“生長素的生理作用”一節的教學設計

李心玲

(山東省泰安第一中學 271000)

1教材分析

“生長素的生理作用”是人教版高中生物學教材《穩態與環境》第3章第2節內容，包括“生長素的生理作用”和“嘗試運用生長素類似物促進插條生根”兩部分。在學習上一節“植物生長素的發現”后，學生已經能解釋植物的向光性原因，但會誤認為生長素的作用就是促進生長。而這一節則從科學實驗角度證明生長素不僅能促進生長，也能抑制生長，可加深學生對生長素生理作用的透徹理解，也可為后面學習其他植物激素奠定基礎。因此，本節在教材中起著承前啟后的作用。課程標準對本節的要求是“概述植物生長素的作用”“探究植物生長調節劑對扦插枝條生根的作用”。由于生長素的生理作用是學習植物激素調節的關鍵內容，因此是本節的教學重點；“探究生長素類似物促進插條生根的最適濃度”這一實驗設計完整的探究活動的組織和實施，對學生能力的要求較高,因此是本節的教學難點。在教學中，教師提前組織學生小組進行實驗，將實驗的階段畫面錄制成視頻，在課堂上播放，學生小組討論實驗設計問題，有助于提高學生的實驗分析和設計能力。

2教學目標

2.1 知識目標 觀察生長素作用曲線圖，分析得出生理作用的特點兩重性；利用“兩重性”解釋頂端優勢及去除；舉例說明生長素類似物在農業生產實踐中的應用。

2.2 能力目標 通過設計和進行探究實驗,確立科學探究的思想、原則和方法，學會設計實驗。

2.3 情感態度與價值觀目標 通過小組合作討論，感受合作學習的快樂和成功解決問題的滿足感。

3教學過程

課前準備：提前2周，從班級中抽取10名學生組成實驗小組，完成探究不同濃度生長素類似物對富貴竹枝條生根的影響實驗，將實驗過程中標志性畫面拍成視頻，準備課堂播放。

3.1 創設情境，導入新課 提出問題：通過上一節的學習，我們知道生長素能促進生長，那么生長素的作用一定是促進生長嗎？播放視頻，觀看不同濃度生長素對柳樹莖切段生長影響的實驗，可以看到：莖切段在有些濃度中生長比清水中快；在有些濃度中生長要比清水中慢。因此，生長素的作用并不像看起來那么簡單。由此進入新課。

3.2 學習第一部分: 生長素的生理作用 按以下步驟展開教學：

(1)以數據的形式(表1)展示實驗結果[1]，由學生填表(表1)，計算莖切段在各濃度生長素中與第1組莖長度的差值。

表1 在不同濃度生長素中柳樹莖切段的長度

教師給出坐標系，讓學生畫出莖切段在不同濃度生長素下的增長度曲線(圖1)。

圖1 莖切段在不同濃度生長素下的增長度曲線

(2)讓學生思考：增長度大于0時生長素對莖生長是什么影響？增長度等于0時生長素對莖生長是什么影響？增長度小于0時生長素對莖生長是什么影響？從而辨析“促進生長”是指比正常生長速度快，“抑制生長”是指比正常生長慢。再讓學生判斷圖中若干點生長素濃度對莖生長各顯示什么影響，從而得出不同濃度生長素對莖生長的影響曲線，用同樣的實驗方法也可以畫出不同濃度生長素對根、芽的生長影響曲線，向學生展示坐標曲線圖(圖2)。

圖2 不同濃度生長素對根、芽、莖生長的影響曲線

讓學生閱讀坐標圖，分析討論：①對不同器官而言，生長素促進生長的最適濃度相同嗎？ ②對于同一器官來說，生長素的作用與濃度有什么關系？從而得出低濃度生長素促進生長，高濃度生長素抑制生長，表現出兩重性的特點，引出兩重性的含義。

(3)利用“兩重性”解釋身邊的現象——頂端優勢。課件展示學校教學樓前水杉的形態、操場前雪松的形態，引導學生注意觀察頂枝很長，側枝較短，樹形呈寶塔型，這種頂芽優先生長而側芽發育受到抑制的現象就是頂端優勢。

利用兩重性如何解釋頂端優勢？ 課件展示一個去除葉片含有頂芽和側芽的枝條，讓學生小組討論：①生長素的合成部位在哪里？向哪里運輸？ ②頂芽處生長素濃度如何？對頂芽生長有什么影響？③側芽處生長素濃度如何？對側芽生長有什么影響？教師巡視學生討論情況，與個別小組交流，最后選取2位小組發言人闡述本組觀點，師生共同得出頂端優勢的原因。

提出問題：去除頂芽后，側芽如何發育？學生推測結果，課件展示去除頂端優勢的圖片。例如，本市的綠化樹木懸鈴木圖片、果樹的整枝圖片、棉花打頂摘心圖片，這些都與農業實踐有關，從而引出生長素類似物在農業生產實踐中的應用，其中就有促進扦插枝條生根，由此進入下一部分內容學習。

3.3 探索生長素類似物促進插條生根的最適濃度 讓學生閱讀教材的探究實驗內容，思考問題：

(1)材料的選取和處理：①對選取的插條有何要求?②選取的插條要保留2～3個芽。為什么要保留側芽?側芽數量為什么要一樣多?

(2)自變量的控制：①實驗的自變量是什么?②如果現有1×108mol/L的NAA溶液母液，如何配制不同濃度的溶液?③利用NAA溶液怎樣處理插條?

(3)因變量的觀察和記錄：①實驗的因變量是什么?觀察指標有哪些? ②該實驗的無關變量主要有哪些?如何控制?

學生通過自主思考、小組討論、班內交流，形成共同結論：配制一系列不同濃度梯度的生長素類似物NAA溶液，分別處理插條，看哪種濃度下富貴竹生根最多。問題串的設計和學生合作討論，讓學生加深對實驗原理的理解，了解實驗操作的細節，掌握實驗探究的一般方法。

教師播放視頻: 課前實驗小組探究不同濃度生長素對富貴竹生根影響實驗。讓學生注意觀看取材、生長素處理枝條方法、培養環境，然后教師在講臺上實物展示各組培養的富貴竹，讓學生注意比較觀察生根情況，組織學生討論:①哪些濃度生長素促進生根?哪些濃度抑制生根?②哪個濃度下生根最多,要進一步探究促進生根的最適濃度,應如何設計實驗? ③實驗中要注意哪些無關變量?

此后,由3個小組代表闡述本組討論結果,各組取長補短,教師加以引導,提出“預實驗”的概念：在科學研究正式實驗前先做一個預實驗，可以為進一步的實驗摸索條件，也可以檢驗實驗設計的科學性和可行性。然后，教師重點強調設計實驗的思路：分析實驗原理→明確實驗目的→找出自變量→根據自變量設計實驗,在實驗過程中要注意對照原則、單一變量原則、無關變量等量原則。通過本實驗，提高學生的實驗設計能力，強化實驗設計的思想、方法。

4教學反思

在本節課中以實驗的探究為核心，貫穿學習生長素的生理作用和促進插條生根實驗，以真實的數據畫出的曲線能讓學生親身體驗，領悟科學知識來自實驗實踐；以小組合作學習來解決實驗設計過程中遇到的問題，讓學生在思維碰撞中提高實驗分析和設計能力，學會設計實驗的一般方法。