《植物生长素的发现》教学设计

《植物生长素的发现》教学设计1学情分析本节课为高三第一轮复习课。学生在高二时学习过本节课的内容，对相关科学家所进行的经典实验已有所了解，通过阅读教材及完成学案，一般都能够快速回忆起相关的实验过程和结论。但是，对科学家们设计实验的思路以及所遵循的原则，学生可能不完全清楚。此外，学生的实验与探究能力普遍较差，对于高考考纲中提出的“具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理”的要求，学生较难达到。2教材分析本节课是人教版必修三第三章“植物的激素调节”的第一节，内容包括植物生长素发现过程中的一系列经典实验，以及生长素的产生、运输和分布。高三第一轮复习中，为了充分利用植物生长素发现过程中的经典实验训练学生的实验与探究能力，将原属于第1节内容的“生长素的产生、运输和分布”并入第2节“生长素的生理作用”。教材中关于“生长素的发现过程”部分，图文并茂，对经典实验的过程和结论都有详细的介绍，为学生自主预习提供了保证。3设计思想本节课的重点和难点在于落实学生对科学研究的一般过程及实验设计的基本原则的理解和运用。教材中的经典实验，为学生了解科学研究的过程和实验设计的基本原则提供了范本，通过引导学生对实验结果进行分析、对设计方案进行对比，可以使学生对实验设计的基本原则（如“单一变量原则”“对照原则”）有更深入的理解。在此基础上，组织学生自行设计进一步探究的实验，可以检验学生是否能够运用实验设计的基本原则，同时也使学生有机会体验科学研究过程中“提出问题做出假设设计实验方案预期实验结果与结论”等环节，并在此过程中训练学生的语言组织和表达能力。本节课在学生根据学案指引进行自主复习的基础上，组织学生通过小组讨论交流学案中具有相对难度的问题，再通过小组代表汇报、全班交流，有针对性地进行解决。这样既能充分调动学生自主学习的积极性，又能发挥集体的智慧，高效率地落实本节课的重点和难点。4教学目标4.1知识目标（1）了解植物生长素的发现过程；（2）解释植物向光弯曲生长的原因。4.2能力目标（1）理解生物实验设计的一般过程和基本原则；（2）根据生物实验设计原则，对经典实验进行分析和评价；（3）在经典实验的基础上，设计实验进行进一步的探究。4.3情感态度与价值观目标（1）体验实验设计过程中对思维缜密性的要求；（2）理解科学发展的基本过程，懂得科学发展的艰辛和“继承前人”的一般规律。5教学重点与难点5.1教学重点（1）植物生长素的发现过程；（2）生物实验设计的基本过程和主要原则。5.2教学难点运用生物实验设计原则对经典实验进行评价及自行设计实验。6教学手段6.1多媒体课件及电子白板利用PPT课件呈现实验流程图，以及学生小组讨论的问题；利用电子白板进行小组汇报，呈现板书。6.2学案利用学案导学，学生课前进行自主复习，在课堂上根据学案指引进行小组讨论。6.3互动式教学课堂教学中体现“教师主导，学生主体”的理念，组织学生进行小组讨论及汇报，引导学生进行评价、总结。7教学过程(见下页)

7.1流程图明确本节课的重点和难点教师提问、讲述，引入课题呈现窗边生长的植株，问题探讨；明确学习目标明确本节课的重点和难点教师提问、讲述，引入课题呈现窗边生长的植株，问题探讨；明确学习目标理解实验设计原则展示达尔文实验示意图，引导学生进行实验分析理解实验设计原则展示达尔文实验示意图，引导学生进行实验分析学生观察、讨论并汇报，全班讨论学生观察、讨论并汇报，全班讨论练习表述实验预期利用电子白板，学生设计探究实验练习表述实验预期利用电子白板，学生设计探究实验学生代表板图，全班讨论学生代表板图，全班讨论运用设计原则进行评价价学生观察、讨论并汇报，全班讨论运用设计原则进行评价价学生观察、讨论并汇报，全班讨论展示其他经典实验，学生讨论，对比分析展示其他经典实验，学生讨论，对比分析呈现进一步探究的问题，学生进行实验设计运用设计原则进行设计小组讨论并汇报，全班讨论呈现进一步探究的问题，学生进行实验设计运用设计原则进行设计小组讨论并汇报，全班讨论总结实验设计基本原则总结实验设计基本原则回顾本节课重点和难点，小结回顾本节课重点和难点，小结流程图标识：媒体应用，师生活动教学内容，教师活动媒体应用，师生活动教学内容，教师活动设计意图学生活动设计意图学生活动

7.2教学过程详表教学阶段教师活动学生活动设置意图时间安排导入1、问题探讨（PPT2）这棵放在窗边的植株，由于只有一侧能接受光照，出现了朝向光源方向生长的现象。这种现象叫做什么？（向光性。）2、明确学习目标“植物向光性的原因是什么？”19世纪末，达尔文对这一现象产生了好奇，开始设计实验探讨这一问题。经过一代又一代科学家的努力，人们发现了生长素，成功地解释了植物向光性生长的原因。（PPT3）今天这节课，我们要复习的“生长素的发现过程”，其实也是科学家们探究植物向光性原因的过程。我们不仅要了解这些过程，解释植物向光性的原因，更重要的是，我们要通过分析、评价经典实验，理解实验设计的基本原则，并尝试设计进一步探究的实验。1、观察图片,回答问题2、聆听,了解学习目标。3、进入本节主题联系生活，引入课题明确本节课的重点和难点1min达尔文的实验1、提出问题（1min）首先，我们来回顾达尔文的实验。达尔文以金丝雀虉草的胚芽鞘为材料，设计了四组实验。（PPT4）这四组实验是在什么环境条件下进行的呢？（单侧光照射）我们在具体的实验操作中，可以通过什么方法创造这种单侧光照射的条件？（暗箱开口或用极细的光束照射）2、研究实验操作过程、分析实验结果（2min）各组实验的结果如何？（学生齐答）3、小组讨论，分析实验（2min）仅仅了解实验过程和结果是不够的，我们还要进一步去分析，达尔文为什么要设计这四组实验。请同学们四人为一组，讨论分析：哪些组可以形成对照？单一变量是什么？能够得出什么结论？4、学生汇报，教师评价（5min）哪些组可以形成对照？单一变量是什么？能够得出什么结论？哪位同学愿意上来向大家汇报你们的讨论结果？（切换到电子白板）（生一：第一组和第二组可形成对照。单一变量是有无胚芽鞘尖端，实验结论是胚芽鞘的弯曲和生长都与尖端有关。）第一组和第二组的对照实验，得出了胚芽鞘的弯曲生长与尖端有关的结论，那么胚芽鞘的尖端与胚芽鞘的弯曲生长究竟是什么关系呢？达尔文是通过哪些组的对照实验来探究的？（生二：第一组和第三组之间形成对照。单一变量是胚芽鞘尖端是否遮光。实验结论是：尖端要感受到光，才能使胚芽鞘弯曲生长，即胚芽鞘尖端能够感受光的刺激。）通过第一组和第三组对照，达尔文发现感光部位在尖端，那是不是只有尖端感光呢？达尔文是如何解决这个问题的？（生三：第一组和第四组之间形成对照。单一变量是胚芽鞘尖端以下部位是否遮光。实验结论是：尖端以下部位是否遮光对胚芽鞘的弯曲生长没有影响，说明胚芽鞘尖端以下部位不感光。）通过达尔文的这四组实验，我们明确了胚芽鞘尖端在胚芽鞘向光弯曲生长中的具体作用——感受光的刺激。由此我们知道，达尔文的实验回答了一个问题（电子白板，“感光部位是？”）而问题的答案是（电子白板，“尖端”）。1、思考并回答问题2、观察，描述实验结果3、小组讨论4、学生代表汇报结果，全班讨论了解具体的实验操作方法训练学生对实验结果进行表述的能力学生运用实验设计原则对现成的实验进行分析训练学生运用实验设计原则分析实验强调结论，提示不同组对照实验之间的逻辑关系强调结论，形成问题链10min探究实验设计1——探究弯曲生长的部位在哪里1、提出问题（1min）感光部位是胚芽鞘的尖端，那么胚芽鞘弯曲生长的部位又在哪里呢？同学们有没有办法用一个简单的小实验加以探究？1min时间快速思考。（若学生想不出来，可提示：用作标记的方法）2、学生介绍实验方案及预期结果和结论（3min）可能出现的答案：在胚芽鞘上画等距横线，看生长之后横线之间的距离。或在胚芽鞘上画一条直线，看直线断裂的位置。如果发生弯曲生长的部位是在尖端，会出现什么样的结果？（尖端部位横线之间的距离增大；或尖端部位的直线发生断裂。）如果发生弯曲生长的部位是在尖端以下，又会出现什么结果？还有没有别的可能性？通过科学家用类似的实验探究，最终确定，发生弯曲生长的部位是在尖端以下。（电子白板）1、思考问题，简要作答2、讨论多种可能性，描述实验预期的结果和结论考验学生的想象力和创造力训练预期实验结果的能力4min其他科学家的实验1、过渡（1min）在上述两个问题解决之后，达尔文做出了大胆的假设（PPT5），他认为……他的推论是极具想象力的，科学研究很多时候就是需要“大胆假设”的，但同时，更需要“小心求证”。在他的推论中，有哪些问题是需要进一步求证的？（1）尖端产生的影响究竟是什么？（2）为什么伸长区两侧生长不均匀？（电子白板）2、相关实验结果分析（3min）这两个问题为科学家们指引了后续研究的方向。詹森、拜尔和温特这3位科学家在这两个问题上取得了突破性的进展。请同学们快速浏览教材P.47，了解这三位科学家的实验过程和实验结论。（电子白板）詹森的实验结论是什么？回答了什么问题？（他认为这种影响可能是一种化学物质。尖端产生的影响是什么？）拜尔的实验结论是什么？回答了什么问题？（他认为，是伸长区两侧生长素分布的不均匀所致。为什么伸长区两侧生长不均匀？）温特的实验呢？（进一步证明胚芽鞘弯曲生长确实是由一种化学物质引起的，这种物质被命名为生长素。板书）后续又有科学家先后从人尿、高等植物中分离出了生长素，确认它的化学本质是IAA，具有类似效应的物质还有PAA、IBA（电子白板）。3、相关实验设计分析（6min）了解了这3位科学家的实验过程和结论之后，我们从实验设计的角度来探讨3个问题。（PPT6）请同学们小组讨论2min。学生代表汇报讨论结果。（1）为什么温特的实验比詹森的实验更能说明尖端产生的影响是化学物质？（PPT7）（设置了对照实验，设计更完善；用琼脂块将胚芽鞘尖端的物质转移出来，观察其作用效果，得出的结论更可信。）（2）拜尔的实验为何要在黑暗中进行？温特的实验是否也要在黑暗中进行？（PPT8）（拜尔的实验，是利用尖端摆放位置的不同来控制其产生的影响的不均匀分布，由于尖端仍然存在，可能会因为感受到光刺激而影响到实验单一变量的控制。温特的实验是把尖端切下来放到琼脂块上，再将琼脂块放到去除了尖端的胚芽鞘上，光照对此时胚芽鞘的弯曲生长没有影响，所以不用在黑暗中进行。）（3）根据上述实验推测，植物向光弯曲生长的原因是什么？（PPT9）（单侧光引起生长素分布不均匀，向光侧生长素少于背光侧。电子白板）1、思考，回答问题2、阅读教材，回答问题小组讨论学生在教师的引导下，运用单一变量原则和对照原则，对实验进行对比分析理解科学研究的思路学生自行回顾实验过程及结果学生尝试理解科学家的实验设计思路尝试对实验进行对比分析，强化对单一变量原则、对照原则的理解10min探究实验设计2——光是如何引起生长素分布不均匀的？1、过渡光是如何引起生长素分布不均匀的？这个问题就留给了同学们来思考。（PPT10）2、做出假设（3min）针对这个问题，你的假设是什么？可能的答案：（1）单侧光引起向光侧的生长素分解/单侧光抑制向光侧的生长素合成（2）单侧光引起生长素从向光侧向背光侧运输针对这两个不同的假设，我们要控制的单一变量是什么？（有无光照，有无阻断生长素的横向运输）3、设计实验（3、min）你如何根据单一变量来设计对照实验，以验证你的假设？请同学们进行小组讨论，在学案上画出实验示意图，写出预期的实验结果和结论。时间3min。4、预期结果和结论（4min）汇报实验设计方案，及预期结果和结论（利用电子白板，学生进行讲解，4min）5、分析实验结果，得出结论（2min）补充其他实验设计方案，引导学生分析实验结果，得出结论。做出假设根据假设确定单一变量小组讨论实验方案学生代表汇报实验方案，全班讨论分析单一变量、预期结果和结论训练做出假设的能力训练实验设计的能力训练学生的表达能力12min小结在达尔文等科学家及同学们的共同努力下，关于“植物向光性的原因”这个问题，总算有了确切的答案。（师生共同解释植物的向光性，PPT11）同学们，我们现在解释植物的向光性只花了不到一分钟的时间，而对这个问题的研究却经历了半个多世纪。可见，科学研究是多么漫长、艰辛的过程。通过回顾生长素的发现过程，我们可以看到，指引研究方向的最关键的环节是什么？（提出问题）科学家们解决问题的方法是什么？（设