人教版高中生物必修3第3章第2节 生长素的生理作用教学案例

探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度的教学案例
高中的实验主要分为验证性、调查类、模型类、探究性实验，其中探究性实验倡导的是探究性学习，从而提高学生的生物学素养。

人教版普通高中课程标准生物“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”具有典型的探究色彩，与生物科学课题研究相似，能让学生真正从理论上升为科研能力，因此我把这个实验教学作为一个教学案例展示给各位同仁。

一、教学指导思想
“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”是人教版普通高中课程标准实验教科书《生物》必修模块3《稳态与环境》第3章“植物的激素调节”第2节“生长素的生理作用”中的探究活动栏目。

也是本节教学的难点。

本节课的设计要求学生有如下素质：首先，学生已经初步了解生长素的生理作用及作用特点（具有两重性：低浓度促进生长，高浓度抑制生长，存在促进植物生长的最适浓度）。

其次，学生经过必修1-3的探究实验，基本掌握了探究实验的基本流程（1、提出问题；2、作出假设（实验名称）；3、设计实验、进行实验；4、分析结果、得出结论；5、进一步探究；6、注意事项），已经具备了对一些生物学问题初步探究的能力。

但对实验设计还不够完善，进行实验时对实验原则从理论到应用（如变量控制）还不到位，分析处理实验数据的能力还比较弱。

最后，学生经过一年多的自主性探究学习的实践，已经初步形成了小组合作学习的氛围，能积极并乐于参加小组活动，能勇于表达自己的观点。

本节课重在进行实验方案设计，并注意解决实际实施实验过程遇到中的问题，学生通过合作交流讨论评价自主构建知识体系。

所以本节内容能很好地体现了新课程理念中的“倡导探究性学习”、“注重与现实生活的联系”。

二、实验教学分析
根据学生的学情分析，学生已经初步认识了探究实验的基本流程，但是对实验设计、变量处理、实验原则的应用还不够熟练，故本节将重点和难点安排如下：
【教学重点及解决办法】
变量的判断处理与实验原则的把握
解决方法：
通过学生实施实验、学案生成、师生互动（现场指导实验）来解决重点。

【教学难点及解决办法】
对实验设计方案的设计、评价与完善。

解决方法：
新课程理念强调“学生自主建构”，因此通过学生展示实验方案、老师指导以及评价组点评来突破难点。

三、教学目标
1．知识目标
（1）解释生长素类似物的作用特点。

（2）评述生长素类似物在生产中的应用。

2．能力目标
（1）进一步学会探究性实验的一般方法和步骤，培养科学探究能力，提高创新思维能力。

（2）尝试发展学生科学探究的能力，如控制变量、设计实验方案、记录与处理数据。

3．情感态度与价值观目标
（1）通过合作与交流，逐步养成质疑、创新、协作、求实的科学精神和态度；
（2）培养学生唯物辩证主义的世界观与方法论。

四、教学准备
1．建立学习兴趣小组：以“异质分组”为原则，以生物科代表为中心负责人。

每个小组8人（包括一个小组长）组成四个实验小组（小组长选择理由：对整个小组的合作交流进行合理的搭配安排）。

再建立8人为一组的评委小组（每两人跟踪一组实验组，进行统一评价），对学生进行合作实验的技能培训。

2．自主设计实验方案：本节课前两天，老师布置本探究实验的课题，全班4个实验组合作通过查找相关资料选定材料与处理方法，自主设计好一份实验方案。

3．选材与进行预实验：先让学生搜集资料，确定实验的材料和方法，教师课前带学生在校园内进行材料的选择（分别为富贵竹、迎春花、枙子花、杨柳），并展示从市场上所购买的常见生长素类似物的药品最终选定“强力生根粉（20%NAA）”，根据用法用量说明配制好200ppm的NAA母液，让学生明确溶液配制过程中需注意生根粉的用量，避免药品的浪费。

并准备好量筒、烧杯、剪刀、小刀等器材。

并进行初步的预实验。

五、教学过程
课前（视频0课前指导学生选材）：根据“异质分组”的原则将学生分成4个实验组和1个评价组，并培养小组长，进行预实验②每组选择1种材料设计正式实验方案。

课中：：评价组全程评价，以探究实验的基本流程为理论主线，通过五个环节活动为表现形式。

将着重于“设计实验、实施实验”环节，加深对实验原则和变量的理解与应用。

通过“方案设计－方案评价－动手操作－学案生成”，让理论与实践相结合，让学生自主构建知识体系。

通过五个环节活动，以探究实验的基本流程为主线，将本节课重点与难点突破，让学生在合作交流中、师生互动、生生互动中构建自己的知识体系。

课后：观察记录实验并处理分析数据。

教学教师组织和引导学生活动教学意图
步骤
环节一创设情景
新课导入
2分钟展示：照片（柳枝和玫瑰）
讲述：俗话说“无心插柳柳成荫，有心插花
花不开。

”
提问：为什么不同植物扦插效果不同呢？如
何促进插花成功呢？
扦插成功关键是要生根。

根据上节所学知
识，有什么办法可以促进插条生根呢？
简述：市场上有很多种生长素类似物（示实物），
它们因使用方法、植物种类、季节等导致其适用的
浓度范围不同。

因此在生产实践上，就有必要进行
预实验来寻找最适浓度，从而避免人力、物力和财
力的浪费。

这就是本节我们要学习的内容：
板书：探索生长素类似物促进插条生根的最
适浓度
观察
利用生长素类似
物
准备进入探究活
动状态
激发兴趣
环节二生生互动展示交流12分钟小组展示实验方案与预实验情况
．．．．．．．．．．．．：
其他组有2个提问机会。

要求评委开始对每个小组进行全程的评价。

依序安排4个小组汇报：
第1小组（迎春花）第2小组（富贵竹）
第3小组（栀子花）第4小组（杨柳）
第1小组、第2
小组、第3小组、
第4小组（视频1
方案展示与交
流）代表依次发
言，其他学生积
极参与发言，评
价小组根据评价
标准完成打“★”
评价
通过小组交流，反
馈出学生对探究
实验设计中的问
题和不足。

通过生
生评价、老师适当
点评和学生的自
我反思，不断提高
学生自身的实验
设计能力。

环节三师生互动理论思考１：一份完整的实验设计应该包括哪些方面？
一、
提
出
问
题
要求：
请学生根据所选的生长素类似物和植
物枝条来回答。

学生回忆相关知
识并回答
调用必修1的知识
储备，根据概念来
判断该实验的三
种变量。

思考２：如何提出具体可行性假设？
指导8分钟二、
作
出
假
设
材料、处理方法、生长素种类，引出
具可操作性实验方案（视频2老师理
论指导）
“探索NAA促进迎春花插条生根的最适浓度”
积极思考并回答训练学生将
抽象问题转化
为可操作性问
题
思考３：实验设计的基本原则有哪些？
思考４：实验的变量有哪些？具体说明？
三、
设
计
实
验
完
善
实
验
讲述要点并与学生互动：
一份好的实验设计必须要明确以下三
点:
1．实验原理：
2．实验原则：
请大家说出有哪些？
3．三种变量：
该实验的自变量、因变量和无关变量
分别指的是什么？（视频4师生互动）
回忆、思考并回
答
思考、小议并回
答
回忆必修1的
相关概念并应
用到此实验，解
决有关变量的
问题
调用知识储备，
说出即可。

点评和小结：沾蘸法在水培下不明显，故采
用浸泡法。

请各小组根据预实验情况，小组
内的分工，完善实验设计方案，进行正式实
验动手操作环节。

小组内相互交
流，使预实验的
方案具有更可行
的操作性。

提高学生对实
验方案设计的
可行性
环节四实施实验完成学案18分钟四、
进
行
实
验
让学生完善的实验方案，并进行实验
操作，教师作简要的材料、用品的说
明与要求。

（完成配制不同浓度梯度
溶液及枝条处理）（视频3实施实
验与完成学案）
学生根据母液配
制不同浓度梯
度，并对实验材
料进行初步处理
让学生从抽象
理论上升为具
体实践中，加深
对变量与实验
原则的理解与
把握。

五、
结
果
预
期
当堂发给学生“随堂学案（附件1）”，
完成之！
引导小组内学生对结果预期，启迪学
生：通过组间合作又能得出什么结论
学生完成学案
学生根据不同小
组的预期结果，
进一步推测出新
学案生成法，构建知
识体系。

让学生明白科学探究
研究需共同的努力，
少部分人只能完成科
呢？的结果。

研的一个环节，明白
协作的重要性。

环节五拓展探究学生评价5分钟六、
进一
步探
究
引导启迪学生，提问继续探究的问
题：
本实验还有哪些可以探究的问题呢？
自由发言和讨论培养发散思维
能力，鼓励有兴
趣的同学进行
实验探究。

学生
评价
引导评委小组根据“评价明细（附件
2）”对各组的优点及不足之处进行
简要点评。

并评出最终的结果如“基
本”、“良好”“极佳”的探究能力
布置任务：
对正式实验进行观察记录分析并得
出结论。

小组1评委
小组2评委
小组3评委
小组4评委（视
频5评价小组指
导交流）
分别对各组作出
公正客观的点
评。

让学生进一步
明白自身的不
足与优点，充分
调动每一个学
生参与到探究
活动中去。

培养学生的耐
心与恒心
【板书设计】
探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度
主板书副板书
探究的一般步骤:
一、提出问题
二、作出假设（实验名称）
三、设计实验、进行实验
四、分析结果、得出结论
五、进一步探究
注意事项１、实验设计原则
①单一变量原则
②对照原则
③平行重复原则
④科学性原则２、变量
①自变量：
②因变量：
③无关变量：
六、问题研讨
1、 NAA为什么能促进扦插的枝条生根？
提示：萘乙酸(NAA)是人工合成的具有植物激素活性的植物生长调节剂，其分子结构、化学性质、生理作用及作用机理与生长素相同，属于植物生长促进剂。

萘乙酸能促使植物细胞分裂，细胞伸长，因而能使植物生长加速。

人们很早就知道，如果在插枝上保留正在生长的芽或幼叶时，插枝基部很容易产生愈伤组织和根。

这就是因为芽和叶中产生的生长素，通过极性运输并积累在
插技基部，使之得到足量的生长素。

所以，在插枝基部外加植物生长素类似物（如NAA），自然促进插条生根。

2、为什么要选取一年生的枝条？插条下端为什么要削成斜面？
提示：因为一年生的枝条形成层细胞分裂能力强、发育快、易成活。

插条下端削成斜面，这样在扦插后可增加吸水和生根的面积，促进成活。

3、扦插枝条内部有没有生长素？没有生长素植物会不会生长？测得的生长素的浓度是外源的还是内源的?
提示：扦插枝条内部有生长素，因为扦插枝条有幼嫩的芽、幼嫩的茎等可以产生生长素的部位。

即使体内没有生长素，植物也会生长，生长素不是植物生长的唯一物质，还有赤霉素、细胞分裂素等都可以促进植物的生长。

这里测得的生长素是外源的，实际的促进生长的效果应该是由外源的生长素与枝条本身存在的生长素共同作用决定的。

课本P50页问题探讨，以及其它地方出现的生长素浓度与植物生长关系的曲线，所说的浓度都是外源的。

4、影响生根的因素除了生长素的浓度还有什么因素？
提示：生长素发挥的作用因浓度、植物细胞的成熟情况、培养温度、芽体的数目、器官的种类、生长素的处理方法、浸泡晾干时间、培养方法、浓度梯度的设置等不同而有较大的差异。

所以我们测得的浓度只是在一定条件下的大约浓度，因实验条件改变该浓度亦发生改变。

所以我们得到的“最适浓度”不是绝对的最适，但是对生产实践仍然具有指导意义。

【教学反思】
1、本节课选择不同的材料，含单子叶与双子叶植物，并初步探索出当地适宜用NAA浸泡法处理插条生根的理想材料。

2、本节课采用了评价性学习和自主探究学习相结合模式，一方面提高了学生的科学探究能力，另一方面丰富了学生的学习方式，加强了小组合作互助意识。

3、本课实施中重点在学生的参与，课堂组织尤为重要。

因此在设置小组时，控制好人数，在课前需培养小组长，才能在课堂上各环节中井然有序进行，也能让每个学生参与到各个环节中去。

4、结果性评价与（更注重）过程性评价相结合。

该评价是让学生执行，让学生通过“自己展示问题-自己发现问题-动手体验问题-最后总结问题”，充分发挥学生的主体地位。

但在评价中没有赤裸的分数，能让学生感受到通过团队的努力后获得的成就感所带来的快乐！
5、新课标要求培养学生动手实践的能力，包括方案设计能力和动手操作能力。

本节课充分体现了这两种能力的培养。

6、不足之处：由于只有一节课时，并且该实验结果要求时间较长，所以本实验不能当场呈现出结果。

因而需要课后的观察记录，学生对于具体问题的分析和处理能力还不够灵活。

总的来说，本节课使学生在积极、愉快的课堂氛围中提高了自己的认知水平，主动参与知识形成的整个思维过程中，最终达到了预期的教学效果。

图1 小组1展示方案图2 小组4展示方案图3 生生互动
图4 师生交流图5 评委全程跟踪评分图6 评委代表进行综合点评图7 “课前”校园里采样图8 “课前”学生实验设计草案图9 “课后”学生工作_晾干图10 “课后”学生工作_观察记录
课后结果及数据整理分析
图11 第一组_迎春花
图12 第二组_富贵竹
图13 第三组_枙子花
图14 第四组_杨柳
表1 不同植物在第15、20天生根情况
图15迎春花生根情况图16富贵竹重要情况
图17 枙子花生根情况图18 杨柳生根情况
图19 第20天8、10ppm迎春花生根情况图20 第20天4、6、8ppm富贵竹生根情况
图21 第20天2、4、6ppm枙子花生根情况图22 第20天2、4、6ppm杨柳生根情况在0、2、4、6、8、10、12ppm的NAA范围内浸泡后的插条分别于25-30℃室温范围内进行水培，观察并记录生根的情况，得出以下结论：
①经过15天的培养发现，富贵竹和迎春花全没有长根，说明这两种植物在水培条件下不易生根；而杨柳和枙子花已经长出根，尤其是杨柳生根明显，说明这两种植物在水培条件下易生根，是理想的实验材料。

②经过20天培养后，迎春花插条在8、10ppm的NAA平均生根数均为0.7，但8ppm浓度（平均根长为5.2cm）处理生根较10ppm浓度（平均根长为1.5cm）处理的长。

说明迎春花插条的最适NAA浓度在8ppm附近。

③经过20天培养后，富贵竹插条在6、8ppm的NAA平均生根数分别为27.7、26.7，但整体长根较短。

说明富贵竹的最适NAA浓度在6-8ppm附近。

④经过20天培养后，枙子花插条在4、6、8ppm的NAA平均生根数分别为14、15.3、
13.6。

说明枙子花的最适NAA浓度在6ppm附近。

⑤经过20天培养后，杨柳插条在4ppm的NAA平均生根数最大为18，而且根较长。

说明杨柳的最适NAA浓度在4ppm附近。

综上所述，杨柳和枙子花是用生长素类似物处理插条生根的理想材料，而且不同植物的生长素最适范围有所不同。

从而为接下来的正式实验作好铺垫。

接下来将选择杨柳和枙子花为正式实验的材料，采用相同的生长素类似物NAA和相同的处理方法（浸泡法）进行实验，只是将NAA的浓度进行缩小，其它处理都相同。

枙子花的浓度梯度设为5.2、5.4、5.6、5.8、6、6.2、6.4、6.6、6.8ppm的NAA，而杨柳的浓度梯度设为3.2、3.4、3.6、3.8、4、4.2、4.4、4.6、4.8ppm的NAA。

（后面工作待续……）
课题探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度
班级姓名
一、学习目的
1．进一步学会探究性实验的一般方法和步骤，培养科学探究能力和提高创新思维能力。

2．学会用探究的实验方法来研究生长素类似物促进插条生根的最适浓度。

3．理解适宜浓度的生长素可以促进生根，体会科学理论在应用到生产实践的过程中，往往也有许多要探索的问题。

4．通过小组之间分工合作，培养协作精神。

二、学习重点
学会科学设计实验方案、评价实验设计；
随堂学案
附件1
探究植物生长素类似物（α-萘乙酸）对插条生根作用的实验操作。

三、课前准备：强力生根粉（20%有效成分α-萘乙酸）、先配制好200ppm溶液、在校园内自选植物作为扦插枝条、蒸馏水、量筒、滴管、试剂瓶、烧杯、玻璃棒、移液枪、刀片、剪刀等。

四、学习过程
（一）结合课题
1、回忆：科学探究实验的一般步骤
2、提出问题：
该实验的自变量是，应变量是
3、作出假设：
（二）实验探究
1、按预先分好的小组合作、讨论、设计方案
实验原理：
实验步骤：
①设置生长素类似物的浓度梯度：用容量瓶将生长素类似物母液分别配成浓度为
_____________________的溶液，分别放入矿泉水瓶中，深约_________。

再取一矿泉水瓶，加入等量的清水，作为_______，及时贴上相应标签。

②制作插条：将准备好的枝条剪成长约_________的插条，插条的形态学上端为_________面，下端要削成_________面，这样在扦插后可_______________；每一枝条留3～4个芽，所选枝条的条件应_______。

③分组处理：将制作好的插条，分成______组（每组不少于3个枝条），分别将其基部浸泡在盛有清水和浓度为______________________溶液的矿泉水瓶中，处理24h，晾干4h。

④进行实验：设置_________个相同的水培装置，加入等量的完全营养液，在相同的外界条件下，分别培养经不同浓度生长素类似物及清水处理过的插条，注意保持温度为_________。

2、设计的方案进行展示，共同讨论交流评价
．．、最后完善。

3、实验操作
4、设计一个每天观察记录各插条生根数量的表格。

5、问题探讨：（1）该实验所要控制的无关变量有。

（2）插条不能生根的原因可能是。

6、进一步探究的问题。

（三）课后作业
继续完成探究实验，每天观察记录各插条的生根数量（把结果填入你设计的表格内）。

五、你对该实验的疑问或建议：
附件2
探究实验——评价明细
Ⅰ级指标Ⅱ级指标得分
实验方案设计
提出问题
对原问题具体化（包含植物种类、具体生长素等）★★★
提出新问题且合理★作出假设作出一种可以检验的假设★★★材料用具
材料全面（烧杯、量筒、刀片、剪刀、生长素、蒸馏水、
玻璃棒）★★★实验步骤
枝条准备（插条年龄、芽的数目、除叶；形态学上端平
面、下端切斜面；平均分组标号）★★
浓度配制（梯度相同、浓度大小合理、有0浓度；浓度
组数与插条组数一致）★★★★
对枝条处理要求有没有具体说明★★
采用何种方法与指标来进行结果的观察★★
培养（烧杯编号、温度设置）★★
观察记录指标是否明确（生根早晚、根的条数、根的长
度；有设计记录表格）★★★注意事项有写或说明注意事项★
进行实验配制溶液时，操作规范★★插条处理时，无关变量有没有进行合理的考虑★★★是否注意细节（有无贴标签等）★★是否具有协作精神★★
预期结果
说明适宜浓度、较低浓度和较高浓度处理后的结果★★
有延伸的发散预期结果★★
表达交流能否陈述实验中的自变量、因变量和无关变量以及如何控制无关变量★★思路清晰抓重点，勿面面俱到★★从宏观角度对小组的实验方案的内容，以及各组员的合作安排★★表达流利、准确、积极★★★
进一步探究能提出新的研究问题★★总评
评价等级（共50 ★）: 30★—40★具备基本的实验探究能力
40★—45★具备良好的实验探究能力
45★—50★具备极佳的实验探究能力。