“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)設(shè)計(jì)

楊帆

正在實(shí)施的《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》的課程理念包括提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)和倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，其課程目標(biāo)之一是注重生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)。

在教學(xué)中把生物科學(xué)史與探究性學(xué)習(xí)整合起來，不但能使學(xué)生在獲取生物科學(xué)知識(shí)的過程中，沿著科學(xué)家探索的歷史，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，而且有利于掌握科學(xué)研究的方法（如觀察法、實(shí)驗(yàn)法、數(shù)學(xué)方法、邏輯方法等）、啟迪邏輯思維，特別是能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神，形成一定的科學(xué)探究能力及科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀，并發(fā)展創(chuàng)新精神。所以，生物科學(xué)發(fā)展史的教學(xué)能較好地體現(xiàn)出“新課標(biāo)”理念中培養(yǎng)學(xué)生探究能力的目的。

1.設(shè)計(jì)思想

本課是人教版必修三“植物的激素調(diào)節(jié)”的第一節(jié)。在本文中，通過實(shí)例“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”一節(jié)課的教學(xué)，來反思、討論生物科學(xué)史教學(xué)與探究性學(xué)習(xí)的有效整合。在本案例中，把傳統(tǒng)的以教師講述為核心的授課方式改變?yōu)橐詥栴}驅(qū)動(dòng)的教學(xué)模式，讓學(xué)生參與到探究的活動(dòng)過程中，積極將生物科學(xué)發(fā)展史引入課堂教學(xué)。由典型的以科學(xué)史為線索來探究學(xué)習(xí)變?yōu)橐蕴骄繉W(xué)習(xí)來理解科學(xué)史，掌握生物知識(shí)。著眼于改革生物科學(xué)發(fā)展史的教學(xué)，為新課標(biāo)的實(shí)施提供一系列精心的設(shè)計(jì)，并有效地培養(yǎng)高中學(xué)生的科學(xué)探究能力。

2.“問題驅(qū)動(dòng)模式”式的教學(xué)過程，學(xué)生在探究學(xué)習(xí)中理解科學(xué)史

以典型自然現(xiàn)象——“向光性”來引發(fā)學(xué)生興趣，拋出問題，創(chuàng)設(shè)一個(gè)積極探究的教學(xué)情境，來共同探究植物向光性的原因。

2.1教師引導(dǎo)，自主探究，來逐步體驗(yàn)“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”

在此處教學(xué)中，不再按照教材順序，而是按照邏輯順序，逐步以問題驅(qū)動(dòng)的形式探究，并且逐步設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，得出結(jié)論。

探究順序如下：植物向光彎曲的外部原因→植物向光彎曲的部位→胚芽鞘尖端的作用→尖端通過何種方式影響尖端下面一段的生長→尖端產(chǎn)生的物質(zhì)是否只有向下運(yùn)輸才能促進(jìn)下一段的生長→生長素分布不均勻的原因→感光部位在哪里。

在每一步的探究中，都可以結(jié)合對(duì)照實(shí)驗(yàn)的原理，訓(xùn)練學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力以及思維能力。另外在實(shí)際教學(xué)中，本人還發(fā)現(xiàn)學(xué)生提出的一些比較新穎的思路。如在探究植物向光彎曲的部位時(shí)，可以利用熒光筆畫線，通過線的斷裂之處來找到彎曲的部位。又如在探究生長素分布不均勻的原因時(shí)，在分析出是背光側(cè)比向光側(cè)擁有更多的生長素后，引導(dǎo)學(xué)生思考具體哪些原因會(huì)導(dǎo)致這些后果。可能1：向光側(cè)的生長素被光照給分解了或者合成減少?？赡?：向光側(cè)的生長素向背光側(cè)轉(zhuǎn)移了。可以再次結(jié)合習(xí)題中經(jīng)常出現(xiàn)的圖形來分析，得出結(jié)論是可能2正確。

2.2培養(yǎng)學(xué)生課下實(shí)驗(yàn)操作，分析結(jié)果，得出結(jié)論的能力

如在探究“植物向光彎曲的外部原因”中，此實(shí)驗(yàn)相對(duì)比較簡單，而且結(jié)果易得，則都可以讓學(xué)生在課下完成，這樣讓學(xué)生在自主動(dòng)手中，增加對(duì)生物學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

如在探究生長素分布不均勻的原因中所涉及的實(shí)驗(yàn)相對(duì)比較困難，由于實(shí)驗(yàn)條件局限，操作復(fù)雜，無法在短時(shí)間內(nèi)讓學(xué)生自己動(dòng)手完成。教師可以通過查閱教學(xué)相關(guān)參考資料，提供真實(shí)結(jié)果，然后讓學(xué)生自己分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，最終得出結(jié)論。另外，學(xué)生在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，涉及到處理和分析數(shù)據(jù)，可以培養(yǎng)學(xué)生圖圖、圖文轉(zhuǎn)化的能力。

2.3歸納總結(jié)，構(gòu)建知識(shí)體系

2.3.1植物直立生長的原因：

四周均勻光照或無光時(shí)：胚芽鞘尖端產(chǎn)生生長素→均勻往下運(yùn)輸→尖端以下部位生長素均勻分布→生長均勻→直立生長。

2.3.2植物向光性的原因：

單側(cè)光照時(shí)：胚芽鞘尖端產(chǎn)生生長素→單側(cè)光→尖端感受光刺激→生長素發(fā)生橫向運(yùn)輸并往下運(yùn)輸→尖端以下部位生長素不均勻分布（背光側(cè)>向光側(cè)）→背光側(cè)生長更快→植物向光源生長。

2.4分析科學(xué)家實(shí)際研究結(jié)果，滲透學(xué)習(xí)生物科學(xué)發(fā)現(xiàn)史

2.4.1 19世紀(jì)末，達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)

在研究感受光刺激的部位到底是胚芽鞘尖端還是尖端下面一段的時(shí)候，可以通過鏈接“19世紀(jì)末，達(dá)爾文研究金絲雀虉草”的實(shí)驗(yàn)結(jié)果：如果用錫箔罩子把金絲雀虉草的胚芽鞘尖端罩上，則不發(fā)生彎曲；如果罩上尖端下面的一段，則會(huì)向光源生長。再讓學(xué)生通過達(dá)爾文的真實(shí)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來分析，從而得出感受光刺激的是胚芽鞘尖端。

2.4.2 1910年，鮑森·詹森的實(shí)驗(yàn)

在已經(jīng)得出胚芽鞘尖端產(chǎn)生的這種物質(zhì)只有向下運(yùn)輸才能促進(jìn)下一段的生長的情況下，PPT鏈接出1910年鮑森？詹森的實(shí)驗(yàn)，更進(jìn)一步證明確實(shí)胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部。

2.4.3 1914年，拜爾的實(shí)驗(yàn)

在探究生長素分布不均勻的原因中的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是建立在已經(jīng)知道此物質(zhì)是生長素，可以提取測(cè)定含量的情況下所做。但是在1914年，拜爾在不知道這種物質(zhì)是生長素，無法提取這種物質(zhì)的情況下也證明了是因?yàn)檫@種物質(zhì)（生長素）的分布不均勻?qū)е铝讼蚬庑浴?/p>

2.4.4 1928年，溫特的實(shí)驗(yàn)

在研究完生長素分布不均勻的原因的所有相關(guān)知識(shí)，關(guān)于1928年，溫特的實(shí)驗(yàn)即證明了胚芽鞘的彎曲生長確實(shí)是一種化學(xué)物質(zhì)的分布不均勻引起的，則可以通過相關(guān)習(xí)題來鞏固。

3.討論與反思

本案例教學(xué)的實(shí)施不再是簡單再現(xiàn)科學(xué)家探索的過程，而是以問題驅(qū)動(dòng)模式展開教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生一步步地按照科學(xué)思維的層次去解決科學(xué)問題，最終去更充分地理解生物科學(xué)史。

在這種不脫離事實(shí)的情況下，可以讓學(xué)生換位思考，將學(xué)生置于當(dāng)時(shí)科學(xué)研究的環(huán)境，根據(jù)現(xiàn)象，學(xué)生自己充分利用科學(xué)的研究方法，即提出問題→做出假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→觀察結(jié)果→得出結(jié)論，來一步步接近事情的真相。并在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的過程中，穿插科學(xué)史中科學(xué)家們的真實(shí)實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生真切體會(huì)到科學(xué)家研究時(shí)的思維和方法，更進(jìn)一步掌握知識(shí)，并且也助于培養(yǎng)學(xué)生的人文精神。如：教育學(xué)生要尊重客觀事實(shí)，引導(dǎo)學(xué)生細(xì)心觀察、勤于思考、正確對(duì)待成敗等。

事實(shí)上，生物科學(xué)史往往不是只體現(xiàn)一種教育價(jià)值，而是多種多樣的，它們往往是相互滲透的。在教學(xué)中要充分挖掘科學(xué)史的教育功能，而且可以依據(jù)教育目標(biāo)精心篩選與處理科學(xué)史料，突出體現(xiàn)其重點(diǎn)教育價(jià)值。