植物的向性运动和生长素的发现教学设计

第三章第一节“植物生长素的发现”教学设计
吴江市汾湖经济开发区高级中学牛军锐马育国
1 教学设计思想
1.1 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。

1.2 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从中去主动发现问题，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。

在学生设计实验时，教师要提醒学生设计的实验要有科学性和可行性，特别强调要设置对照组，控制好实验变量。

2 教材的地位和作用
本节教材重点介绍了达尔文(C.R.Darwin)、詹森、拜尔、温特(F.W.Went)等科学家的实验，从而揭示了生长素的发现过程，生长素的发现过程体现了科学探究的一般过程：发现问题→提出假设→验证假设（设计并完成实验）→观察、记录实验现象→分析结果→得出结论，为组织学生进行科学探究提供了良好素材，有利于提高学生的科学素养，因而在高中教材中占有较高的地位。

本课运用合作探究教学法，让学生成为“小科学家”一样去发现问题、解决问题。

在探究过程中获取知识，发展技能，培养能力。

3 教学目标
3.1 知识目标
①概述植物生长素的发现过程
②阐述生长素的产生、运输与分布。

③领会生长素发现过程中有关实验的现象和结论
3.2 能力目标
①通过探究实验的参与,培养学生动手能力，提高实验技能。

②通过问题的提出，学生设计实验，培养学生提出问题，分析问题，解决问题的能力及创新能力。

③通过学生查阅有关资料，培养学生收集、处理资料和信息的能力以及知识的迁移和重组能力。

3.3 情感目标
①体验科学探究的过程；
②通过动手操作和分析科学家发现生长素的实验过程，体验科学实验的辛苦和乐趣，养成严谨的实验作风，求实的科学态度、探索未知的科学精神及团结合作的精神。

4 教学重点和难点
4.1 重点：生长素的发现
4.2 难点：①生长素的发现
②科学实验设计的严谨性分析
5 课程资源的开发和有机整合
5.1 利用相关的图片、实物等课程资源，通过直观、形象的展示，激发学生学习的兴趣，活跃课堂氛围；
5.2 采用了课内、外结合的方式：在课外充分利用生物研究性学习小组的优势，让部分有兴趣的同学参与，分组分别进行实验，记录实验现象、收集实验数据等，为课堂上全体学生的探究性学习提供素材。

6 教学方法和手段设计
针对本节课的教学目标和高二学生已有的知识基础，本节课采用教师的“过程式教学”和学生的“探究性学习”相结合的教学方法，即在教学过程中，注重事物发展所经过的程序，通过多方寻求答案，解决疑问。

教学中采用启发式，借助多媒体等手段，营造科学研究的氛围、情景和场面，使学生在自主学习中提升整体素质。

7 教学过程
7.1 课堂导入过程，创设问题情境
多媒体演示“破土而出的幼苗”，“窗口弯向光源的鲜花”，“向着太阳盛开的向日葵”，指出植物体的这些生命活动都是靠植物自身来调节的，那么植物体是如何调节这些生命活动的呢？从而导入新课。

设计意图：由这些形象的画面引入新课，能集中学生的注意力，并能创设教学情景，激发学生的学习兴趣。

7.2 课堂互动合作 探究生长素的发现
请学生再次观察窗口弯向光源的鲜花和盆景，思考他们的生长有何特点，为什么会出现这样的生长特点，从而引出向光性的概念。

教师：正是对向光性的研究，引导着人们揭示植物生命活动调节的奥秘。

植物的生长为什么会出现向光性呢？接下来让我们从达尔文开始一起来探究生长素的发现过程。

7.2.1 利用玉米胚芽鞘，进行达尔文的实验探究
[教师] 多媒体展示达尔文照片及金丝雀虉草胚芽鞘图片，同时向学生展示玉米胚芽鞘。

[教学意图]：使学生对达尔文和胚芽鞘有一个感性认识
[教师] 接下来请我们兴趣小组的同学来展示课前做好的达尔文的实验
[学生活动]：一个同学展示实验结果，同时多媒体模拟演示，其他同学认真观察。

同时思考问题：1. 胚芽鞘向光性生长的外因是什么？
2. 胚芽鞘向光性与胚芽鞘的哪个部位有关呢？
[教学意图]创设问题情境刺激学习活动，激起学生的思考并为接下来的问题探究做准备。

单侧光
黑暗
[问题探究1] 提出问题：胚芽鞘的向光性与胚芽鞘的尖端有关吗？
做出假设：如果有关，我们该怎样设计并进行实验呢？
[学生活动] 讨论交流实验设计方案，教师提醒学生注意对照实验的设计和控制无关变量。

[教学意图]：培养学生的实验设计能力和小组合作意识。

[教师]：很多同学的设计都很好，接下来我们请兴趣小组的同学展示他们的实验设计及结果
[学生活动] 一同学展示实验结果，同时多媒体演
示实验过程及结果，其他同学观察得出实验结论：
胚芽鞘的向光性与尖端有关，并就实验结果进行
交流。

通过刚才的探究实验，师生共同回忆总结探究的
一般步骤：提出问题→做出假设→设计实验→进
行实验→观察、记录实验现象→分析结果，得出结论→表达交流
[教师] 通过兴趣小组同学的实验结果，我们看出，胚芽鞘的向光弯曲生长和尖端有关。

那么，感受光的部位在尖端呢还是在尖端下面一段？我们该如何设计实验来探究呢？
[实验探究2] 胚芽鞘感受光刺激的部位是哪部分？
[学生活动] 学生进行假设并尝试进行实验验证，短时间的交流后请一位同学表述其实验设计过程，兴趣小组同学展示他们的实验结果并进行多媒体模拟演示。

学生得出结论：胚芽鞘感受光的部位在胚芽鞘尖端
[教师] 设问[实验探究3]：胚芽鞘感受光的部位在胚
芽鞘尖端，那么胚芽鞘的哪一部分在弯曲生长呢？（学
生讨论推测）请兴趣小组的同学展示他们的实验过程
及实验结果（见上图）并用左图多媒体模拟演示。

结论：胚芽鞘的弯曲生长在尖端下面一段
[教学意图] 以上探究实验让学生设计并体会达尔文的实验探究过程，培养学生的实验分析能力及科学探究精神，通过兴趣小组同学的实验展示，给其它同学的课下自主实验提供指导。

[教师]通过我们的探究实验，我们知道胚芽鞘感受光的部位在尖端，而弯曲生长的部位却在尖端下面一段，这可能是什么原因导致的呢？
[学生活动] 思考讨论，学会分析实验并尝试做出推测。

[教师]通过同学们的分析，不少同学得出了与达尔文相同的推论：单侧光照射使胚芽鞘尖端产生某种刺激，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，因而出现向光性弯曲。

设问：达尔文的推论是否正确呢？这种刺激是什么呢？这种刺激传到尖端下面后，为什么会造成背光面比向光面生长快呢？达尔文之后，又有许多科学家进一步实验继续探索。

7.2.2 分析詹森与拜尔的实验，探究向光性的内在因素
[教师]多媒体演示詹森和拜尔的实验过程:
学生思考讨论： 1.詹森的实验结论是什么？
2.詹森的实验有没有不严密的地方?可以做出什么样的改进?
3.拜尔的实验结论是什么?
4.从拜尔在黑暗中所做的实验你还能得到什么结论?
5.如果当时詹森用的是云母片代替琼脂片，会出现什么样的实验现象？[教学意图] 从对实验的分析及詹森实验的质疑中，训练学生的推理能力和批判性思维能力，进一步体会对照实验的思想。

学生讨论作答，教师适当校正：詹森的实验缺少了对照实验，詹森的实验表明尖端产生的刺激可以通过琼脂片传递给下部，拜尔的实验表明胚芽鞘的向光弯曲生长是因为尖端产生的刺激在其下部分布不均匀造成的。

在黑暗中做实验表明某种刺激是尖端本身产生的，而不是单侧光照射使尖端产生（否定达尔文的推论：在单侧光的照射下尖端产生某种刺激）。

这种刺激可能是一种化学物质，我们可以利用琼脂片收集转移这些化学物质。

如果用云母片，胚芽鞘将停止生长，这种刺激不能透过云母片。

[问题过渡]从詹森和拜尔的实验，我们推测出尖端产生的某种刺激很可能是一种化学物质，我们如何提取这种化学物质呢？通过詹森的实验，我们可以用琼脂来提取尖端产生的这种物质。

[课堂设问]如何证明这种物质的存在呢？这种化学物质能不能代替胚芽鞘尖端起作用呢？这种物质到底是什么呢？
7.2.3 练习设计温特的实验，证明化学物质的存在
[问题探究4] 证明胚芽鞘尖端产生的刺激是一种物质
[学生活动] 讨论设计该实验的过程，体会实验设计的严谨性及科学性。

学生讨论后回答自己的实验设计过程，教师给予鼓励性点评，然后展示温特的实验过程（注意对照实验）。

温特实验的结论：温特的实验进一步证明了造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是一种化学物质，温特认为这可能是一种激素，并把这种物质命名为生长素。

7.2.4 生长素究竟是何物，何谓植物激素
[教师精讲] 1931年，科学家首先从人尿中分离出具有生长素效应的化学物质-----吲哚乙酸，但是，生长素在植物体中的含量很少，直到1946年人们才从高等植物中分离出生长素，并确认它就是IAA，进一步研究发现，植物体内具有生长素效应的还有苯乙酸（PAA），吲哚丁酸（IBA）。

继人们发现生长素之后，人们陆续发现了赤霉素、细胞分裂素、脱落酸和乙烯等植物激素，人们把这类由植物体内产生，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，称植物激素。

[设问] 通过我们以上对生长素的探究过程，同学们能不能解释植物向光性的原因呢？
7.2.5 植物向光性的解释
学生结合多媒体图示讨论后回答，然后教师精讲。

[教师精讲]植物向光性是因为：单侧光照射后，生长素在向光侧和背光侧分布不均匀，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，引起两侧的生长不均匀，背光侧生长快，从而造成向光弯曲。

通过以上的学习，我们可以了解到每一位科学家取得的进展可能只是一小步，众多的一小步终将汇成科学前进的一大步!后来者都是站在前人的肩膀上，不断思考、再思考，实验、再实验，才能取得进步！有关植物向光性的解释就完美了吗？有关植物向光弯曲生长的原因到目前为止还在继续探究中，（学生阅读P38小字部分）而科学就是在不断的争议中继续前进发展的。

[教学意图]：培养学生树立以发展的眼光来看待事物，科学探究永无止境！
[过渡] 生长素在植物的什么部位产生的呢？主要分布在什么部位？又是在植物体内如何运输呢？
7.3 生长素的产生、运输与分布
请学生阅读课本P48并回答下列问题。

1．生长素主要由哪些部位产生？
2．生长素主要分布在哪些部位？
3．生长素的在植物体内的运输方向和运输方式是怎样的？
学生阅读后回答，教师强调分析。

[教学意图] 问题导读培养学生的阅读能力和自学能力
[教师] 从刚才的自学中我们知道植物激素的运输方向为极性运输，即从形态学的上端运输到形态学的下端，而不能倒过来运输，我们应该如何设计实验来证明这一特点呢？
7.4技能训练：评价实验设计和结论
[问题探究5] 生长素只能从形态学的上端运输到形态学的下端
请同学们阅读课本P 49评价实验设计和结论内容，讨论:
1．这个实验的设计是否严密？
2．从实验结果到结论的逻辑推理是否严谨？
3．如果验证上述结论是否正确，应该对实验方案如何改进?
[学生活动] 讨论以上三个问题并进行相应的实验改进
[教师]
对学生的回答进行适当的评价与校正，多媒体演示如下实验改进。

[教学意图] 培养学生的实验分析、设计、评价能力，培养学生的判断性思维。

7.5 课堂小结
师生共同回顾本节内容完成下列表格和概念图
1.生长素的发现过程
观察与思考 归纳与结论
达尔文的实验： 结论：1、感受光刺激的部位是 。

2、 植物向光性的原因是
1910年詹森的实验： 结论：胚芽鞘尖端产生的 可以透过
传递给下端。

1914年拜尔的实验： 结论：胚芽鞘弯曲的原因是 1928年温特的实验： 结论：温特的实验进一步证明造成胚芽鞘弯曲
的化学物质是 。

1942年其他科学实验： 结论： 胚芽鞘向光的原因是
2.完成下面概念图
合成部位 分布部位 运输方向
化学本质 生长素 植物激素 对照组： 实验组： 形态学上端
形态学下端 形态学下端 形态学上端
8．[评价反馈]
1 基础训练：
①胚芽鞘的感光部位是_______。

②生长素产生于胚芽鞘的_______；生长素的化学本质是。

③胚芽鞘的弯曲部位（生长素的作用部位）是_________________。

2下列情况下一段时间后胚芽鞘的生长情况（都是左侧单侧光照射）
3课后拓展：教师展示实验现象——单侧光照射下，茎向光弯曲生长，但是根却背光生长！请同学们用本节课学习的科学研究方法，对这一现象进行探究！
9 板书设计
第3章第一节植物生长素的发现
一、生长素的发现过程
1. 达尔文实验过程、现象和结论
2. 詹森和拜尔实验过程、现象和结论
3. 温特的实验过程、现象和结论
4. 植物激素的概念和含义
二、生长素的产生、运输和分布
1. 生长素的产生部位
2. 生长素的运输方式和方向
3. 生长素的分布部位
10 教学反思
本节课由学生对植物向光性的原因的探究活动开始，在教师的引导下，展开了对生长素发现过程的一系列探究活动。

学生在一步一步的思考、分析、判断中感受、理解知识的产生和发现过程；在动脑、动手的实践和探究中，掌握植物向光性的原因，学会科学的思维和科学研究方法，培养了能力，也在“做科学”的过程中受到科学方法的训练，从而达到深刻理解概念，提高生物科学素养的目的。

但本节设计对学生的能力要求较高，要想在一节课里完成本节教学内容难度较大，需要学生积极参与。

同时要求：课件的展示、教师的引导、学生的活动与讨论要能有机结合起来。