行培养，一段时间后，观察盆栽的变化； 教师提

6、前培养玉米胚芽鞘、小麦胚芽鞘、水稻胚芽鞘等供学生进行选择，另外准备琼脂、 锡箔纸、小刀、剪刀、盖玻片、纸箱等器材。 3. 提前一周发放任务 3 按小组（4-6人一组），发放预习案，每一到两组负责一则预习案（见附件1）,向 课代表传递任务：每位同学自主预习自己所负责的那份预习案，再组织学生进行小组讨论， 并撰写实验设讣方案：提岀问题、做岀假设、设计实验方案、演绎推理岀实验预期结果。 利用玉米胚芽鞘等实验材料，各小组在实验室进行实验操作，并录制视频，拍摄图片。 培养1天左右进行观察、记录实验结果，讨论分析实验结果，得出结论。 小组讨论：确泄汇报方案，确定汇报人员，写总结与反思。 课件制作：利用学生

7、所给资料结合教材，制作PPT。 课堂探究 本节课以科学探索过程的时间先后顺序为脉络安排教材内容，以科学实验探索过程和科 学发现中折射岀的研究态度的严谨性为主线，培养学生严密科学的逻辑思维能力。 教学过程 教师活动 学生活动 设计意图 7 新课导入 上课，同学们好，请坐。 同学们，前段时间老师给每个小组 发放了一个盆栽，让你们放在窗台 上进行培养，并观察盆栽的生长情 况。 同学们有没有什么发现？ 这可能是哪种环境刺激引起的？ 什么光？具体点？ 这种现彖在生物学上叫做什么？ 你能根拯你们小组的培养过程尝 试给植物的向光性下个泄义么？ 非常好，请坐。 同学们植物的向光性这种现象在 自然界中非常普遍，

8、但却很少有人 去探究背后的原因，今天这节课， 就让我们一起尝试找出隐藏在植 物向光性背后的奥秘。 给植物单侧光刺激，它们会向光弯 曲生长，这里而其实包含了两个结 果，第一，植物弯曲了，第二，植 物生长了。那单侧光究竟是既能使 植物弯曲，也能使植物生长；或者 是只是让植物弯曲了，又或者是只 是让植物生长了呢？请同学们观 看以下视频及结果，得出结论并说 明理由。 播放视频。 由PPT上的实验现象及数据，请同 认真观察。 植物歪向窗台外 生长： 光；单侧光。 植物的向光性： 在单侧光的照射 下植物朝向光源 生长的现象。 观看视频。 有无单侧光。 单侧光引起植物 歪向一侧生长。 植物的向光性： 在单侧

9、光的照射 下，植物朝向光 源生长的现象。 单侧光只是使植 物发生了弯曲。 1、 利用制作小盆栽 加联系生活实际， 创设问题情景，引 出探究问题。激发 学生求知欲以及学 习兴趣。 2. 学会利用科学思 维-判断与槪括。 5 学们进行分析，想好之后就可以举 手。 同学们还有没有其他意见？ 非常好，请坐。 既然单侧光只引起植物向光弯曲 的环境因素，那是什么引起了植物 的生长？要探究这个问题我们又 应该从哪儿下手？ 不错。 大家都知道合适的实验材料是探 究成功的关键。 因为不论是全光 照、 黑暗还是单 侧光它们的生长 长度基本一致， 但只有在单侧光 条件下植物才向 光弯曲。 植物本身。 新课学习： 探

10、究问 题：植物 为什么会 具有向光 性？ 所以，课外我和几位同学经过多次 尝试后最终决泄选用玉米胚芽鞘 作为实验材料。 胚芽鞘是单子叶植物特别是禾本 科植物胚芽外的锥形套状物，其结 构可大致分为两部分，胚芽鞘尖 端：其中的分生区细胞能进行旺盛 的细胞分裂；尖端的下端，苴内的 伸长区细胞伸长生长旺盛。 同学们， 给胚芽鞘施加单侧光， 胚 芽鞘下端的伸长区就向光弯曲生 长，从胚芽鞘的结构来看，下端的 弯曲生长会不会和胚芽鞘尖端有 关？ 另外， 单侧光刺激玉米胚芽鞘， 总 得有感受光刺激的部位。这个部位 是在尖端还是在尖端下端的伸长 区呢？（边说边将问题张贴在黑板 上） 针对以上两个问题，我们有请第

11、一 组帮忙解答。 第一小组汇报完毕。 刚才的小组通过实验探究解决了 我们的疑问，但同时又提出推论， 引人思考。 同学们， 根据刚才小组 的推论，你能提出新的问题么？ （学生边提问，老师边板书） 1.学生认真观 察实验材料。 同学们陷入思 考。 第一小组代表汇 报 （内容主要包 括实验器材，假 说内容，实验设 计，预期结果， 实验过程，结果 及结论）：一个 同学解说，另一 位同学展现实验 设计的物理模 型。 提问： 1.使学生认识到正 确选择实验材料是 科学发现成功的保 障。 26.针对植物 向光性现象进行科 学探究:进行观察、 提问、实验设计、 方案实施以及以及 对结果的交流与讨 论的能力。学

12、生在 探究过程中，逐步 增强对自然现象的 好奇心和求知欲， 掌握科学探究的基 本思路和方法，提 高实践能力；在探 究乐于并善于团队 合作，在实验结果 对比 观 察 中 用 于 创 新，改进实验操作 6 （第三组汇报完毕） 刚才的小组在观察到结果不理想 后很快对实验方案进行改进，得出 实验结果，这种做法非常好，但同 学们有没有想过，一旦胚芽鞘朝对 侧弯曲生长，和牙签的距离拉开之 后尖端仍有可能滑脱，为彻底解决 这种后顾之忧，现在给同学们2分 钟时间，重新针对第三组的假说设 计实验方案，并利用手中的彩纸画 物理模型，待会儿请小组上台汇 报。 现在请小组长站起来，展示你们的同学们很会开动脑筋， 一下

13、提出这 么多问题。 当然，有了问题我们就一一解决。 先请第二组解决第一个问题。 （第二组汇报完毕。） 同学们，针对刚才小组的实验，你 们有什么疑问么？ 第二小组在进行实验设计时， 思维 严谨，值得我们大家学习。请坐。 针对刚才的汇报同学们有没有什 么疑问？ 同学们，根据第二小组的汇 报，我们得知胚芽鞘尖端确实产生 了某种影响，并向下传递，造成下 端生长。可为什么向光侧的生长情 况和背光侧的不一样呢？接下来 有请第三组进行汇报。 1、 胚芽鞘尖端 是否貞的能产生 某种“影响”， 并向尖端的下端 传递，引起下端 的生长？ 2、 为什么背光 而会比向光而生 长快？ 3、 影响如果真 的存在，那它究

14、竟是什么？ 第二组进行汇 报。 提问： 你们小组为什么 要增设第二组？ 第二组回答：增 加第二组可以排 除 琼 脂 块 的 影 响。 同时， 这样 才遵循实验原则 中的 单 一 变 量 原 则。 方法，获得最佳实 验效果。 学生亲历实验探 究及交流，培养学 生科学思维：演绎 和推理、模型和建 模、 判断与概括、 批判性思维等方 法，探讨、阐释生 命现象及规律，通 过实验过程的对比 观察，改进实验操 作，培养学生创新 思维能力。 第三组汇报。 实验结果不是很 理想。 第三组回答：将 胚芽鞘尖端放在 切 去 尖 端 的 一 侧，容易脱落。 可以用牙签将尖 端固定。 同 学 们 激 烈 讨 论，并画

15、物理模 型。 学生汇报。 7 设计模型。 好， 一共有三种， 我们 分别请一组上来汇报。 三个小组的实验设计都很新颖，老 师为你们点赞。希望课下你们可以 利用你们的实验设汁方案去进行 实验，看看这种方案是否可行。 我记得课下有一组同学在观察到 第三组的实验结果不理想之后，当 时就设计了第一种方案，并进行了 实验探究。我们来看看他们的实验 结果。 由以上结果可知，胚芽鞘尖端产生 的影响在其下部分布不均匀导致 了弯曲生长。 同学们， 到现在为止， 我们还剩下 一个问题没有解决：这种影响究竟 是什么？根据前而几组实验，你们 大胆的猜测下，可能是什么？ 究竞是不是呢？有请第四组替我 们解答。 （第四组

16、汇报完毕） 而这种化学物质在尖端的下部分 布不均匀导致了胚芽鞘的弯曲生 长。感谢第四组的汇报。 小组代表上台展 示自己的物理模 型，并进行介绍。 同学们齐声回 答：化学物质。 第四组汇报。 归纳小结 当然，以上都是同学们为了探究植 物向光性的原因而利用课余时间 进行的探究，英精神可嘉。在这个 过程中，一些同学除了得到探究成 果外，还有一些其他的收获，我们 一起来听一听。 （播放学生做完实验操作的感 想。 ） 在座的你们有什么想法， 这 时候可以自由发表。 学生认真的听， 并自由发表意 见。 培养学生归纳总结 能力，升华学生情 感，体验科学发现 的来之不易。 8 呈现科学 史：生长素 的发现历程

17、 事实上，同学们刚才讨论的问题正 是达尔文在观察到植物的向光性 之后开始着手研究的，在达尔文之 后，又经历了詹森、拜尔、温特， 前后数十载，最终发现引起植物向 光性内因的是一种化学物质，并由 温特命需为生长素。生长素的化学 本质是什么？ 1931年郭葛等科学 家首先从人尿中提取出具有生长 素效应的化学物质一一呵味乙酸； 同学们认真回顾 科学史，并认同 科学发现的不 易。 通过给学生呈现科 学史，再次体味生 长素的发现历程， 同时认同科学发现 的艰辛与不易；且 科学的发现需要数 位科学家共同努 9 由于生长素在植物体内含量极少， 直到1946年，科学家们才从髙等 植物体中分离出生长素，并确认它

18、就是IAA,此外，苯乙酸、号際丁 酸等同样具有生长素效应。而之所 以先前从人尿中提取出来是因为 人类在摄食植物后体内并没有分 解生长素的酶。 生长素是人们发现的第一种对植 物生长发弃具有调节作用的物质， 从此打开了植物生理调节的大门。 力，更需要时机。 构建植物激 素概念 自发现生长素之后人们又陆续在 植物体中发现：赤霉素、细胞分裂 素、脱落酸、乙烯等等。在生物学 上，我们将它们统称为植物激素。 什么是植物激素，接下来，我们一 起利用生长素的发现过程来构建 植物激素的概念。 请问对于胚芽鞘来说生长素在哪 儿产生的？ 在哪儿发挥作用的？ 它有什么作用？ 化学本质是什么？ 而眄1喙乙酸是一种有机物

19、，且在植 物体中含量很少。这就是科学家们 发现的第一种植物激素一一生长 素。 此外，科学家们通过研究还发现发 现： 赤霊素、 细胞分裂素等等和生 长素一样，它们都是由植物体产 生，从产生部位运送到作用部位， 对植物的生长发冇具有显著作用 的微量有机物。我们把这类物质统 称为植物激素。 小结：同学们，相比较于高等动物， 植物体的形态结构要简单得多，它 们没有复杂的神经系统，对外界刺 激的反应自然不如动物灵敏。但这 并不意味着它们没有维持自身稳 态的机制。相反，在多种植物激素 的共同调廿之下，沉睡的种子得以 苏醒、幼苗的生长得到调控，百花 争妍，瓜熟蒂落，靠的不仅是阳光 雨谿，更离不开这些起调节作

20、用的 学生积极回答问 题构建植物激素 概念。 胚芽鞘尖端的细 胞； 尖端以下的伸长 区； 促进细胞的生长 发育： U引喙乙酸： 培养学生构建核心 槪念的能力。 学生通过对生长素 的产生、分布、作 用、化学本质的回 顾，对于胚芽鞘产 生生长素形成一定 的概念，为后而构 建植物激素核心概 念做铺垫。 通过将动植物的形 态结构进行对比， 描述自然界中植物 的生命历程，学生 对学生形成感性认 识，认同自然界中 的这些现象并非神 创而是有它的物质 基础一一受多种植 物 激 素 的 共 同 调 节。进而形成物质、 结构与功能观、稳 10 植物激素！ 态与平衡观。 初步解释植 物具有向光 性的原因 同学们，

21、 通过本节课的学习， 你们 已经知道，引起植物向光性的外部 因素是单侧光，内部因素是生长 素。现在，你能否将二者联系起来， 尝试解释植物为什么具有向光 性？ 思考好之后可以提前举手示意。 同学们有没有其他意见？ 非常好，请坐。 胚芽鞘尖端能产 生生长素， 正常 情况下生长素向 尖端的下部运 输，促进尖端以 下部分生长发 冇，但在单侧光 的照射下，胚芽 鞘背光一侧的生 长素含量多于向 光一侧，从而导 致向光弯曲生 长。 回扣整节课内容， 学生通过实验探究 初步解释植物具有 向光性的原因，并 未后面课题延伸做 铺垫。通过各小组 合作探究亲历生长 素的发现历程，养 成社会责任：基于 对植物向光性这一

22、 生物学的认识，敢 于参与个人与社会 事物的讨论，对植 物各种向光性现象 作出理性解释与判 断，形成解决生产 生活问题的担当和 能力。 课题延伸 同学们， 问题1:胚芽鞘尖端产生的生长素 向下运输时，是不是单侧光使生长 素横向运输后，导致生长素在胚芽 鞘的下端分布不均？ 问题2： 胚芽鞘尖端产生的生长素 是否只能由胚芽鞘尖端向下端运 输？ 课后请同学们继续探讨，并进行实 验探究， 下节课我们继续讨论。 今 天的新课到此结束，有问题现在可 以提出。 学生认真思考问 题， 并对本堂课 进行小结。 加强学生对新知识 的巩固和应用，培 养学生灵活应用知 识的基本技能。训 练学生科学思维， 培养学生严密

23、的逻 辑思维能力。 五、 板书设计 提前在黑板上画出胚芽鞘、琼脂块、锡箔纸、单侧光的表示方法。 学生根据相应问题，在黑板上画出物理模型。 11 3.1植物生长素的发现 问题1： (1)、下端弯曲生长是否与尖端有关？ (2)、感受光刺激的部位是尖端还是尖端以下？ 问题2：尖端是否真的产生某种影响？ 问题3：为什么胚芽鞘的两侧会生长不均匀？ 问题4：若存在影响，这种影响究竟是什么？ 六、 课后反思 本节内容作为第3章第1节的内容，是学生打开植物生命活动调节大门的一个重要节点, 既承接前文同时又为后文做铺垫，因此如何利用科学家的发现历程，既能让学生体验颇深又 能感受学习的乐趣？设汁预习案！让学生通过

24、实验感受过程！带着疑问学习、在做中学，这 样比课堂进行实验分析来得更直接、更能加深其印象。学生能够通过提出问题、设计实验方 案、进行实验、观察结果、得出结果，从而其科学思维和科学探究能力得到培养；同时也能 体会科学发现的艰辛与不易。 在学生进行实验操作前，笔者自身虽提前操作过，发现可能存在的问题，并做好防范 准备。但也出现了新情况：本次琼脂胶配置的浓度虽然按照正常比例配宜，但学生在操作 过程中发现不久后便干了， 这是需要想方法改进的地方。 另外， 玉米种子的培养， 在长岀 玉米胚芽鞘12CM就开始进行实验，任适宜的环境条件下，玉米幼芽生长很快，时间晚 一两天胚芽可能就已经露出胚芽鞘很多。第三、

25、对于单侧光的实验设计，有同学建议用打 孔的方法设计单侧光效果更明显，当时另一些同学认为操作不便且没必要而给予否立，当 时应当鼓励学生两种情况都进行操作，再来观察实验结果。第四、应提前预料到学生实验 结果可能会不理想，让他们去查询资料做好准备，这样学生就能够少龙些弯路，不用重复 操作很多次。 此外，在教学过程中还应该注意语言表达，做到简洁、精炼、不反复，无错句、病句; 同时也应该反复熟悉教学设计，做到连贯自如，在上课时也应当表现出该有的激情，情感 表现应到位，这样才能感染学生，获得学生知识、精神等层次上的认同感。 参考资料：吴霞体现科学木质的“HIR”式生物学教学活动设计研尤D华中师范大学,20

26、17. 2李秀军,梁災以玉米胚芽鞘为材料的生长素的发现”系列实验J 生物学通,2016,51(09):52-54. 罗亚明玉米胚芽鞘的向光性验证试验(J 中国科技信息,2005(16):98. 4周祥优化组合教学要素，促进生物学科核心素养落地评青岛一中和包钢五中植物生长素的发现 微课程系统设 il(J中国信息技术教 W,2O19(Z1 ):53-544-79.II 附件1:预习案 植物生长素的发现预习案（一） 请同学们认真预习达尔文的经典实验，探究植物的向光性。 一、 探究课题 胚芽鞘弯曲生长的部位在尖端的下端，探究在单侧光照射下向光弯曲生长是否与胚芽 鞘尖端有关以及感受光剌激的部位是在胚芽鞘尖端还是尖端的下端。 实验器材：玉米胚芽鞘、锡箔纸（一种不透光的材料）、琼脂、灯具、纸盒等。 二. 提出假说 三、设计实验 设计思路 演绎推理获得预期结果 进行实验获得实验结果 分析结果，得出结论 （五）根据实验结果及结论，请大胆推测在单侧光刺激下胚芽鞘向光弯曲生长的原因: 请根据你所探究的实验，选用合适的实验材料： 锡箔纸：锡箔纸的颜色为银白色，它的主要成分是锡、铝，是锡铝的合金：可折叠、变形， 不透光。 琼脂：是植物胶的种，应用广泛：具有凝固性、稳定性：能透过琼脂块的物质，其理化性质可 保持不变。 植物生长素的发现预习案（二） 请同学们认真预习达尔文和詹森的经典实验，继