基于深度學習的“植物的激素調節(jié)”專題復習

四川

所謂深度學習，就是指在教師引領下，學生圍繞著具有挑戰(zhàn)性的學習主題，全身心積極參與、體驗成功、獲得發(fā)展的有意義的學習過程。在這個過程中，學生掌握學科的核心知識，理解學習的過程，把握學科的本質及思想方法，形成良好的內在學習動機、高級的社會性情感、積極的態(tài)度、正確的價值觀。高三生物二輪復習的主要任務是從基本概念、原理和規(guī)律入手，內化知識、構建結構，進行知識遷移、整合，并運用基本概念和原理解決實際問題，實現深度復習，提升學生學科核心素養(yǎng)。下面筆者對“植物的激素調節(jié)”深度復習進行了探討。

教師展示番茄的大棚生產情境（如圖1），整個專題復習過程圍繞番茄的大棚生產展開。

圖1 番茄的大棚生產

1.設計實驗 深度探究

教師指出：在番茄的大棚生產中，為做到有計劃的上市，可采用乙烯利催熟番茄。

【探究1】番茄成熟過程中，果實由綠色變?yōu)榧t色，還原糖含量升高。請以果實顏色和還原糖含量作為檢測的指標設計實驗驗證乙烯利具有促進果實成熟的作用。（要求：寫出實驗思路并預期結果）

學生分析思考、小組討論、合作學習、設計實驗。

小組1：取尚未成熟的番茄平均分為兩組，一組用乙烯利處理；另一組用清水處理。一段時間后乙烯利處理組的果實顏色比清水處理組更紅；取兩組番茄的果肉，分別研磨成勻漿，除去色素，過濾，取無色濾液用斐林試劑檢測其中的還原糖，乙烯利處理組呈現的磚紅色深于清水處理組呈現的磚紅色。

小組2：取尚未成熟的番茄平均分為兩組，一組用乙烯利處理；另一組用清水處理。一段時間后乙烯利處理組的果實顏色比清水處理組更紅；取兩組番茄的果肉，分別研磨成勻漿，用還原糖測定儀測定其還原糖含量，乙烯利處理組還原糖含量高于清水處理組還原糖含量。

【探究2】研究小組為探究某品牌乙烯利在催熟番茄過程中的最適濃度進行了如下實驗。請補充完善實驗并回答問題。

實驗步驟：

（1）________________________________________________________________________________；

（2）將生長發(fā)育狀況相似的未成熟番茄均分為若干組（每組有一定數量且各組數量相等），分別在_________中浸泡適宜且相同時間后同時放在相同且適宜的環(huán)境中，一段時間后觀察、分析各組番茄果實顏色并檢測其還原糖含量的變化，找出促進番茄成熟的最適乙烯利溶液濃度的大致范圍；

（3）在促進番茄成熟的最適乙烯利溶液濃度的大致范圍內，配制______________________________________溶液重復上述實驗，番茄果實顏色最紅、還原糖含量最高組所對應的濃度即為促進番茄果實成熟的乙烯利溶液最適濃度。

問題：進一步檢測發(fā)現，果實成熟過程中淀粉和一些酸性物質含量減少，據此推測還原糖含量增加的原因是_______________________________________。

學生分析思考、小組討論、補充完善實驗。

思考：如果將某品牌乙烯利推向市場，需要在包裝上標注對消費者提示和說明的內容有哪些？（至少答出3 點）

學生討論、回答。

學生通過探究2，可實現對教材實驗“探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度”的遷移，理解在進行科學研究時進行預實驗的作用。分析、比較探究1 和探究2，深度感悟設計實驗思路和設計實驗步驟的異同，形成相應的答題策略：設計實驗思路 ——①控制自變量，②檢測因變量；設計實驗步驟 ——①取材、分組、編號，②施加自變量，③控制無關變量，④檢測因變量。設計和補充完善實驗的過程中，學生充分討論、交流，不斷修正、完善方案并進行有邏輯的表達，深度探究，掌握科學探究的基本思路和方法，提高學生的科學探究能力。并通過思考將某品牌乙烯利推向市場，在包裝上需就“施用濃度、使用時間、適用果實種類、使用方法、生產日期、有效期、生產者及其他注意事項”等對消費者作出提示和說明，深刻理解植物生長調節(jié)劑在生產上的應用，提高實踐能力。

2.構建模型 深度思考

教師提問：在番茄的生長發(fā)育過程中，只有乙烯這種植物激素起作用嗎？在植物的生長發(fā)育和適應環(huán)境變化的過程中，多種激素相互作用共同調節(jié)。請構建各種植物激素在植物的生長發(fā)育和適應環(huán)境變化的過程中相互作用關系的概念模型。

學生思考、小組討論、建構模型（如圖2）。

圖2 植物激素相互作用關系概念模型

教師指出：在調節(jié)植物生長發(fā)育和適應環(huán)境變化的各種植物激素中，最早被發(fā)現和研究的是生長素。

思考：（1）比較生長素的發(fā)現過程中的各個實驗（如表1）。

表1 生長素發(fā)現歷程

（2）生長素有哪些生理作用？它的作用方式是什么？有何特點？

學生在討論和構建植物激素相互作用關系概念模型的過程中，整合知識、優(yōu)化結構，思維深度碰撞，能建立起更高級的邏輯關系和更深刻的知識體系，深刻理解在植物的生長發(fā)育和適應環(huán)境變化的過程中，各種植物激素并不是孤立地起作用，而是多種激素相互作用共同調節(jié)。通過思考（1），同學們可以體驗科學探索的歷程，深度感悟科學精神。通過思考（2），學生可以實現對生長素的作用及其特點的理解。學生在建模和回答問題中深度思考，培養(yǎng)了批判性思維能力。

3.聯系生產 深度應用

教師提出生產問題：

（1）據調查：市場上無子番茄深受消費者喜愛。可通過哪些途徑獲得無子番茄？它們的原理分別是什么？

（2）請列舉在番茄的大棚生產中，合理使用植物生長調節(jié)劑來提高番茄產量的措施。

（3）請運用光合作用、細胞呼吸及生態(tài)系統的科學原理分析，在番茄的大棚生產中，除合理使用植物生長調節(jié)劑外，還可用哪些措施來提高番茄的產量。

學生運用“植物的激素調節(jié)”科學原理，深入分析和討論。利用生長素促進果實發(fā)育的原理，用一定濃度的生長素涂抹未受粉的雌蕊柱頭或子房；運用染色體數目變異的原理，通過多倍體育種培育三倍體可獲得無子番茄。合理使用植物生長調節(jié)劑，可采用“赤霉素處理種子促進種子萌發(fā)；打頂、摘心去除頂端優(yōu)勢；用萘乙酸液噴花和果實防止落花落果或進行疏花疏果；用2，4-D 刺激未受粉的雌蕊柱頭或子房促進產生果實；用乙烯利處理果實促進成熟”等措施提高番茄產量。運用“光合作用、細胞呼吸及生態(tài)系統”的原理，經歷“措施→條件→生理過程→結果”的科學思維，列舉出提高番茄產量的系列措施（如圖3），形成運用課堂所學解決生產問題的意識，增強學生嘗試解決生產中生物學問題的擔當與能力，實現知識的深度應用，訓練學生的創(chuàng)造性思維，增強社會責任感。

圖3 提高番茄產量的措施

4.真題演練 深度反饋

【例題】（2019 年，全國卷Ⅱ，第29 題）某研究小組切取某種植物胚芽鞘的頂端，分成甲、乙兩組，按如圖4 所示的方法用瓊脂塊收集生長素，再將含有生長素的瓊脂塊置于去頂胚芽鞘切段的一側，一段時間后，測量胚芽鞘切段的彎曲程度（α 角），測得數據如表2。據此回答問題。

圖4

（1）生長素在胚芽鞘中的運輸屬于極性運輸，這種運輸的方向是_________________。

（2）圖4 中α 角形成的原因是___________________________________。

（3）據表2 可知乙組中左、右兩側的瓊脂塊所引起的α 角基本相同，但小于甲瓊脂塊所引起的α 角，原因是________________________________________________________________________。

表2

【答案】（1）從形態(tài)學上端到形態(tài)學下端（2）瓊脂塊中的生長素進入胚芽鞘切段的左側，使胚芽鞘左側的生長素濃度高于右側，引起胚芽鞘左側生長快于右側，形成α 角（3）乙左右兩側瓊脂塊中的生長素含量基本相同，但小于甲瓊脂塊中生長素的含量

【試題分析】此題呈現了一個較為復雜的學習探究情境，體現學業(yè)質量水平“科學思維”的三級水平——能基于給定的事實和證據，采用歸納與概括、演繹與推理等方法，說明相關概念的內涵。考查生長素的極性運輸和生理作用。完成本題學生需要從題中的文字、圖示和表格中獲取的信息有：①瓊脂塊中的生長素只能沿著胚芽鞘的接觸面向下運輸；②乙組左、右兩側瓊脂塊中生長素的含量基本相同，但小于甲組瓊脂塊中生長素的含量。運用假說-演繹的科學思維方法，基于科學實驗的過程和結果，分析歸納得出：①瓊脂塊放置在去頂胚芽鞘切面的左側，導致瓊脂塊中的生長素進入胚芽鞘切段的左側，使胚芽鞘左側的生長素濃度高于右側，引起胚芽鞘左側細胞的生長快于右側，形成α 角；②乙組瓊脂塊左、右部分中的生長素進入胚芽鞘切段左側的量幾乎相同，但明顯小于甲組瓊脂塊中的生長素進入胚芽鞘切段左側的量，所以乙組左、右兩側的瓊脂塊所引起的α 角基本相同，但小于甲組瓊脂塊所引起的α 角。從而對實驗結果做出合理解釋，并能夠用文字進行有邏輯的表達，訓練學生的邏輯思維，發(fā)展學生獲取信息的能力和理解能力，實現深度反饋。

5.反思

創(chuàng)設番茄的大棚生產情境，將教學內容轉化為具有學習邏輯的學習資源，圍繞解決生產中的一系列問題展開深度復習，為學生提供了真實的表現機會。在解決番茄大棚生產的一系列真實、具體、富有價值的問題中，學生自主學習、小組討論、合作探究，積極主動參與有意義的實踐性學習，掌握植物的激素調節(jié)的核心知識，訓練學生的批判性思維和創(chuàng)造性思維，發(fā)展了學生的創(chuàng)新能力、合作能力和溝通交流能力，提高了學生的學科核心素養(yǎng)。