劉盛宇

[摘要]以《生長素的生理作用》的教學(xué)設(shè)計為例，通過呈現(xiàn)科學(xué)探究的一般過程，即設(shè)計實驗案例，分析實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論，促進(jìn)學(xué)生掌握科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)科學(xué)探究能力;通過實驗事實，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建模型，生成一般性概念，歸納總結(jié)生成核心概念，內(nèi)化核心素養(yǎng)。

[關(guān)鍵詞]科學(xué)探究能力;生長素的生理作用;核心素養(yǎng)

[中圖分類號] G633.91

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A

[文章編號] 1674-6058（2020）14-0089-03

一、教材分析

《生長素的生理作用》是人教版生物必修3《穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第三章第二節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容分為兩大部分，一是講述生長素的生理作用，包括生長素的生理作用及生長素生理作用的特點;二是講述生長素在生產(chǎn)實踐中的運用，包括解釋植物頂端優(yōu)勢的原因及解除頂端優(yōu)勢和保持頂端優(yōu)勢在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的運用，探究生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義。《生長素的生理作用》是在《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》之后學(xué)習(xí)的，具體學(xué)習(xí)生長素的生理作用及其在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。在本節(jié)中，教材設(shè)置了“探索生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度”這一探究性實驗，旨在訓(xùn)練學(xué)生圖文轉(zhuǎn)換和利用坐標(biāo)曲線分析得出結(jié)論的能力。

二、學(xué)情分析

在學(xué)習(xí)本節(jié)課之前，學(xué)生已了解植物激素的概念，并對植物產(chǎn)生向光性的原因以及生長素的產(chǎn)生、運輸和分布特點有了相應(yīng)的知識儲備。同時，在《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》的學(xué)習(xí)中已初步了解科學(xué)探究的一般過程和方法，但僅僅停留在理論的學(xué)習(xí)上，還沒有付諸實踐，而本節(jié)課恰好給學(xué)生提供了一個學(xué)以致用的機(jī)會。高二學(xué)生思維活躍，具備一定的實驗探究能力，但對于探究的目的、過程和結(jié)論的形成缺乏系統(tǒng)性的思考。因此，在探究實驗的過程中應(yīng)加強(qiáng)對學(xué)生的引導(dǎo)，細(xì)化各環(huán)節(jié)中的問題，并做好知識的鋪墊。在教學(xué)中通過探究式教學(xué)法、概念教學(xué)法、實驗教學(xué)法，引導(dǎo)學(xué)生合作探究，通過圖文轉(zhuǎn)換、分析曲線、構(gòu)建模型、得出結(jié)論等環(huán)節(jié)完成生長素生理作用及生長素在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用的學(xué)習(xí)。

三、教學(xué)目標(biāo)

1.知識目標(biāo)

（1）概述植物生長素的生理作用;

（2）描述頂端優(yōu)勢的現(xiàn)象、原因、解除方法及應(yīng)用;

（3）舉例說明生長素類似物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。

2.能力目標(biāo)

（l）通過識圖和圖文轉(zhuǎn)換訓(xùn)練，提高獲取、整理信息的能力;

（2）嘗試探究不同濃度的生長素類似物對插條生根的影響，學(xué)會探究的一般步驟（設(shè)計實驗、實驗操作、觀察記錄、分析結(jié)果、得出結(jié)論）和方法。

3.情感目標(biāo)

（1）通過聯(lián)系生產(chǎn)和生活實際，了解本節(jié)課的實踐價值，增強(qiáng)關(guān)心生產(chǎn)的意識;

（2）認(rèn)同觀察和實驗是生物科學(xué)研究的基本方法，領(lǐng)悟“分析數(shù)據(jù)”和“得真，真結(jié)論”是關(guān)鍵而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)探究環(huán)節(jié)。

四、教學(xué)過程

1.創(chuàng)設(shè)情境，發(fā)現(xiàn)問題

通過播放微視頻講解植物向光性的原因及生長素的極性運輸和橫向運輸，呈現(xiàn)“植物橫放，根向地生長，但莖背地生長”的圖片（如圖1），引導(dǎo)學(xué)生討論矛盾現(xiàn)象背后的原因，進(jìn)而引出課題——生長素的生理作用。

設(shè)計意圖：引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，以解決認(rèn)知沖突為推動力，推動新課的學(xué)習(xí)。

2.比較分析，做出假設(shè)

通過圖2，引導(dǎo)學(xué)生做㈩關(guān)于生長素的假設(shè)。

假設(shè)1：重力作用下使根、莖中生長素的分布不同。

假設(shè)2：重力作用下使根、莖中生長素的分布相同，由某種未知的原因?qū)е赂?、莖的生長方向不同。

生物學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，結(jié)論的得出需要以實驗證據(jù)作為支撐。

給學(xué)生提供資料：生長素在植物體內(nèi)含量很少，每5000 kg植物才能提取到1μg生長素，而且提取也相當(dāng)困難。由此引出生長素類似物，如萘乙酸（NAA）、2，4-D等。

設(shè)計意圖：培養(yǎng)學(xué)生的理性思維及運用知識的能力，促進(jìn)學(xué)生理解生長素類似物在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的意義。

3.體驗探究，掌握方法

課前，帶領(lǐng)生物興趣小組探究“不同濃度的萘乙酸對多肉植物生根和長芽的影響”。課中，播放實驗操作微視頻，講解整個實驗的步驟，引導(dǎo)學(xué)生分析變量（自變量、因變量、無關(guān)變量），及體驗探究的一般過程，最后呈現(xiàn)不同實驗材料的實驗結(jié)果（如圖3）。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生理解自變量、因變量、無關(guān)變量及對變量的控制，體會實驗材料的處理及選擇對實驗的重要性。

構(gòu)建生長素對生根影響的數(shù)學(xué)模型：展示“不同濃度萘乙酸對福娘生根的影響”的實驗結(jié)果（圖片、數(shù)據(jù)），如圖4-1、圖4-2和圖4-3所示。為了使實驗結(jié)果更加直觀，把實驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲線圖（如圖4-4）。

構(gòu)建生長素對長芽影響的數(shù)學(xué)模型：展示“不同濃度萘乙酸對福娘長芽的影響”的實驗結(jié)果（圖片、數(shù)據(jù)），讓學(xué)生把實驗數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成曲線圖（如圖5）。

設(shè)計意圖：構(gòu)建生長素對生根、長芽影響的數(shù)學(xué)模型，使學(xué)生從模型中更加直觀、真切地感受到生長素的生理作用及作用特點，培養(yǎng)學(xué)生圖文轉(zhuǎn)換的能力，提高學(xué)生的生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

4.分析結(jié)果，得出結(jié)論

展示教材“問題探討”中生長素濃度與所起作用的關(guān)系圖（如圖6），提出問題讓學(xué)生討論：（1）對不同植物器官來說，生長素的最適濃度分別是什么？它們對生長素的敏感性如何？（2）10^-6mol·L^-1的濃度對植物根、芽、莖的影響分別是什么？

構(gòu)建概念模型：通過實驗證據(jù)得出了“生長素既能促進(jìn)生長，也能抑制生長;既能促進(jìn)長芽，也能抑制長芽;既能防止落花落果，也能疏花疏果”的事實;得出了“生長素對植物器官的生長既有促進(jìn)作用也有抑制作用”的一般概念，最后總結(jié)得出生長素的生理作用特點，即“生長素的生理作用具有兩重性”這一核心概念。

設(shè)計意圖：通過實驗證據(jù)，得出一般概念，最后總結(jié)升華得出核心概念。讓知識在學(xué)生的大腦中逐漸生成，讓學(xué)生擺脫死記硬背。

在學(xué)生形成了“生長素的生理作用具有兩重性”這一核心概念后，引導(dǎo)學(xué)生對前面提出的假設(shè)做出相應(yīng)的判斷，進(jìn)一步讓學(xué)生解釋植物莖背地生長和根向地生長的原因，并追問學(xué)生莖背地生長和根向地生長是否體現(xiàn)了生長素的生理作用特點——“兩重性”。

設(shè)計意圖：既對前面的知識做出回應(yīng)，又讓學(xué)生體會到學(xué)習(xí)成功的喜悅。

5.應(yīng)用知識，鞏固提升

（l）知識應(yīng)用

呈現(xiàn)植物頂端優(yōu)勢圖片，引導(dǎo)學(xué)生解釋植物頂端優(yōu)勢的原因，及思考是否體現(xiàn)了生長素生理作用的兩重性，說出解除頂端優(yōu)勢和保持頂端優(yōu)勢在生產(chǎn)實踐中的應(yīng)用。

（2）方法應(yīng)用

引導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)探究萘乙酸促進(jìn)福娘生根的最適濃度。提出問題：本實驗的目的是找到促進(jìn)福娘生根的最適濃度，應(yīng)如何設(shè)置自變量？

教師展示生物興趣小組探究不同濃度萘乙酸對福娘生根影響的圖像構(gòu)建過程（如圖7），引出預(yù)實驗。

出示南瓜，引導(dǎo)學(xué)生思考：南瓜的形狀怎么樣？是什么原因讓南瓜長成這樣？剖開南瓜讓學(xué)生觀察。

學(xué)生完成實驗設(shè)計并進(jìn)行自評、互評，最后教師進(jìn)行評價。

設(shè)計意圖：讓學(xué)生掌握科學(xué)探究的一般過程，引導(dǎo)學(xué)生將探究延伸到課外生活中。

課堂小結(jié)：從生長素的生理作用到生長素生理作用的特點，從生命的現(xiàn)象到生命的本質(zhì)，只有理解了生命的本質(zhì)才能體會到生命之美。

五、教學(xué)反思

（l）在本節(jié)課的教學(xué)中，通過事實先形成一般概念，再建立核心概念，體現(xiàn)了以學(xué)生為主體、教師為主導(dǎo)的教學(xué)理念。

（2）以知識為載體，傳授科學(xué)探究的方法和技能，注重能力的培養(yǎng)和方法的指導(dǎo)，落實培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的課程理念。

（3）尊重學(xué)生認(rèn)知規(guī)律，結(jié)合學(xué)生已有知識及生活經(jīng)驗，引導(dǎo)學(xué)生探究，貫徹了“倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”和“注重與現(xiàn)實生活聯(lián)系”的課程理念。

（4）各環(huán)節(jié)的過渡處理自然得當(dāng)。從生長素的含量特點自然引出生長素類似物的概念，從生長素生理作用的知識小結(jié)自然過渡到知識的應(yīng)用，從生長素生理作用的兩重性特點過渡到尋找最適濃度的意義。

（5）通過不斷呈現(xiàn)事實，引導(dǎo)學(xué)生分析圖表、曲線生成知識;呈現(xiàn)不同濃度的萘乙酸對福娘生根、長芽的影響的實驗結(jié)果（圖片和數(shù)據(jù)），讓學(xué)生構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，從而理解與掌握“生長素的生理作用特點——兩重性”這一核心概念。

（責(zé)任編輯 黃春香）

[基金項目]本文系廣東省教育科研“十三五”規(guī)劃2016年度研究教育科研一般項目“基于核心素養(yǎng)理念的初中生物微課體系建構(gòu)研究”（課題編號：2016YQJK144）的研究成果。