kpjin《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、kpjinAAA植物生長素的發(fā)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)生物必修3第3章第1節(jié)植物生長素的發(fā)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì) 葛洲壩中學(xué) 羅靜 一、教材分析植物生長素的發(fā)現(xiàn)節(jié)選自人教版新課程標(biāo)準(zhǔn)教材必修3第3章第1節(jié)，是在前面學(xué)習(xí)了有關(guān)動(dòng)物和人體生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)基礎(chǔ)上學(xué)習(xí)的。學(xué)生對激素調(diào)節(jié)的機(jī)理有所理解。通過學(xué)習(xí)本節(jié)，學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家探索的過程和科學(xué)知識(shí)形成的過程，領(lǐng)悟科學(xué)家是怎樣發(fā)現(xiàn)問題、尋找證據(jù)、在嚴(yán)密推理的基礎(chǔ)之上作出判斷的，理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法。二、設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想本節(jié)課突出對學(xué)生科學(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)，精心設(shè)計(jì)課堂教學(xué)，以科學(xué)探索的脈絡(luò)為主線安排內(nèi)容，適當(dāng)總結(jié)提升科學(xué)的特點(diǎn)。以科學(xué)發(fā)現(xiàn)中折射出的科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn)與科學(xué)的魅力為主線

2、，激發(fā)學(xué)生的探究欲望，體會(huì)其中的科學(xué)方法。三、教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)目標(biāo)1. 概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程2. 體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)生長素的過程和方法3. 說明植物向光性的原因（二）能力目標(biāo)評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論，訓(xùn)練邏輯思維的嚴(yán)密性（三）情感目標(biāo)通過生長素發(fā)現(xiàn)過程的學(xué)習(xí)，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)、不斷探索新知識(shí)的精神，實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。四、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)：生長素的發(fā)現(xiàn)過程2.教學(xué)難點(diǎn)：生長素發(fā)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，及科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性分析；植物向光性的原因五、教學(xué)方法教的方法：教師引領(lǐng)，步步為營，尋根問底，以問題為中心，以思維訓(xùn)練為基準(zhǔn)，以科學(xué)史為背景，以生動(dòng)形象的語言和邏輯推理為手段。學(xué)的方法：小組合作交流，讓

3、學(xué)生選擇不同方式展示本小組對“生長素發(fā)現(xiàn)過程”的理解。六、教學(xué)過程【新課導(dǎo)入】視頻展示，植物生長長壽花表現(xiàn)出生長彎曲的特征，這是生活中非常常見的現(xiàn)象，是什么環(huán)境刺因素導(dǎo)致這種變化的？也就是說，如果我們給予單側(cè)光刺激，植物會(huì)彎向光源生長，我們把這種特性叫做植物的向光性。許多人可能對植物向光性的現(xiàn)象視若無睹，然而，正是對向光性的研究，揭開了植物生命活動(dòng)調(diào)節(jié)的奧秘，發(fā)現(xiàn)了第一種植物激素-生長素。今天我們就一起隨科學(xué)家探索植物生長素的發(fā)現(xiàn)歷程，體會(huì)科學(xué)的研究方法。設(shè)計(jì)意圖：由這些學(xué)生身邊的生活現(xiàn)象喚醒學(xué)生的好奇天性，激發(fā)全體學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動(dòng)了他們學(xué)習(xí)的積極性，使他們主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)中來。（一）生長

4、素的發(fā)現(xiàn)過程年，達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)【過渡】科學(xué)研究總是在問題中產(chǎn)生，達(dá)爾文提出“植物為什么向光彎曲生長”呢？【教師描述】介紹胚芽鞘，實(shí)驗(yàn)過程：實(shí)驗(yàn)一：單側(cè)光的照射胚芽鞘一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)胚芽鞘向光彎曲生長；實(shí)驗(yàn)二：單側(cè)光照切去尖端的胚芽鞘，發(fā)現(xiàn)胚芽鞘不生長，不彎曲；實(shí)驗(yàn)三：用錫箔小帽套住胚芽鞘頂端，用單側(cè)光照射，幼苗繼續(xù)直立生長；實(shí)驗(yàn)四：用錫箔小帽環(huán)套住胚芽鞘尖端下面的一段，用單側(cè)光照射，幼苗向光生長。（胚芽鞘的生理狀況相同）【學(xué)生討論】思考：1.達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)組中哪些可以形成對照，為什么？各種對照分別能得出怎樣的結(jié)論？預(yù)設(shè)問題：與是否能形成對照為什么2.達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)的巧妙之處在何處？設(shè)計(jì)對照實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)材

5、料，無關(guān)變量處理相同胚芽鞘：單子葉植物，特別是禾本科植物胚芽外的錐形狀物。分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物的向光彎曲與尖端有關(guān)，植物的感光部位在尖端，不在伸長區(qū)?！窘處煔w納】實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則：對照原則和單一變量原則達(dá)爾文提出：單側(cè)光照使胚芽鞘向下面的伸長區(qū)傳遞某種“影響”，傳遞到伸長區(qū)的“影響”會(huì)造成背光面比向光面生長快達(dá)爾文的結(jié)論其實(shí)是一種推論，科學(xué)重視實(shí)證，也需要一定創(chuàng)造性思維。推論正不正確，還需要實(shí)驗(yàn)去進(jìn)一步驗(yàn)證。設(shè)計(jì)意圖：1通過教師對實(shí)驗(yàn)描述為學(xué)生做示范，注意實(shí)驗(yàn)語言的規(guī)范和準(zhǔn)確2通過對達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)組的分析討論，小組內(nèi)交流，體會(huì)合作學(xué)習(xí)的快樂。3通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果對照分析，學(xué)會(huì)評價(jià)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論，訓(xùn)練邏輯思維

6、的嚴(yán)密性，總結(jié)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則。年，詹森實(shí)驗(yàn)【過渡】“這種影響究竟是什么”愛因斯坦說，科學(xué)永遠(yuǎn)是一本寫不完的書，我們一起來看看詹森的實(shí)驗(yàn)：【學(xué)生展示】實(shí)驗(yàn)過程：在單側(cè)光照射一段時(shí)間后，切去胚芽鞘的尖端后加上瓊脂片，再將瓊脂片上放置尖端?！窘處熖釂枴?. 詹森的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)嚴(yán)謹(jǐn)嗎如果不嚴(yán)謹(jǐn)，如何改進(jìn)（設(shè)置對照，排除瓊脂本身的影響）2. 詹森實(shí)驗(yàn)的巧妙之處在哪里（選擇瓊脂）如果選用云母片呢？【教師提示】教師介紹阻斷運(yùn)輸?shù)牟牧希涸颇杆趾托》肿游镔|(zhì)不能通過；瓊脂片水分和小分子物質(zhì)能通過【教師歸納】該實(shí)驗(yàn)的自變量是瓊脂片上是否有尖端產(chǎn)生的影響，詹森的實(shí)驗(yàn)就很好的證明了胚芽鞘的尖端確實(shí)產(chǎn)生了一種影響，這種影響

7、可以通過瓊脂片傳遞給下部。設(shè)計(jì)意圖：1.描述科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，體驗(yàn)正確的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路及過程，訓(xùn)練規(guī)范的語言描述，培養(yǎng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。2.通過對實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，使學(xué)生產(chǎn)生滿足感,進(jìn)一步增加學(xué)習(xí)興趣，學(xué)會(huì)評價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)論和結(jié)果必須有一定邏輯性。年，拜爾的實(shí)驗(yàn)【學(xué)生展示】實(shí)驗(yàn)過程：黑暗環(huán)境中切去胚芽鞘的尖端放在胚芽鞘的一側(cè)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)胚芽鞘彎向?qū)?cè)生長。【教師提問】1實(shí)驗(yàn)的自變量是什么？從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中我們能得出怎樣的結(jié)論？尖端的位置（影響分布不均勻，有尖端的位置“影響”分布較多，無尖端的位置影響幾乎沒有）；結(jié)論：胚芽鞘的彎曲生長，是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的影響在其下部分布不均勻?qū)е碌摹?. 拜爾的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路是什么？即他進(jìn)行

8、了怎樣的假設(shè)（胚芽鞘彎曲生長是因?yàn)橛绊懛植疾痪鶆驅(qū)е碌模?. 該實(shí)驗(yàn)為什么要在黑暗環(huán)境中進(jìn)行？（排除單側(cè)光的影響，控制單一變量）【教師歸納】拜爾的實(shí)驗(yàn)證明，胚芽鞘的彎曲生長，是因?yàn)榧舛水a(chǎn)生的影響在其下部分不均勻造成的。在拜爾的實(shí)驗(yàn)中，是什么因素導(dǎo)致分布不均勻的在達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)的鐘，是什么因素導(dǎo)致影響分布不均勻的呢【教師歸納】總結(jié)三位科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)，這些實(shí)驗(yàn)初步證明尖端產(chǎn)生的影響可能是一種化學(xué)物質(zhì)造成的，這種化學(xué)物質(zhì)的分布不均勻造成了胚芽鞘彎曲生長。設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路，學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)的方法，注意實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一般原則，單一變量原則【過渡】影響究竟是不是化學(xué)物質(zhì)呢？科學(xué)的腳步依然沒有停止，探究

9、總是在新問題中產(chǎn)生。溫特為我們揭開了謎團(tuán)，下面我們有請學(xué)習(xí)小組為我們展示溫特的實(shí)驗(yàn):年，溫特的實(shí)驗(yàn)【學(xué)生展示】 小組展示（小組板書模式圖）實(shí)驗(yàn)過程：把切下的燕麥尖端放在瓊脂塊上，幾個(gè)小時(shí)后，取下胚芽鞘的尖端，將瓊脂切成小塊。再將處理過的瓊脂塊放在切去尖端的燕麥胚芽鞘一側(cè)，結(jié)果胚芽鞘會(huì)朝向?qū)?cè)彎曲生長。但是如果放置的是沒有接觸過胚芽鞘尖端的瓊脂塊，胚芽鞘將既不生長也不彎曲。1. 溫特實(shí)驗(yàn)的自變量是實(shí)驗(yàn)結(jié)論是自變量：胚芽鞘的尖端是否接觸過瓊脂塊。溫特的實(shí)驗(yàn)結(jié)論：胚芽鞘彎曲生長確實(shí)是由一種化學(xué)物質(zhì)引起的，并且這種化學(xué)物質(zhì)留在瓊脂塊上。2.溫特的實(shí)驗(yàn)想要解決什么問題？即他實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是什么？（這種影響是

10、一種化學(xué)物質(zhì)）3.瓊脂在實(shí)驗(yàn)中起什么作用？（介紹物質(zhì)轉(zhuǎn)移法，化學(xué)物質(zhì)可以在瓊脂中擴(kuò)散） 4.溫特的實(shí)驗(yàn)和拜爾實(shí)驗(yàn)比較區(qū)別在于何處有什么意義（單一指向性）【教師歸納】溫特認(rèn)為這可能和動(dòng)物激素類似的物質(zhì)，并給這種物質(zhì)命名為生長素。溫特提出植物體內(nèi)存在生長素時(shí)，有沒有提取出這一種物質(zhì)？沒有。要得出這樣的結(jié)論，既需要以事實(shí)為依據(jù)進(jìn)行嚴(yán)密的邏輯推理，還需要一定的想像力。這種化學(xué)物質(zhì)究竟是什么呢？1931年，科學(xué)家首先從人尿中分離出具有生長效應(yīng)的化學(xué)物質(zhì)-吲哚乙酸。1946年，郭葛等人從植物中分離出生長素，并確認(rèn)它就是IAA，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，植物體內(nèi)具有生長素效應(yīng)的物質(zhì)除了IAA以外，還有苯乙酸，吲哚丁酸

11、等。設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生換角度的思考問題。利用瓊脂將該物質(zhì)轉(zhuǎn)移到瓊脂上，再用空白瓊脂作對比，從而排除瓊脂材料本身對實(shí)驗(yàn)的干擾，遵循單一變量原則，從而彌補(bǔ)了詹森的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生感受到執(zhí)著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)精神科學(xué)進(jìn)步發(fā)展的靈魂?！究偨Y(jié)】科學(xué)的發(fā)展是承前啟后，繼往開來的。從19世紀(jì)末達(dá)爾文最先注意到植物的向光性，提出問題，作出假說，到1946年人們從植物中分離出生長素并確認(rèn)就是吲哚乙酸的過程，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出結(jié)論，經(jīng)歷了約50年的時(shí)間，人類的許多科學(xué)發(fā)現(xiàn)，就是像這樣經(jīng)過一代又一代的探索，才一步步接近事實(shí)的真相。科學(xué)研究的方法：提出問題-作出假說-實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證-得出結(jié)論（二）對植物向光性的解釋【過渡】那么，聯(lián)系科學(xué)家

12、的實(shí)驗(yàn)，你現(xiàn)在能解釋為什么植物具有向光性了嗎？【設(shè)置情境】1、甲乙兩組實(shí)驗(yàn)條件不同，而結(jié)果卻相同，我們從中可以得到結(jié)論，植物為什么能向光生長的原因嗎？學(xué)生思考總結(jié)向光性的機(jī)理：尖端以下部分背光面生長素濃度高于向光面的生長素濃度，所以背光面的生長速度要快與向光面的生長速度，導(dǎo)致植物出現(xiàn)向光性生長現(xiàn)象設(shè)計(jì)意圖：通過對不同現(xiàn)象相互比較，找出兩者內(nèi)在聯(lián)系，從而揭示了植物向光性的本質(zhì)生長素分布不勻2為什么植物在單側(cè)光照射下，背光側(cè)的生長素濃度高于向光側(cè)呢？學(xué)生可能提出的：光抑制了向光側(cè)生長素的合成光促進(jìn)向光側(cè)生長素的分解光促進(jìn)生長素從向光側(cè)轉(zhuǎn)移到背光側(cè)設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)思考問題能力 3.我們比較傾向于第三種

13、解釋，總結(jié)植物向光性原因：在單側(cè)光照射下，背光側(cè)生長素生長素從向光側(cè)橫向運(yùn)輸至背光側(cè)，在向下運(yùn)輸至尖端以下，導(dǎo)致背光側(cè)生長素濃度高于向光側(cè)，背光側(cè)生長速度比向光側(cè)快。 外因：單側(cè)光刺激內(nèi)因：生長素分布不均勻。機(jī)理：背光側(cè)生長素分布多，細(xì)胞生長快，向光側(cè)生長素分布少，細(xì)胞生長慢。【學(xué)生活動(dòng)】學(xué)生根據(jù)描述畫出生長素的運(yùn)輸方向示意圖。設(shè)計(jì)意圖：培養(yǎng)學(xué)生將復(fù)雜的理論用簡單的圖示表示，既加深理解，又便于記憶。（三）植物激素的概念【過渡】繼發(fā)現(xiàn)生長素之后，人們又陸續(xù)發(fā)現(xiàn)了赤霉素，細(xì)胞分裂素、脫落酸和乙烯等植物激素。人們把這類由植物體內(nèi)產(chǎn)生，能從產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位，對植物的生長有顯著影響的微量有機(jī)物，稱作植物激素。而生長素，是人們發(fā)現(xiàn)的第一種植物激素。【提問】生長素產(chǎn)生部位運(yùn)送到作用部位，所以產(chǎn)生部位小于積累部位。和動(dòng)物激素一樣，它是一類微量高效的有機(jī)物，所以我們預(yù)測生長素一旦發(fā)揮完作用可能被植物體內(nèi)的酶水解了。 （四）生長素的產(chǎn)生、運(yùn)輸和分布【教師總結(jié)】主要合成部位：幼嫩的葉、芽和發(fā)育中的種子主要分布：生長旺盛的部位運(yùn)輸方式：極性運(yùn)輸（形態(tài)學(xué)上端運(yùn)到形態(tài)學(xué)下端）思考：極性運(yùn)輸消耗能量嗎？ （設(shè)計(jì)意圖：理解植物激素是從產(chǎn)生部位運(yùn)輸?shù)阶饔貌课坏?，加深印象。）（五）課堂小結(jié)你有哪些收獲？（六）課堂檢