高中生物人教版高中必修3稳态与环境第3章植物的激素调节-植物生长素的发现(教学设计)

1、植物生长素的发现 教学设计一、教材分析、学情分析本节是人教版必修3稳态与环境第三章“植物激素的调节”第一节的内容，主要介绍了植物生长素的发现过程相关的实验，包括达尔文、詹森、拜尔、温特等科学家的实验。教材呈现了科学探究的过程，而且非常详细清晰，因此本节课的教学重点是学习相关实验，难点是协助学生利用假说-演绎法建立各个实验之间的逻辑性联系，让学生充分体验科学探究的过程和方法，培养严密的科学思维的习惯。在本节课之前，学生已经学习了人和动物体生命活动的调节方式，为本节课类比学习奠定了基础，其次学生已经学习了假说-演绎法的科学研究方法，为建立生长素发现的相关实验奠定了基础。本节教学中，应引导学生分析已

2、有实验的不足之处，通过分析、质疑与小组讨论，不断改进原有的实验设计。由此激发学生探究的兴趣，引导学生体验科学探究的过程，以培养学生科学思维与科学探究的能力。二、教学目标1. 通过分析生长素发现相关的实验，探究植物向光性的原因，体会植物通过调节实现生命活动的稳态与平衡。2. 运用假说-演绎法构建生长素发现相关实验的联系，发展学生的逻辑思维的严密性，形成科学思维的习惯。3. 通过质疑、小组合作设计改进实验，培养学生的批判性思维，并进一步体验科学探究的一般过程，发展探究能力。4. 运用植物向光性的原理，概述“3D打印家具”的处理方法，提升学生在真实情境中解决问题的能力。三、教学过程本节课的教学设计思

3、路如图1所示：图 SEQ 图 * ARABIC 1 教学设计思路示意图1. 创设情境，趣味导入课前播放MV向光性，然后以学生排练运动会舞蹈引入，提问：你见过会跳舞的植物吗？播放视频会跳舞的植物（胚芽鞘向光生长的延时摄影视频）。进而提问：你观察到了什么现象？引入“向光性”。然后让学生举例生活中常见的植物向光性的例子，教师展示事先准备好的实例，即老师家养的多肉和古诗句“一枝红杏出墙来”，如图2所示。最后提出问题：植物为什么具有向光性？引出达尔文的实验。图 SEQ 图 * ARABIC 2 植物向光性的实例设计意图：让学生在欢快的歌声中放松心情，活跃课堂气氛。以学生最近的活动引入，引起学生学习的兴趣

4、（课堂表现：因正处于学生训练期间，学生非常激动，极大调动了课堂氛围）。延时摄影下植物也开始运动，学生对这一现象会感到非常震撼，由此设问，引入课题，启发学生的学习兴趣。探究一：胚芽鞘向光性的外因教师讲述达尔文的故事，即“达尔文在环球航行时，为了饲养随身带的几只鸟，种了一种叫草芦的草。船舱很暗，只有窗户透射进阳光，达尔文发现草的幼苗总是朝着窗户的方向生长。达尔文提出进化论之后，晚年又利用金丝雀虉（y）草的胚芽鞘对植物向光性进行了研究”，然后类比根尖介绍胚芽鞘的结构（如图3所示），回归教材，学生阅读并做笔记。图 SEQ 图 * ARABIC 3 胚芽鞘的结构示意图设计意图：为学生呈现真实的科学研究过

5、程，创设实验情境，同时注重回归教材，培养学生研读教材的习惯。教师展示达尔文的研究过程（如图4所示），学生阅读并分析实验现象，回答问题，即：胚芽鞘向光生长的信号是什么？感光部位和弯曲部位在哪？教师引导学生从自变量等角度分析实验，得出结论。图 SEQ 图 * ARABIC 4 达尔文实验示意图进而教师提出疑惑：锡箔罩子（如重力）对胚芽鞘生长有影响吗？学生思考并讨论，设计实验，并说出实验思路。讨论结束后，请小组代表阐述并在黑板上绘出实验设计思路，其余小组点评，教师总结（如图5所示）。最后引导学生得出结论，即胚芽鞘向光性的原因是胚芽鞘尖端受单侧光刺激，向伸长区传递某“影响”，造成伸长区背光面比向光面生

6、长快。图 SEQ 图 * ARABIC 5 达尔文实验改进示意图设计意图：引导学生质疑已有实验，培养学生的批判性思维，通过小组合作解决问题，增强学生的合作、交流能力。学生互评、教师评价，多角度评价促进学生的科学思维的严密性培养，以及学生的应变能力和语言表达能力。探究二：胚芽鞘向光性的内因至此学生产生疑惑：这种“影响”究竟是什么呢？教师引导学生类比人和动物体的生命活动调节方式，即神经调节和体液调节。学生做出假设：这种“影响”是一种类似于激素的化学物质。教师引导学生演绎推理：如果这种“影响”是一种化学物质，并且是从尖端运输到下部后起作用，那么切断尖端与下部后，放上一种介质让这种“影响”将不能向下传

7、递，下部将不会生长。相反，切断后，放上某种介质让该“影响”传递到下部，下部将生长。则可以说明这种“影响”是化学物质。学生思考介质材料选取，教师提示学生回忆实验“细胞大小与物质运输的关系”中所用的材料。然后由学生组织语言并说出实验思路和预期结果。最后教师展示鲍森詹森的实验示意图（如图6），学生对比自己的实验设计与詹森的区别，并进行评价，最后由此实验结果得出结论，即尖端产生这种“影响”是化学物质，并且能透过琼脂块，从尖端运往下部，促使下部生长。图 SEQ 图 * ARABIC 6 鲍森詹森的实验示意图设计意图：运用“假说-演绎法”的思路探究胚芽鞘向光性的内因，培养学生的演绎推理的科学思维。类比人和

8、动物体的生命活动调节方式，学生很容易做出假设，加强了类比推理的科研方法的应用。另外由于该实验设计难度较大，因此教师应给予一定的提示和引导。通过对比科学家与自己设计的实验并进行评价，培养学生的批判性思维，并且增强学生科学探究的热情和动力。然后，教师提出问题：尖端产生的化学物质运输到尖端下部，为什么会引起尖端下部生长不均匀呢？学生大胆猜测，很容易想到是因为尖端产生的化学物质分布不均引起的，教师鼓励学生设计实验证明。学生思考并说出阐述的思路，其余学生评价，教师总结。教师引出拜尔的实验（如图7），并进行提问：为何选择黑暗条件下实验？怎样设计实验才能排除尖端这个结构起作用，并进一步证明是尖端产生的某种化

9、学物质起作用呢？学生主动思考并猜测，可能会想到将尖端中的化学物质提取出来，教师评价该操作的不可行原因，最后引出温特的实验。学生分析温特的实验并判断胚芽鞘的生长情况。教师提问：温特的实验是否有不足之处？学生很容易想到该实验缺乏空白对照，并补充完善实验（如图8）。图 SEQ 图 * ARABIC 7 拜尔的实验示意图图 SEQ 图 * ARABIC 8 温特的实验及改进实验示意图设计意图：鼓励学生大胆猜测并尝试设计实验证明，培养学生的科学探究能力。教师引导学生质疑已有的实验，促进学生深度思考和培养批判性思维，同时有利于培养学生逻辑思维的严密性。根据三位科学家的实验探究得出结论，即胚芽鞘的弯曲生长是

10、由一种化学物质引起的，并提出生长素。然后教师简介生长素的发现历程，即1931年科学家首先从人尿中分离出具有生长素效应的物质吲哚乙酸（IAA），1946年从高等植物中提取出生长素，并确认是IAA。回顾胚芽鞘向光性的内因探究过程，并提问：采取的实验方法是什么？学生回忆并复习“假说-演绎法”（如图9）。图 SEQ 图 * ARABIC 9 “假说-演绎法”探究过程示意图4.建构模型、应用模型教师提出课前问题：植物为什么具有向光性？教师引导学生从起因、过程和结果三个环节建立概念图模型，学生思考并回答。学生根据植物向光性的原理，判断一段时间后，图中胚芽鞘的生长情况（如图10所示）。学生回答，其余学生点评

11、，教师总结。图 SEQ 图 * ARABIC 10 植物向光性原因示意图5.课堂小结教师展示概念图，总结生长素的发现历程（如图11）。正因为这些科学家的努力，才让我们今天更加接近事实的真相。图 SEQ 图 * ARABIC 11 生长素的发现历程示意图6.课后延伸教师展示事例3D打印家具（如图12），即在英格兰有一位家具设计师，他制造的家具不在工厂，诞生于田地。据了解，这些制造家具的树木在幼苗时需要经过特殊处理，这些特殊形态的树木常常经过简单的打磨就可以用作家具了。并提问：联系生活，推测特殊处理的方法可能是什么？学生思考，课后讨论。图 SEQ 图 * ARABIC 12 3D打印家具设计意图：生物学是一门与生活紧密联系的学科，与学生分析生活中的例子，激发学生的学习兴趣，同时有助于培养在真实情境中解决问题的能力。四、教学反思 本节课的内容是高考中科学史考查的重点，因此我着重引导学生