摘 要： 植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程是一個(gè)很好地展現(xiàn)科學(xué)在本質(zhì)上是相對(duì)的、可變的、不斷修正和發(fā)展過(guò)程中的素材的過(guò)程。達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)具有開創(chuàng)性，詹森、拜爾、溫特多位科學(xué)家逐步深入探討證明是化學(xué)信息引起植物的向光性生長(zhǎng)，教材以“問(wèn)題—問(wèn)題的解決—進(jìn)一步深入的問(wèn)題”方式安排有關(guān)內(nèi)容。一系列經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，不僅記載著知識(shí)的形成過(guò)程，還蘊(yùn)含著科學(xué)家創(chuàng)造性的思維方式和靈活多樣的科學(xué)方法。教師在教學(xué)過(guò)程中應(yīng)注意引導(dǎo)學(xué)生探索再現(xiàn)生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程中，介紹科學(xué)研究的基本方法，即觀察→確定實(shí)驗(yàn)題目→分析假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（具有科學(xué)性、可重復(fù)性、可行性、經(jīng)濟(jì)實(shí)用性；選擇實(shí)驗(yàn)材料，設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，控制單一變量等）→預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果→觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果→對(duì)比分析推理→得出結(jié)論，便于學(xué)生有目的、有意識(shí)地運(yùn)用并掌握，使學(xué)生的探索能力得到提高，為培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和科學(xué)素質(zhì)奠定基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞： 生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn) 探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 教學(xué)設(shè)計(jì)及反思

教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)與技能。

（1）概述植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。

（2）解釋植物向光性的原因。

（3）體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)素的過(guò)程和方法。

2.過(guò)程與方法。

（1）引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生提出問(wèn)題、做出假設(shè)，設(shè)計(jì)植物的向光性實(shí)驗(yàn)及胚芽鞘尖端產(chǎn)生某種物質(zhì)實(shí)驗(yàn)并預(yù)期、觀察、記錄、分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果并得出結(jié)論。通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)和問(wèn)題的討論，逐步提高分析實(shí)驗(yàn)、評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的能力。

（2）培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)探究能力及訓(xùn)練學(xué)生邏輯思維的嚴(yán)密性。

3.情感、態(tài)度與價(jià)值。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)的分析評(píng)價(jià)與設(shè)計(jì)，體驗(yàn)感知科學(xué)探究的曲折，提高科學(xué)素養(yǎng)，端正科學(xué)研究的態(tài)度和形成勇于探索精神，拓展知識(shí)視野；植物的向光性運(yùn)動(dòng)原因的解釋，能養(yǎng)成“由表及里、從現(xiàn)象到本質(zhì)”分析問(wèn)題的思維習(xí)慣；能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論；能養(yǎng)成邏輯思維的嚴(yán)密性，提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

重點(diǎn)難點(diǎn)

1.教學(xué)重點(diǎn)：概述植物生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)過(guò)程、解釋原因。

2.教學(xué)難點(diǎn)：理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性。

教學(xué)方法

1.教師的啟發(fā)式引導(dǎo)與學(xué)生自主探索、合作交流相結(jié)合。

2.教師多媒體展示與學(xué)生板書、提問(wèn)等常規(guī)教學(xué)手段相結(jié)合。

教學(xué)用具

“生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”多媒體課件。

教學(xué)過(guò)程

教師活動(dòng)4：提出3個(gè)探究實(shí)驗(yàn)題目，由學(xué)生分組完成。

☆探究實(shí)驗(yàn)一

題目：植物是否具有向光性。

變量：有無(wú)單側(cè)光的照射

實(shí)驗(yàn)材料：完整胚芽鞘（其余略）

預(yù)期結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析結(jié)論（略）

結(jié)論：植物具有向光性，能對(duì)單側(cè)光刺激做出反應(yīng)。

提出問(wèn)題：胚芽鞘能對(duì)光刺激做出反應(yīng)，向光彎曲與胚芽鞘哪個(gè)部位有關(guān)？

如何證明？——探究實(shí)驗(yàn)二

☆探究實(shí)驗(yàn)二

題目：探究與胚芽鞘向光彎曲有關(guān)的部位。

變量：有無(wú)胚芽鞘尖端

實(shí)驗(yàn)材料：胚芽鞘、刀片（其余略）

預(yù)期結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析結(jié)論（略）

結(jié)論：胚芽鞘的向光性彎曲與尖端有關(guān)。

提出問(wèn)題：?jiǎn)蝹?cè)光引起胚芽鞘向光彎曲生長(zhǎng)是單側(cè)光對(duì)植物的哪一部位起作用？感受光刺激的部位是哪？是尖端還是尖端下方？

如何證明？——探究實(shí)驗(yàn)三

☆探究實(shí)驗(yàn)三

題目：探究胚芽鞘感光部位。

變量：錫箔片罩蓋部位分別為胚芽鞘尖端或胚芽鞘尖端下方

實(shí)驗(yàn)材料：完整胚芽鞘、錫箔帽（其余略）

預(yù)期結(jié)果、實(shí)驗(yàn)結(jié)果、分析結(jié)論（略）

結(jié)論：胚芽鞘的生長(zhǎng)與彎曲與尖端有關(guān)，尖端是感受光刺激的部位

學(xué)生活動(dòng)4：和老師一起嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，初步體會(huì)變量的確定及實(shí)驗(yàn)過(guò)程的分析。

（教師點(diǎn)評(píng)上述實(shí)驗(yàn)中用了研究問(wèn)題的常用方法——對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)照實(shí)驗(yàn)通常只能有一個(gè)變量，如果實(shí)驗(yàn)結(jié)果不同，就說(shuō)明是由這一變量引起的，這是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本原則。）

教師活動(dòng)5：提問(wèn)：尖端感光，尖端下方彎曲生長(zhǎng)，它們之間存在什么關(guān)系？

達(dá)爾文推想胚芽鞘尖端可能產(chǎn)生某種物質(zhì)在單側(cè)光照射下對(duì)胚芽鞘尖端下方的部分產(chǎn)生某種影響。

達(dá)爾文之后，科學(xué)家又進(jìn)行了一系列的實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生活動(dòng)5：自學(xué)教材，理解分析。

（二）詹森實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：該刺激是一種化學(xué)物質(zhì)而且能透過(guò)瓊脂傳遞到下部。

實(shí)驗(yàn)證明胚芽鞘尖端產(chǎn)生的刺激可以透過(guò)瓊脂片傳遞給尖端下方。

思路分析：

借助達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)思路（尖端及尖端下方）將胚芽鞘“尖端”及“尖端下方”用瓊脂隔開?？疾榧舛伺c尖端下方物質(zhì)運(yùn)輸?shù)穆?lián)系。

（三）拜爾實(shí)驗(yàn)

結(jié)論：胚芽鞘的彎曲生長(zhǎng)是尖端產(chǎn)生的刺激在尖端下面一段分布不均造成的。

實(shí)驗(yàn)證明胚芽鞘的彎曲生長(zhǎng)，是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的刺激在尖端下方分布不均勻造成的。

思路分析：

無(wú)單側(cè)光刺激下，尖端放在切面一側(cè)造成生長(zhǎng)素在尖端下方分布不均，也出現(xiàn)彎曲生長(zhǎng)現(xiàn)象。

說(shuō)明：尖端放置在切面一側(cè)相當(dāng)于單側(cè)光刺激。

總結(jié)：尖端通過(guò)產(chǎn)生的某種物質(zhì)影響下部生長(zhǎng)。

如果尖端確實(shí)通過(guò)產(chǎn)生某種物質(zhì)來(lái)影響下部生長(zhǎng)，那么這種物質(zhì)應(yīng)該可以轉(zhuǎn)移到另一種“物質(zhì)”中，從而使該“物質(zhì)”具有與尖端同樣的效應(yīng)?！獪靥貙?shí)驗(yàn)

（四）溫特實(shí)驗(yàn)

教師活動(dòng)6：簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)過(guò)程及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，提問(wèn)：如果實(shí)驗(yàn)就這樣完成，你是否有質(zhì)疑？

學(xué)生活動(dòng)6：討論本實(shí)驗(yàn)?zāi)康模候?yàn)證胚芽鞘尖端下面一段的彎曲生長(zhǎng)是由尖端產(chǎn)生的物質(zhì)引起的，而不是由瓊脂塊本身引起的，完善實(shí)驗(yàn)。

課堂活動(dòng)2：

教師點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)有兩個(gè)關(guān)鍵：

①如何驗(yàn)證尖端是否產(chǎn)生了某種物質(zhì)，實(shí)驗(yàn)處理應(yīng)將尖端與下部分離；能否找到一種吸附該物質(zhì)的基質(zhì)，該基質(zhì)應(yīng)該有相應(yīng)的特點(diǎn)，即吸附物質(zhì)并向下運(yùn)輸。

②強(qiáng)調(diào)生物實(shí)驗(yàn)的對(duì)照性原則。

結(jié)論：胚芽鞘頂端確實(shí)可以產(chǎn)生某種向下運(yùn)輸?shù)牟⒛芤鹋哐壳噬L(zhǎng)的物質(zhì)。

思路分析：

設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)，對(duì)比尖端產(chǎn)生的“某物質(zhì)”在不均勻分布條件下對(duì)生長(zhǎng)是否有影響。

溫特認(rèn)為這可能是和動(dòng)物激素類似的物質(zhì)，并把這種物質(zhì)命名為：生長(zhǎng)素。

單側(cè)光照射后，胚芽鞘背光一側(cè)的生長(zhǎng)素含量多于向光一側(cè)，引起兩側(cè)生長(zhǎng)不均勻，造成向光彎曲。

課堂拓展：胚芽鞘向光性的另一種可能解釋

20世紀(jì)80年代以來(lái)有學(xué)者用向日葵、蘿卜等做向光性研究的時(shí)候，對(duì)向光側(cè)和背光側(cè)的IAA濃度進(jìn)行了精確的測(cè)量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)兩側(cè)的IAA濃度基本相等。這樣就無(wú)法用生長(zhǎng)素的機(jī)理來(lái)解釋向光性了，另一種可能原因：在單側(cè)光的刺激下，生長(zhǎng)抑制物（可能是黃質(zhì)醛）在向光一側(cè)積累，導(dǎo)致向光側(cè)生長(zhǎng)受到抑制而背光側(cè)生長(zhǎng)正常，引起向光性。

根據(jù)本節(jié)所學(xué)有關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)一個(gè)造型獨(dú)特的盆景方案。

課后反思

本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容涉及的實(shí)驗(yàn)，在現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室條件下不可能短期完成，需要一定的培養(yǎng)周期。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，都是老師滔滔不絕地講，學(xué)生默默地聽，課堂氣氛沉悶，教學(xué)效率低下，更談不上培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和探究能力。我采用了引導(dǎo)探究式的教學(xué)方法后，通過(guò)創(chuàng)設(shè)自主合作的學(xué)習(xí)情境，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，體現(xiàn)以下教學(xué)特點(diǎn)：

1.教學(xué)過(guò)程注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)。

教學(xué)過(guò)程的設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的參與，從中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力。學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)教師提供部分實(shí)驗(yàn)材料，并著重介紹第1次接觸到的材料及用具，使學(xué)生理解材料及用具在實(shí)驗(yàn)中所起的作用，由學(xué)生對(duì)比分析做出選擇或由學(xué)生思考提出替代性實(shí)驗(yàn)材料（如有的學(xué)生提出用蓋玻片代替云母片）。極大地解放了學(xué)生的思想，培養(yǎng)了學(xué)生思維的創(chuàng)造性、廣闊性和獨(dú)立性；同時(shí)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性增強(qiáng)。

2.教學(xué)過(guò)程中培養(yǎng)了學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。

在探究的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)的分析假設(shè)有可能是正確的，也有可能是錯(cuò)誤的。假設(shè)是否正確應(yīng)該用實(shí)驗(yàn)來(lái)證明而不能憑空臆測(cè)，從中培養(yǎng)了學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)實(shí)驗(yàn)態(tài)度。

3.培養(yǎng)了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)精神與協(xié)作意識(shí)。

在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生互相幫助共同思考用科學(xué)實(shí)驗(yàn)的基本方法學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)了10多個(gè)實(shí)驗(yàn)，從中培養(yǎng)了學(xué)生團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神和意識(shí)。

教師由單純的信息表達(dá)者轉(zhuǎn)變成信息的加工者、組織者，處于主導(dǎo)地位；學(xué)生不是被動(dòng)地接受知識(shí)，而是走進(jìn)科學(xué)家的探究歷程，在觀察和思考中，愉快地學(xué)習(xí)，處于主體地位。這樣在課堂教學(xué)過(guò)程中通過(guò)師生互動(dòng)、生生互動(dòng)，讓課堂充滿了活力，新課改理念得到了落實(shí)。