高中生物-植物生长素的发现教学设计学情分析教材分析课后反思

第三章第一节植物生长素的发现（课标分析）知识目标：

①概述生长素的发现过程。

②说明植物向光生长的原因。

③生长素的产生、运输和分布。能力目标：

①体验发现生长素的过程和方法。初步学会探究实验的设计方法。②训练严密的逻辑思维能力，观察能力，养成良好的生物学素养。情感目标：利用生长素发现过程进行科学发展史教育，学生关注生活现象，体验科学发现之美，形成积极探索、勇于进取的求知精神和追求真理的良好意志品质。重点及分析：生长素发现过程是本节课的重点。在科学研究与发现的历史过程中，不断发生着观察（包括实验观察）、根据观察发现问题并提出问题、根据分析提出假说和对假说的求证活动。课文中所介绍的生长素发现历史中的三个实验，完整地再现了一个假说的提出和求证过程，是对学生进行科学史教育的极好素材。同时也是学生体会科学研究的实验方法以及严谨的思维逻辑过程。难点及分析：

①生长素发现的实验设计，及科学实验设计的严谨性分析是本节的教学难点。在探索胚芽鞘向光生长的过程中，以科学的严密的逻辑思维引导学生层层设疑、合作探究设计实验来解决。这个能力对于学生来说有难度也有挑战性，运用科学方法：假说-演绎法解决这个教学难点。初步学会遵守实验设计中的单一变量原则和对照原则，学会分析实验设计，得出相应结论，训练逻辑思维的严密性。

②生长素的产生、运输和分布。学生对芽、顶端分生组织、形成层、形态学上端等缺乏感性认识，通过图片展示加深印象，感悟形象思维到抽象思维的转换。

第三章第一节植物生长素的发现（教材分析）《植物生长素的发现》是人教版高中生物学教材《稳态与环境(必修3)》第3章第1节的内容。关于激素调节，学生在初中学习和前期有关动物和人生命活动的调节的知识时，已有所了解。本节教材编入了“达尔文、詹森、拜耳、温特等科学家的实验，生长素的产生、运输和分布，实验设计与评价”等内容。《植物生长素的发现》作为本章第一节为我们揭示了植物向光性这一生命现象是在生长素调节作用下产生的适应性反应，随着生长素发现的学习使学生认识到植物激素的存在并初步了解生长素的作用这也为继续探索第二、三节生长素的生理作用及其他植物激素奠定了基础,起着承上启下的作用。本节内容以科学探索的过程为脉络，在结构体系上体现了人们对科学理论的认识过程和方法，是进行探究式教学的理想素材。在教学中，通过发挥学生的主体作用，优化课堂结构，妙用科学史实例，把只是的传授过程优化成一个科学的探究过程，让学生在探究中学习科学研究的方法，从而渗透科学方法教育，体验科学探究的曲折及发展历程，初步养成科学的思维方法及发展的科学观。第三章第一节植物生长素的发现（学情分析）本节内容在学生学习《动物和人体生命活动的调节》之后，因此学生对于生物的调节作用有了一定的认识。在此知识基础上，学生观察思维能力较强，但逻辑思维能力及对实验现象的分析能力、表达能力有待提高。因此在教学过程中，教师应注重启发引导学生进行自主探讨，通过精心设置疑问，激发学生进行探究和学习的兴趣，培养学生的分析和理解能力。植物向光性现象，学生在日常生活中有过接触，具有一定的感性认识。生长素的发现过程具有抽象性的特点，学生在学习过程中虽然不会觉得难，但遗忘率高。而这部分知识又与后续植物激素的生理作用联系紧密。若采用传统教学模式，直接将生长素分布的特点告知学生，学生只会死记硬背。这样不仅无法实现本课的教学目标，而且影响了学生的学科学习兴趣和科学能力的培养。然而，通过让学生设计实验、用模拟科学发现过程，可以培养他们的观察能力、分析和解决问题的以及协同配合的能力，并使他们在科学探究和具体操作的过程中体验发现的乐趣、成功的愉悦，充分地体会到科学探讨过程的渐进性和艰巨性，实现对科学内容本身的欣赏。

第三章第一节植物生长素的发现（教学设计）教学过程教师活动学生活动设计意图图片设疑、新课导入在某些重大节日时，我们喜欢用上万盆鲜花来塑造特殊的造型。现在我需要这样一盆特殊的植物：使它出现朝向一面的生长状态，用什么样的方法可以使它出现这样的生长状态呢？如果只用教室里的环境，大家环顾一下，选一个比较合适的位置使它呈现以上状态？理由是怎样？植物生长需要阳光，放在窗台阳光可以从窗外照进窗内，植物可以向光生长，这种特性称为向光性。自然界中还有那些植物向光性的例子？放图片：是不是心里有一句古诗就要脱口而出……植物向光生长有何意义？植物与动物不同，无神经系统，植物的向光性、生长发育、花开花落等生命活动主要通过激素来调节，科学家就是通过对植物向光性的研究逐渐探索发现植物激素对植物生命活动的奥秘，植物向光性究竟受那种激素影响？它是如何被科学家发现的？我们带着这个问题来学习“第三章第一节植物生长素的发现”。学生思考问题并回答：铁丝？学生选择位置放置植物，并讲解放置的理由。学生从课本中找出“向光性”的定义（课本P46）生：向日葵生：“一枝红杏出墙来”生：向光性有利于进行光合作用联系生活实际，创设问题情景，以此来激发学生强烈的求知欲。让学生能积极思考，引出课题。介绍科学家用到的实验材料科学探究的历程并不是简单的想象过程，它需要大量的实验，现在我们来看一下科学家在实验中用到了哪些实验材料，展示图片：①金丝雀虉草：是一种禾本科植物，它的胚芽外有一锥形套状物，叫做胚芽鞘，它能保护生长中的胚芽。②琼脂：往往在我们的食品中含有（如：果冻）它也允许水及其他物质透过，是一种凝固剂。③锡箔：常用于食品包装袋，请问大家做什么用？生：遮光认识实验材料，使学生对实验材料有细致的认识，以便更好的接受后面的知识，并对科学家的实验有更加直观的认识。探究一：结合课本，推测这些胚芽鞘的生长情况。现在有一个生物兴趣小组，也利用上述实验材料进行了“植物向光性”的探索，我们来看一下他们的实验是怎么做的，展示图片：-⑤：单侧光；⑥-⑧：黑暗条件现在请大家通过小组讨论写出每组胚芽鞘的生长情况：①向光弯曲；②不生长；③直立生长；④向光弯曲；⑤向光弯曲；⑥向右弯曲；⑦向左弯曲；⑧向右弯曲实验中哪些是弯曲生长的？它们的弯曲有无共性？通过分析其区别可得出怎样的结论？学生小组讨论，分析各组实验胚芽鞘的生长情况。小组派代表到黑板上摆放出各组胚芽鞘的生长状况，其他小组做纠正。生：1、4、5、6、7、8给出8组实验，先让学生小组讨论各组的生长状况，培养观察和分析问题的能力。上台表述各组的生长状况可锻炼学生的语言组织和表达即归纳总结的能力。探究二：分析对照组的单一变量，总结结论实验的结论要想有说服力必须有对照，以上8组中有哪些互成对照？（提示：注意对照试验的单一变量原则）这4组单一变量对照可得出什么结论？学生展示如下：1与2：2切去尖端、1未切去，根据其现象可判断尖端对胚芽鞘弯曲生长有影响；1与3：3尖端遮光，1未遮光，说明尖端能感受单侧光刺激；6与7：有尖端的一侧生长快，说明尖端内有物质可使下部生长；3与4：遮光部位不同，尖端是使胚芽鞘生长的主要部位。总结胚芽鞘的几个关键部位：1）感受光刺激的部位是；2）发生弯曲的部位是。生：1与2、1与3、6与7、3与4学生小组讨论并派代表展示结论生：1）尖端2）尖端下部培养学生探究问题与设计实验的能力与创新意识。探究三：这些实验组分别对应那些科学家的经典实验？以上实验即为生长素探究历程中几位科学家所做的实验，都有哪些科学家为生长素的发现作出了贡献？他们分别做了哪些实验呢？对于温特的实验，在这8组中只有第⑧组，但要想得出他的结论：胚芽鞘的弯曲生长与尖端产生的物质有关，单有第⑧组是不够的，必须设计对照试验，应如何设计对照组才能使温特的结论更具说服力？生：达尔文、詹森、拜尔、温特生：达尔文：①②③④詹森：②⑤拜尔：⑥⑦温特：⑧学生小组讨论并上黑板画出实验设计方案：（在切去尖端的胚芽鞘左侧放空白琼脂）锻炼学生实验设计和得出结论时逻辑上的严密性。其他科学实验：生长素的发现过程不是一位科学家的研究结果，二十多位科学家共同的心血。温特虽然对生长素进行了命名，但并没有提取，后来经过多位科学家验证才得出生长素的化学本质为吲哚乙酸（IAA），并还得出植物体内具有生长素效应的物质还有苯乙酸（PAA）吲哚丁酸（IBA）等。学生完成学案总结延伸植物向光性的原因生长素与植物的生长有关，那我们能否用生长素来解释植物向光性的原因？用自制教具演示胚芽鞘的弯曲生长或直立生长，学生观察弯曲时两侧的不同，如果有单侧光，是那一侧长得快？并解释原因。总结原因：植物的向光性是由于生长素分布不均匀造成的，在单侧光照射下，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，引起两侧的生长素分布不均，背光一侧的细胞纵向伸长生长得快，结果使得茎朝向生长慢的一侧弯曲，即向光弯曲。并通过动画展示植物向光弯曲的原因。生：背光侧生长快，背光侧生长素多通过让学生分析现象得出“植物向光性的原因”，培养学生分析问题的能力探究四：生长素在胚芽鞘内的运输方向从前面的实验中得出，胚芽鞘尖端产生生长素，切下尖端将其放置在胚芽鞘一侧会使两侧生长素分布不均匀，影响尖端以下伸长区的生长，说明生长素从尖端向下运输，生长素在胚芽鞘内的运输有方向性吗？单向还是双向？下面请大家利用以下材料设计实验验证生长素在胚芽鞘内的运输方向：材料：胚芽鞘、空白琼脂、含有生长素的琼脂、刀片等学生设计实验：下部的琼脂究竟能否接受到生长素？如何验证？通过实验证实：生长素从形态学上端运输到形态学下端，为极性运输。总结极性运输的概念。学生分组讨论、设计实验。学生展示设计结果，并介绍这样设计的原因。学生讨论设计验证试验。进一步感受对照的重要性，培养学生应用所学知识解决实际问题的能力。同时也能让学生体验到科学探究的严谨以及研究成果的来之不易。小结：1、胚芽鞘的几个关键部位：1）感受光刺激的部位是。2）发生弯曲的部位是。3）产生生长素的部位是。2、植物向光性的原因：1）生长素的产生与光有没有关系？2）生长素的分布与光有没有关系？3）植物向光性产生的原因：生：1、1）胚芽鞘尖端2）尖端下部3）胚芽鞘尖端2、1）无关2）有关3）单侧光引起生长素分布不均总结归纳生长素的产生、运输和分布1、产生部位：幼嫩的芽、叶和发育中的种子是由色氨酸经过一系列反应可转变成生长素。2、运输方向：在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根，生长素只能从形态学上端运输到形态学下端，而不能反过来运输，称为极性运输。极性运输是主动运输。在成熟组织中，生长素可以通过韧皮部进行非极性运输，可以进行横向运输，其运输方式仍然是主动运输。3、分布：植物体各器官中都有分布，但相对集中地分布在生长旺盛的部分，如胚芽鞘、芽和根顶端的分生组织、形成层、发育中的种子和果实等处。学生整理填写提升学生总结归纳的能力，让学生整理思路。第三章第一节植物生长素的发现（测评练习）【练习1】如下图示用燕麦幼苗所做的实验。具体做法如下：A．切去燕麦幼苗胚芽鞘尖端；B．把燕麦胚芽鞘尖端用不透光的纸遮住；C．完整的燕麦幼苗；D．在胚芽鞘尖端从上向下插入云母片（不能让水透过）；E．用琼脂片把胚芽鞘尖端与下部隔开；F．在燕麦幼苗尖端左侧插入一片云母片。将F所示的幼苗放在暗室中，其余各幼苗均照以单侧光，试分析各幼苗的生长情况。A:B:C:D:E:F:【练习2】分析下图胚芽鞘的生长情况（A组使用了不透光的锡箔纸，B组使用了沾有生长素琼脂，C组使用了不透水的云母片，）【练习3】将燕麦胚芽鞘尖端放在琼脂小块上，正中插入生长素不能透过的云母片，琼脂被分成相等的两部分（右图），单侧光照射后，琼脂内生长素的含量（）A、左右相等B、左多右少C、左少右多D、左右均无【练习4】在方形暗箱内放一盆幼苗，暗箱一侧开一小窗，光源的光可以从窗口射入。把暗箱放在旋转器上水平旋转，保持每15分钟匀速转一周。（如下图所示）一星期后幼苗生长状况为（）【练习5】胚芽鞘产生生长素的部位，感受单侧光刺激的部位和弯曲生长的部位别分别是（）A、尖端、尖端、尖端B、尖端、尖端、尖端下面的部分C、尖端、尖端下面部分、尖端下面部分D、尖端、尖端下面部分、尖端【练习6】植物体内生长素的极性运输主要是指（）A、通过薄壁细胞的运输过程B、从形态学的上端向形态学的下端运输C、需能的主动运输方式D、1cm/ｈ～2.4cm/h的运输速度【练习7】侧芽生长素的浓度总是高于顶芽，但是顶芽产生的生长素仍大量积存于侧芽部位，这是因为生长素运输的方式属于（）A、自由扩散B、极性运输C、主动运输D、渗透作用第三章第一节植物生长素的发现（效果分析）本节的教学重点是生长素的发现过程，而教学难点是生长素的产生、运输和分布及科学实验设计的严谨性分析。对生长素的发现过程这一难点，并没有按照传统的讲授科学家探究过程的模式进行，而是给出8组实验设计，让学生分组讨论各组实验的区别并利用所给实验总结那些可用作对照试验。在此过程中不仅要求学生理解各组实验的现象和原因，而且还要横向比较出与其他实验的区别及联系，让学生充分科学研究的严谨与科学的魅力。生长素的发现史渗透着科学的思维方法和研究方法，这为培养学生的科学素质提供了一定的条件，为学生进行自主性探究提供了基础。并且，利用胚芽鞘作材料还可以有许多新的研究内容，让学生参与到探究的过程中，对于培养学生的严密思维，科学的探究能力有重要的作用，更是历年高考的热点。在植物向光性原因的研究过程中，使用Flash动画模拟生长素发现过程的一系列实验进行探究（受当地条件的限制），设置情景、问题，激发学生的问题意识，并且在问题的解决过程中，引导学生形成科学的探究思维，用问题和动画相结合，让学生带着问题观察探究动画模拟的实验过程，从中初步学会科学实验方法，科学实验设计的严谨性，培养了科学精神和科学态度。在植物生长素的产生、运输和分布的教学过程中，引导学生回顾前面的实验，理解生长素的产生部位及运输方向。通过学案中的练习，进一步巩固和拓展所学知识。明确每个实验的自变量、因变量和无关变量，懂得科学研究实验的一般方法：发现问题

→提出假设→设计实验（要有对照，控制单因子变量等）→预期实验结果→实验观察记录→分析结果，得出结论。在实验中，善于引导学生发现问题，提出假设，设计实验继续探究。教学过程设计的逻辑性好，一环扣一环，层层推进。第三章第一节植物生长素的发现（观评记录）1、设计采用了引导探究式的教学方法，教师通过创设自主合作的学习情景、平等融洽的人际环境，激发学生的学习积极性。教师由单纯的信息表达者转变成信息的加工者、组织者，处于主导地位；学生不是被动地接受知识，而是在观察和思考中愉快的学习，处于主体地位。2、课堂上学生动起来了，课堂气氛活跃起来了，合作探究的学习方式也用起来了。

3、教师能面向全体学生，激发学生的深层思考和情感投入，鼓励学生