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

《植物生长素的发现》教学设计

一、教学目标

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。

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.情感目标

体验科学探究的过程，体验科学实验的辛苦和成功的乐趣，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。

二、教学重、难点

1.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

的四个实验，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。

2.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。

三、教法分析

1、设计理念

通过创设情景，培养学生自主合作探究意识，通过引导生生交流、师生评价，获取知识。

“创设情境现象一发现提出问题一合作探究/合作发现一释疑一归纳一反馈一应用”为施教

方法，完成目标。

2、主要教法：

a.达尔文实验

回顾科学的研究方法——发现问题——提出假说——设计实验验证假说——得出结论,

以此为思路展开教学，生生合作制定探究方案、预测结果、得出结论，突出知识线索对向光

性的可能原因的推测，同时教师引导归纳实验设计方法和要点。

b.詹森、拜尔、温特实验

知识上以问题引导阅读合作讨论突破为线索，方法上迁移达尔文实验设计方法判断詹森

实验的巧妙之处,补充对照实验，对比拜尔实验和达尔文实验领悟单侧光引发向光生长原因。

c.生长素的产生、运输、分布

以幻灯片展示图片、识图、填图牵引阅读兴趣、抽象知识形象化，理解应用知识。

四、教学过程

I、导入

游园不值

宋叶绍翁

应怜屐齿印苍苔,

小扣柴扉久不开。

春色满园关不住,

一枝红杏出墙来。

设问：红杏为什么会出墙呢？大家推测一下，植物这种现象应该与怎样的环境因素有关?

（观看视频植物的向光性）通过观看视频，问：视频中的植物出现不同变化的原因是受到什

么的刺激？学生总结：

向光性的定义：在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象叫做向光性。

设问：大家思考向光性的原因是什么呢？

单侧光照射应该是引起向光性的一个外部因素。那植物体内是否含有与向光性相适应的

内不因素吗？

C外因：单侧光的照射

向光性原因J

［内因：？

很多人对这种现象熟视无睹，更别提要揭示它的本质了。但有位科学家却注意到了这个

现象，并对此进行了深入的思考和研究，他就是达尔文父子！

正是由于达尔文的思考和研究才揭开了生长素发现的序幕!今天我们就沿着科学家探究

的道路，共同体会生长素发现的过程！（播放达尔文实验过程）

达尔文的探索：

问题：植物向光性的原因？

材料：胚芽鞘（结构简单，研究方便；易取材；生长速度快，易观察）

实验过程:

实验一实验二

延伸思考：

1、达尔文的实验中实验一和实验二的结论是什么？

实验一说明向光弯曲的外界因素是单侧光照。

实验二说明弯曲生长与胚茅鞘的尖端有关。

2、感受光刺激的部位在哪里？弯曲的部位在哪里？如何设计实验证明？

实验：

结论：感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端；弯曲部位是尖端下面一段。

达尔文实验的结论：

感光部位：胚芽鞘尖端，弯曲部位：尖端以下的伸长区

根据达尔文实验的结论，我们可以大胆的推测：

单侧光照射使胚芽鞘尖端产生某种刺激，并传到下部，造成背光面比向光面生长快，使

胚芽鞘向光生长。

问题出现了：这种影响是什么？为什么这种影响会导致伸长区两侧的生长不均匀？很多

科学家对这种影响进行了实验探究，其中最著名的是丹麦科学家詹森和匈牙利科学家拜尔所

做的实验。（播放其他科学家实验过程）

鲍森•詹森的实验:

实验结论：尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。

思考：詹森的实验严谨吗？（不能排除琼脂块自身物质对实验的干扰，需做一组对照实

验）

拜尔的实验：

排除光对弯曲的影响

实验结论：尖端产生的影响在尖端以下分布不均匀。

思考：拜尔的实验为什么要在黑暗中进行？他的对照实验是怎样的？

通过詹森和拜尔的实验我们可以推测这种影响很可能是种化学物质！要想确认这种推测,

必须用相应的实验来证明。温特的实验正好完美的解决的这个问题，通过温特的实验证明

了影响就是一种化学物质，温特把它命名为生长素。那么生长素的化学本质是什么呢？

1934年，郭葛等人分离出了具有生长素效应的呼I咪乙酸，并证明了生长素就是吗I深乙

酸。

思考：根据上述科学家的实验推测，植物向光弯曲生长的原因是什么？

推测：单侧光引起生长素的分布不均匀。

解释：（动画演示）胚芽鞘尖端产生的生长素，在尖端下部的伸长区分布不均匀，背光

侧多，向光侧少，导致生长不均匀，向光弯曲生长。

现在向光性的内因，我们仅仅是推测，缺乏科学性和严谨性，必须用实验来证明。这样

我们就沿着科学家的步伐，继续向前走，来证明这个问题。

探究：验证单侧光引起生长素分布不均匀（背光面多于向光面）

材料：玉米胚芽鞘尖端（多个），云母片（不透水，可阻断物质运输，多个），琼脂（多

个），光源，带一小孔的暗箱，琼脂块生长素含量测量器

验证思路（示意图）

结果预测:

分小组讨论，并展示各组相应的研究成果。

结果预测：A=B,C>D

到此，我们终于找到了引起向光性的内因是什么!

C外因：单侧光的照射

向光性原因J

［内因：生长素分布不均匀

/大看的发寂

植物弯向光源生长（向光性）

植物向光性的原因是什么?

感光部位：胚芽鞘尖端浮曲部位：尖端以下的伸长区

学文绥

某种“影响”是什么？为什么伸长区两侧的生长不均匀？

I证明I证明

詹森：影响可以透过琼脂片----►拜尔：影响分布不均匀

'""""'""""""""""

影响楚二种化学物质

证^测

温特：化学物质生长素」%一单侧光引起生长素的分布不均匀

；确认背光侧生长素含量比

生长素化学本质：再噪乙酹向光侧生长素含量多

«犬#的发联

1880年，英国.达尔文实验

1910年，丹麦.詹森实验

1914年,匈牙利拜尔实验

1928年,荷兰.温特实验

1931年，荷兰.郭葛等分离出口引口朵乙酸

思考：通过学习生长素的发现过程，我们可以得出怎样的启示呢？

每一位科学家所取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。

根据前面所学习的生长素的发现过程，我们知道科学返现的一般步骤是：“发现问题一

提出假设（推测）-实验验证-得出结论”。

阅读课本48页“生长素的产生、运输和分布”，填写下面表格。

合成部位

分布

运输特点

含量

作用效果

化学属性

运输方式

请一位同学回答一下，以上表格的内容。

思考：能否根据生长素的相关知识总结出植物激素的概念。

植物激素：

在植物体内合成的，从产生部位运输到作用部位，并且对植物的生命活动产生显著影响

的微量有机物，统称为植物激素。

通过上面的学习我们得出，生长素的运输特点是“极性运输”，如何才能证明这个结论

呢？有位同学做了以下一个实验，请同学们考虑，这个实验是否严谨？

评价

证明生长素只能从形态学上端运输到形态学下端

探究思路及结果预测：■含IAA

I不含IAA

结论：生长素只能由形态学上端运输到形态学下端

回答：缺少对照，只能证明“能从形态学上端运输到形态学下端”，不能排除“可以从

形态学下端运输的形态学上端”，必须做一组对照实验。

同学们思考，下面这种对照行么？

评价

证明生长素只能从形态学上端运输到形态学下端

探究思路及结果预测：

土翳一［一二

结论：生长素只能由形态学上端运输到形态学下端

回答：不行不能排除重力对生长素运输的影响。

那么如何设置对照实验呢？请同学们思考。

证明生长素只能从形态学上端运输到形态学下端

探究思路及结果预测:

■含IAA

口不含IAA

镰道结论噩：生偏长素只能由形态学上端运输到形态学下端

植物在单侧光照射下弯向光源生长。这个现象被解释为“光线能够使生长素在背光一侧

比向光一侧分布多”。为什么生长素在背光一侧比向光一侧分布多?是因为向光侧的生长素

在光的影响下被分解了，还是向光侧的生长素向背光侧转移了？请与同学共同探讨，完成探

究方案的设计。

提示：可以参考”验证单侧光引起生长素分布不均匀”实验。

《植物生长素的发现》学情分析

高中阶段学生的思维水平、学习能力已经发展到较高阶段，大多数学生有了独立思考的

能力和欲望。同时学生对植物向光性生长已有了一定的了解。但是，学生创新意识缺乏，动

手能力不强，对具体的实验设计、方法、步骤是知其然，不知其所以然。更耐人寻味的是,

一些学生对实验结果对答如流，实验操作却不尽人意，对实验方法不甚了了，缺乏认真求实

的科学态度和坚持不懈的科学精神。因此，在课堂上着重引导学生理解一系列实验的设计理

念。

此教学过程面对的学生基础相对较弱，他们对生物学现象具有一定的兴趣，但科学思维

和学习的耐性比较差，习惯于被动的接受性学习，主动的思考和质疑较少。本节内容中植物

向光性的原因和分析，相关实验现象的解释在课标要求中都达到理解水平，所以要特别注意

培养学生对生长素发现历程的理解和分析能力。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。学生经过新课程必修1的学习，对科学探究方法有了一定的了解，

学生对求解向光性成因问题，应该有一定的思维基础。在此基础上，学生的抽象思维能力、

逻辑推理能力逐渐增强，面对新奇而富于思考的问题，学生有探究的欲望。

本章节相对独立，学习起来有一定的难度，但学生在第2章学习了动物和人体生命活动

的调节，对于激素对生物生命活动的调节有了初步认识，为学习理解本章节植物激素对生命

活动的调节打下了较好的基础。本章节与实际生活联系比较密切，学生会有较大的兴趣，但

有些内容比较抽象，比如科学家的探究过程，实验的设计评价，对于逻辑推理能力及对实验

现象的分析能力都有限的高一学生，需要教师的启发引导,让他们通过实验设计去体验探究。

因此，在教学过程中，教师应注重启发引导学生进行探讨，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。

《植物生长素的发现》效果分析

本节内容教学基本符合预期的教学设计思想,模拟科学发现的过程,提高学生获取信息、

分析解决问题的能力以及探究能力。在能力和价值观方面，通过对“生长素的发现过程”的

教学，培养学生严谨的思维能力，树立科学的世界观。通过对“生长素的产生、运输和分布”

的教学，培养学生运用所学知识解决问题的能力，联系生活实际能力，运用知识的能力。学

生也可以根据学习过程中发现的问题自己设计相关的实验,从而培养学生掌握实验设计和观

察的方法以及创新能力。

1.教学过程中比较好的地方表现在：

(1)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，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：发现问题一提出假设

一设计实验(要有对照，控制单因子变量等)一实验验证一分析结果，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。

(2)鲍森.詹森实验教学中，能引导学生发现该实验的不足之处。通过简述1913年科

学家用云母片做的实验，然后由学生来补充对照组，完善鲍森.詹森的实验，增强了实验的

严谨性，强化设计实验时应该控制的变量问题，从而在学生的认知领域里初步构建出设计对

照实验的知识体系。

(3)在向光性教学中，动画演示过程，可以使学生形成直观的认识，明确植物向光生

长的内部原因，并为后面学习生长素的生理作用作铺垫。

(4)知识主干和呈现方式清晰，从导入到知识点细化，到知识点联系比较，再到知识

应用，脉络清楚，利于学生接受。

2.教学过程中有待改进的地方表现在：

(1)由于上课时前后联系拓展，增大信息量，使教学时间不足，造成“生长素的产生、

运输、分布”这部分比较赶，不能很好展开。

(2)在问题的有效讨论的层面上看，部分问题显得比较简单或容易限制学生的思维。

采用了引导探究式的教学方法后，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组织者；学生不是被

动地接受知识，而是走进科学家的探究历程，在观察和思考中，愉快地学习，处于主体地位。

这样在课堂教学过程中通过师生互动、生生互动，让课堂充满了活力，新课改理念得到了落

实。

《植物生长素的发现》教材分析

“植物生长素的发现”一节是新课程标准教材人教版生物必修3第3章第1节的内容,

是在前面学习了有关动物和人体生命活动的调节基础上学习的。学生对激素调节的机理有所

理解。通过本节的学习，让学生了解生长素的发现过程和生长素的发现、运输及分布。

本节内容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

极佳素材。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，把知识

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。

作为本章开篇节，以科学探索过程为脉络来安排教学内容，具有探究性的特点；文本呈

现图文并茂，具有直观性的特点，这些特点为教师实施探究式教学提供了有力支撑。教材通

过层层深入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个体适应性，随着

生长素的发现，学生认识到植物激素的存在，并初步了解生长素作用——促进生长，这也为

继续探索第二、三节生长素的其他生理作用及激素应用奠定基础，本节内容起着承上启下的

作用。

生长素的发现史渗透着科学的思维方法和研究方法，体现了科学探究的一般过程，为组

织学生进行科学探究提供了良好素材。还可以利用胚芽鞘作材料还可以进行许多新的研究内

容，让学生参与到探究的过程中，在探究过程中获取知识，发展技能，培养能力。因此，本

节在高中生物教学内容中处于相当重要的地位，既是培养学生科学研究能力的很好的载体,

更是历年高考的热点。

施行探究式教学的关键是问题引领。教学过程中，教师可设计以下四种类型的问题：第

一，设计导入式问题。在课堂教学的开始，由一个小小的问题作“导火索”，把学生带入探

究的状态；第二，设计过渡式问题。这类问题，教师可设计穿插在几位科学家实验之间，使

多个实验成为一个探究整体；第三，设计因果式问题。这类问题，实际上是一组存在因果关

系的问题串。在解释向光性成因时，教师可用这种方式来实施问题探究；第四，设计发散式

问题。这类问题常常由学生自主提出，是学生不迷信权威的批判精神的体现。教师在对植物

向光性的成因作出“经典版”解释后，有的学生提出其他成因，这就会形成发散式问题。

以问题讨论为主线，设计探究式教学，围绕“植物向光性的原因是什么？”这个总揽性

的问题来推进教学进程，让学生在发现、提出、化解问题的过程中，主动参与知识建构，实

施探究学习，发展生物科学素养。

《植物生长素的发现》评测练习

一、基础题（A组题）

1.把含有生长素的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘切面的左侧，然后置于黑暗处，胚芽鞘将

A.向左侧弯曲B.向右侧弯曲C.直立生长D.向前弯曲

2.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。一星期后幼苗生长状况为（）

森百咂

D

3.植物茎的向光性是由于单侧光照引起了（）

A.呼吸作用加强B.蒸腾速度加快C.生长素不均匀分布D.光合作用增强空行

4.将燕麦胚芽鞘作如右图所示处理，经过几天后的变化情况是（）

A.向左弯曲B.向右弯曲C.直立生长D.停止生长

5.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

6.植物生长具有向光性是由于（）

A.植物对地心引力发生的反应B.植物处于黑暗中

C.植物处于强光下D.单侧光引起生长素分布不均匀的缘故

7.下列关于植物生长素发现的过程，叙述错误的是（）

A.达尔文根据实验提出，单侧光可以使胚芽鞘尖端产生四噪乙酸，并可以传递到达胚

芽鞘下部的伸长区，从而造成背光面生长快，引起向光弯曲生长

B.詹森通过实验证明胚芽鞘尖端产生的刺激可以透过琼脂片

C.拜尔的实验证明胚芽鞘的弯曲生长是因为尖端产生的刺激在下部分布不均匀造成的

D.温特的实验证明造成胚芽鞘弯曲的刺激确实是化学物质，并命名为生长素

二、巩固题（B组题）

8.下图中能说明胚芽鞘尖端是感受光刺激部位的最佳实验组合是)

含生长素的琼脂块不透光的锡箔

9.假设下图中两个含生长素（IAA）的琼脂块和两个胚芽鞘尖端所产生的生长素量相同,

则一段时间后对a、b、c、d、e、f、g七个空白琼脂块中所含生长素量的分析正确的是

光胚芽鞘尖端胚芽鞘尖端

下端

上端

A.f>a=b=d=e>g>cB.a=f>d=e>b=g>c

C.c>a=f>d=e>b=gD.c>f=d>a=b>e=g

10.为了证明“生长素在胚芽鞘内只能由形态学上端运输到形态学下端”，有人利用胚芽鞘、

生长素和琼脂片设计实验如图所示，下列关于该实验设计的评价，不正确的是（）

A.设计不科学，不能用含有生长素的琼脂片作为供应块，要将生长素涂在形态学上端

B.设计不科学，需要增加对照组

C.设计不严谨，不能证明生长素能否由形态学下端运输到形态学上端

D.设计不严密，还应考虑将胚芽鞘倒过来放置的情况

《植物生长素的发现》课后反思

植物生长素的发现是高中生物必修3第3章第1节的内容，即植物激素调节的总起内容,

通过学生了解植物生长素的发现过程，使学生明确研究植物激素的实验方法，激发学生学习

生命科学的兴趣，培养学生分析现象、解决问题的能力和形成逻辑思维的能力，并学习科学

家们坚韧不拔、孜孜以求的精神。

本节课的教学内容涉及的实验，在现有的实验室条件下是不可能完成的，在传统的教学

中，都是老师滔滔不绝地讲，学生默默地听，课堂气氛沉闷，教学效率低下，更谈不上培养

学生自主学习的能力和探究能力。在采用引导探究式的教学方法后，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，而是走进科学家的探

究历程，在观察和思考中愉快地学习，处于主体地位。这样在课堂教学过程中通过师生互动、

生生互动，让课堂充满了活力，新课改理念得到了落实。达尔文、詹森、拜尔和温特的实验，

既包含了科学家持之以恒的宝贵品质，又反映了科学