基于核心素養(yǎng)下的以關(guān)鍵問題作引導(dǎo)的教學(xué)設(shè)計(jì)

祝義蘭

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱新課標(biāo)）提出高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探究和社會(huì)責(zé)任4個(gè)方面。新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)的過程是主動(dòng)參與的過程，通過探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)加深對(duì)生物學(xué)概念的理解，提升應(yīng)用知識(shí)的能力。基于核心素養(yǎng)，以關(guān)鍵問題做引導(dǎo)，使學(xué)生通過科學(xué)史、實(shí)驗(yàn)為載體，了解其他植物激素的調(diào)節(jié)。

1教學(xué)設(shè)計(jì)背景

筆者在以往教授本節(jié)課和聽其他教師教授本節(jié)課時(shí)，大多都是參照教材中的圖示，將赤霉素、細(xì)胞分裂素、脫落酸、乙烯四種植物激素的合成部位、分布場(chǎng)所、主要生理作用一一講述，并讓學(xué)生記憶背誦。新課標(biāo)頒布之后，筆者不斷反思自己的灌輸式教學(xué)，反思如何能在每一節(jié)普通的生物課堂教學(xué)上培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。筆者在重新整合教材的基礎(chǔ)上，打破之前的灌輸式教學(xué)，基于核心素養(yǎng)下以關(guān)鍵問題引導(dǎo)學(xué)生達(dá)成本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)。

2教材分析

本節(jié)內(nèi)容選自人教版生物學(xué)《必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第三章第三節(jié)“其他植物激素”。這部分內(nèi)容是在生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)史及生長(zhǎng)素的生理作用已經(jīng)詳細(xì)介紹的基礎(chǔ)上，對(duì)植物激素進(jìn)行的擴(kuò)展與總結(jié)，主要內(nèi)容包括其他植物激素的種類與作用、植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用兩部分。人教版教材在處理其他植物激素調(diào)節(jié)的過程中，主要采用圖文結(jié)合的方式呈現(xiàn)其他植物激素的合成部位、分布和主要作用。在實(shí)際的教學(xué)過程中，教師如果采用傳統(tǒng)的講授法，逐步介紹各植物激素，學(xué)生難免覺得學(xué)習(xí)枯燥乏味，而教師的教學(xué)也違背新課標(biāo)提出的“強(qiáng)調(diào)學(xué)生的學(xué)習(xí)是主動(dòng)參與的過程”。

3教學(xué)目標(biāo)

①舉例說明細(xì)胞分裂素、赤霉素、脫落酸和乙烯的主要作用;理解植物的生長(zhǎng)發(fā)育是受植物體內(nèi)多種激素相互作用共同調(diào)節(jié)。

②通過資料分析激素的生理作用及其激素間的關(guān)系，學(xué)習(xí)運(yùn)用科學(xué)思維認(rèn)識(shí)事物，逐漸形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬎季S能力。

③通過對(duì)社會(huì)實(shí)際現(xiàn)象的分析，做出理性判斷和解釋，引導(dǎo)學(xué)生參與個(gè)人與社會(huì)事務(wù)的討論，滲透社會(huì)責(zé)任。

4教學(xué)過程

4.1分析資料，搭建激素間的聯(lián)系

4.1.1細(xì)胞分裂素的學(xué)習(xí)

教師提供2則資料，要求學(xué)生分析討論。

資料1：實(shí)驗(yàn)一：當(dāng)植物的頂端分生組織完好無損時(shí)，來自頂芽的生長(zhǎng)素抑制側(cè)芽的生長(zhǎng)。實(shí)驗(yàn)二：切去頂芽，側(cè)芽生長(zhǎng)成側(cè)枝。實(shí)驗(yàn)三：切去頂芽并將生長(zhǎng)素涂抹在切面上，側(cè)芽的生長(zhǎng)受到抑制。

資料2：細(xì)胞分裂素明顯促進(jìn)有絲分裂所需特定蛋白質(zhì)的合成或者活化。

教師提出問題：側(cè)芽生長(zhǎng)成側(cè)枝的過程中，構(gòu)成側(cè)芽的細(xì)胞如何變化？細(xì)胞的變化主要與哪些植物激素相關(guān)？

學(xué)生根據(jù)資料1，可以分析出，側(cè)芽發(fā)育成側(cè)枝的過程中，不僅僅有細(xì)胞體積增大，也有細(xì)胞數(shù)量增多。教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生回憶之前學(xué)習(xí)的生長(zhǎng)素的作用機(jī)理、低濃度的生長(zhǎng)素可以促進(jìn)細(xì)胞的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)，導(dǎo)致側(cè)芽的抑制被解除。那么，導(dǎo)致細(xì)胞增多的原因是什么？通過以上兩項(xiàng)資料，學(xué)生總結(jié)得出：側(cè)芽發(fā)育成側(cè)枝的過程中，生長(zhǎng)素促進(jìn)細(xì)胞的伸長(zhǎng)生長(zhǎng)導(dǎo)致細(xì)胞體積增大，細(xì)胞分裂素促進(jìn)細(xì)胞數(shù)量增多，所以，生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素共同促進(jìn)植物生長(zhǎng)。

4.1.2赤霉素的學(xué)習(xí)

教師提供資料，要求學(xué)生分析討論。

資料1：1926年，科學(xué)家觀察到，當(dāng)水稻感染赤霉菌后，導(dǎo)致水稻瘋長(zhǎng)，結(jié)實(shí)率大大降低，因而被稱為惡苗病?？茖W(xué)家將赤霉菌培養(yǎng)基的濾液噴灑在健康水稻幼苗上，發(fā)現(xiàn)也出現(xiàn)了惡苗病癥狀。1935年，科學(xué)家從赤霉菌培養(yǎng)基綠葉中分離出導(dǎo)致水稻患惡苗病的物質(zhì)，稱為赤霉素。

資料2：不同濃度的赤霉素對(duì)棉花種子發(fā)芽率的影響（表1）和不同濃度的赤霉素處理對(duì)幼果生長(zhǎng)的影響（表2）。

教師提出問題：促進(jìn)植物生長(zhǎng)的激素除了生長(zhǎng)素和細(xì)胞分裂素之外，還有什么植物激素可以促進(jìn)植物生長(zhǎng)？

學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)材料可知，赤霉素的主要作用可以導(dǎo)致植株增高。教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生對(duì)比生長(zhǎng)素的作用機(jī)理，并提出問題：赤霉素是如何導(dǎo)致植株增高的？學(xué)生對(duì)比之后，可以明確赤霉素可以促進(jìn)細(xì)胞的伸長(zhǎng)，從而促進(jìn)植株增高。

學(xué)生分析表1和表2，得出赤霉素還可以提高種子萌發(fā)率和促進(jìn)果實(shí)的發(fā)育。教師繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：促進(jìn)植物生長(zhǎng)發(fā)育的激素主要有生長(zhǎng)素、細(xì)胞分裂素和赤霉素。這三種植物激素可以相互協(xié)同促進(jìn)植物的生長(zhǎng)，可見植物激素并不是單獨(dú)發(fā)揮作用，而是相互作用、共同調(diào)節(jié)植物的生命活動(dòng)。

4.1.3脫落酸和乙烯的學(xué)習(xí)

教師提供資料，要求學(xué)生分析討論。

資料1：1864年，法國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)煤氣燈旁邊的樹木比正常樹木更容易脫落，鑒定出導(dǎo)致脫落的活性物質(zhì)是乙烯。1901年，俄國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)豌豆苗呈現(xiàn)出三重反應(yīng)，莖伸長(zhǎng)減少，橫向生長(zhǎng)增加，不正常的水平生長(zhǎng)。但是如果給豌豆苗通風(fēng)，豌豆呈現(xiàn)出正常生長(zhǎng)。后來在實(shí)驗(yàn)中證明是乙烯發(fā)揮的作用。1910年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)發(fā)霉的橘子可以催熟香蕉，大量的青霉菌可以產(chǎn)生乙烯。

資料2：脫落酸在高溫下容易降解。在自然界中存在這樣一種現(xiàn)象：小麥、玉米在即將成熟時(shí)，如果經(jīng)歷一段時(shí)間的干熱之后又遇到大雨的天氣，種子容易在穗上發(fā)芽。

教師提出問題：對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育起抑制作用的激素有哪些？學(xué)生從乙烯發(fā)現(xiàn)的科學(xué)史中，可以發(fā)現(xiàn)乙烯的主要作用是促進(jìn)果實(shí)的成熟。部分學(xué)生看到乙烯促進(jìn)果實(shí)成熟，會(huì)誤以為乙烯是促進(jìn)類激素。教師可以利用學(xué)生的前概念分析果實(shí)成熟的過程是一個(gè)衰老的過程，包括細(xì)胞壁的降解、顏色的變化（通常由綠變黃），有時(shí)還會(huì)失水。

學(xué)生通過分析資料，得出：脫落酸會(huì)促進(jìn)種子的休眠，抑制種子的萌發(fā)。教師可以適當(dāng)?shù)赝卣狗N子是否萌發(fā)的因素是赤霉素與脫落酸之比，而不是它們的絕對(duì)濃度。脫落酸還可以促進(jìn)葉片和果實(shí)的衰老與脫落。

4.1.4小結(jié)植物激素作用及其相互關(guān)系

教師通過科學(xué)史、實(shí)驗(yàn)的形式引導(dǎo)學(xué)生了解其他植物激素之后，可以將教材中的圖文形式轉(zhuǎn)換成表格的形式，讓學(xué)生列出植物激素的種類及其主要生理作用。最后，再讓學(xué)生舉例說明植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)不是一種激素單獨(dú)發(fā)揮作用而是多種激素共同作用。

4.2列舉事例，深入討論植物的生長(zhǎng)發(fā)育

教師列舉事例，引導(dǎo)學(xué)生討論。

事例1：赤霉素導(dǎo)致水稻瘋長(zhǎng)而不結(jié)實(shí)，后來科學(xué)家將控制赤霉素合成過程中相關(guān)酶的基因敲除使水稻矮化，解決水稻結(jié)實(shí)率低的問題。

事例2：正常情況下含羞草的葉片是伸開的，如果其觸碰一張小葉片，數(shù)秒之后，整株植物的葉片都會(huì)閉合。

教師提出問題：植物生命活動(dòng)僅僅受植物激素調(diào)節(jié)嗎？植物生長(zhǎng)發(fā)育的過程本質(zhì)是什么決定的？

教師可結(jié)合生活中的其他一些現(xiàn)象，讓學(xué)生舉出其他事例說明植物的生命活動(dòng)不僅僅受植物激素的調(diào)節(jié)，可能還會(huì)受其他刺激的作用。例如，光照、溫度的變化會(huì)引起植物體包括激素合成在內(nèi)的多種變化。教師引導(dǎo)學(xué)生透過事例，分析總結(jié)得出：植物生長(zhǎng)發(fā)育的本質(zhì)是基因在起決定性作用。

4.3辯論話題，評(píng)價(jià)植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用

教師聯(lián)系學(xué)生生活，提出辯論話題：在生活中，很多人對(duì)植物激素存在一定的誤解，通常人們對(duì)植物激素的描述就是催熟。實(shí)際上，嚴(yán)格來講，產(chǎn)生這些效果的應(yīng)該叫植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，只不過媒體給它們掛了個(gè)“激素”的標(biāo)簽。植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑是人工合成的對(duì)植物的生長(zhǎng)發(fā)育有調(diào)節(jié)作用的化學(xué)物質(zhì)。曾經(jīng)的新聞媒體曾報(bào)道過關(guān)于植物激素會(huì)導(dǎo)致人的性早熟、反季節(jié)蔬菜的安全性等話題。就植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑對(duì)植物的影響與人類的影響搜集相關(guān)資料，展開話題辯論。

5教學(xué)反思

本節(jié)課突破以往的灌輸式教學(xué)，不是直接講授其他植物激素的主要作用，而是引導(dǎo)學(xué)生在分析實(shí)驗(yàn)，分析科學(xué)史的過程中自我得出結(jié)論。分析、討論的過程中，逐步發(fā)展科學(xué)思維，在基于生物學(xué)的資料基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納概括出：植物激素并不是獨(dú)立發(fā)揮作用，而是相互作用共同調(diào)節(jié)生命活動(dòng)。最后，學(xué)生基于對(duì)于本節(jié)課生物學(xué)知識(shí)的掌握，通過辯論，能夠?qū)ι钪邪l(fā)生的與生物學(xué)相關(guān)的問題做出理性解釋與判斷，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感。