用生物模型展開探究實驗，再現科學經典
——植物生長素的發現教學案例

劉玉鳳（廣州市南沙麒麟中學）

用生物模型展開探究實驗，再現科學經典
——植物生長素的發現教學案例

劉玉鳳
（廣州市南沙麒麟中學）

“面向全體學生，提高生物科學素養，倡導探究性學習”是課程標準中提出的課程基本理念。課本經典實驗不僅傳達生物學知識，更重要的是科研的思維方式和探究過程。通過制作生物模型，采用小組合作形式展開探究實驗，能夠提高學生的探究能力，訓練學生科學的思維方法。

經典實驗；生物模型；小組合作

《義務教育生物課程標準（2011年版）》中對生物課程性質進行了定義，生物科學是研究生物現象和生命活動規律的一門科學。它不僅是一個結論豐富的知識體系，也包括了人類認識自然界的一些特有的思維方式和探究過程。生物科學需要許多人的共同努力和不斷探索，尤其要培養學生科研的思維和興趣。“面向全體學生，提高生物科學素養，倡導探究性學習”是標準中提出的課程基本理念。

高中生物教材中有很多經典實驗，在我們的傳統教學中，教師只講解其中的生物學知識，而忽略了特有的思維方式和探究過程，無法讓學生體會探究的樂趣與成就感。

本節課希望通過制作簡單的生物模型，以小組合作的形式展開探究實驗，讓學生直觀地體驗科學家的探究過程，在教學過程中，切實落實主體性教學，提高學生的探究能力，訓練學生科學的思維方法。

一、教學目標

1.知識目標

（1）概述生長素的發現過程。

（2）說明植物向光生長的原因。

2.能力目標

（1）體驗發現生長素的過程和方法，學會科學探究實驗的設計方法。

（2）訓練嚴密的邏輯思維能力、觀察能力，養成良好的生物學素養。

3.情感目標

學習科學家嚴謹細致的工作作風和科學態度以及對真理不懈追求的科學精神，進一步激發學生辯證唯物主義世界觀的樹立。

二、課前準備

1.學生知識儲備

（1）生物科學研究的基本思路：提出問題→作出假設→設計實驗→實驗結果→實驗結論。

（2）探究實驗遵循兩個原則：對照原則和單一變量原則。

（3）制作實驗模型。

2.制訂課堂規則

（1）分組。本次課堂以小組為單位進行探究活動，每7人一個小組，共6組。小組成員分工合作，每個學生負責一個探究題目（題目提前一天公布），小組長協調并整體負責。

（2）選題。課堂開始前2分鐘，由各組小組長抽簽選擇課堂上負責的探究題目。課堂上按照題目順序各小組負責人展示自己的實驗設計方案，并闡述實驗設計是否遵循單一變量原則和對照原則，完整闡述加5分。

（3）質疑。當一個小組展示自己的設計后，其他小組可以對他們的設計提出質疑，或者進行完善，質疑正確加3分，提出新的設計加5分。回答他人質疑正確得2分，錯誤扣2分。

（4）評選。最終根據得分評出最優秀的小組，授予“最佳探究小組”稱號，并給予獎勵。

3.設置探究題目

探究一：植物的向光性是由單側光引起的嗎？

探究二：胚芽鞘向光彎曲與哪個部位有關？

探究三：胚芽鞘感光刺激的部位在哪里？

探究四：尖端產生的“影響”要向下傳遞才能發揮作用嗎？

探究五：這種“影響”為什么會造成胚芽鞘的彎曲？是由于分布不均勻造成的嗎？

探究六：如何證明胚芽鞘的彎曲生長是由化學物質引起的？

三、課堂教學

1.情境導入

多媒體展示一張圖片《爸爸去哪兒》森林探險的畫面。用學生感興趣的情境導入到我們的主題。如何通過植物判斷方向，為什么植物具有向光性呢？

2.課堂探究活動

探究一：植物的向光性是由單側光引起的嗎？

針對小組1提出的策略一，小組2補充策略二，增加了一個實驗組，形成相互對照。

探究二：胚芽鞘向光彎曲與哪個部位有關？

小組2提出了策略一，小組1補充策略二，增加了一個實驗組，看看削去的胚芽鞘尖端能不能生長，能不能彎曲。

小組4進行質疑：請問兩個策略能不能判斷與哪個部位有關？是尖端還是尖端以下？起著怎樣的作用？小組2回答：我們只能判斷與尖端和尖端以下都有關系，至于起到什么作用，還需要進一步探究。

探究三：胚芽鞘感光刺激的部位在哪里？（是尖端還是尖端以下）

小組3提出了策略一，小組1補充策略二，認為多增加幾個實驗組，這樣才能準確地判斷感光部位，并且對于胚芽鞘的認識更加充分。

小組6提出質疑：為什么感光刺激在尖端？小組3回答：可能尖端有感受光的物質。小組1回答：也許是單側光這個刺激會使尖端產生某種促進生長的物質（稱為“影響”），引起的反應。

探究四：尖端產生的“影響”要向下傳遞才能發揮作用嗎？

小組4提出策略一，受到小組1質疑：怎么能夠判斷瓊脂片本身會不會起到其他作用，比如能夠促進生長等等。于是提出策略二進行補充。小組4接受他們的建議。

探究五：這種“影響”為什么會造成胚芽鞘的彎曲？是由于分布不均勻造成的嗎？

小組5提出策略一，小組6提出質疑：為什么一定要黑暗環境，既然胚芽鞘尖端在直射光照條件下也沒有生長變化，那么我們認為可以在光下設計實驗，如策略二。小組3質疑：在策略二中不滿足單一變量，現在光照也變成變量了。小組4回答：當光照條件相同時，光照就不是變量了，而是變成無關變量，所以策略二也是可行的。經學生激烈的討論，最終達成統一認識，就是兩種策略都可行。

探究六：如何證明胚芽鞘的彎曲生長是由化學物質引起的？

策略一：

策略二：

小組6提出策略一，小組2進行質疑：這個實驗中沒有空白對照，最好增加一個對照組，將一個空白的瓊脂片放在削去胚芽鞘尖端的頂端。小組6接受意見并進行補充。

小組5提出策略二，想要觀察一下甲乙彎曲程度是否相同。

（特別說明：本節課重點在于探究實驗設計，對于實驗現象和結果學生在預習時已經掌握，所以，課堂上只是簡單描述現象與結果，這里不再贅述。）

3.學生歸納總結

植物的向光性是由于生長素分布不均勻造成的：單側光照射后，胚芽鞘背光一側的生長素含量多于向光一側，因而引起兩側的生長不均勻，從而造成向光彎曲。

四、教學反思

1.讓學生學會質疑

在設計探究問題時，特地設計了探究一的問題，讓學生對看似平常的現象，學會質疑，敢于質疑。通過質疑加分的環節鼓勵學生對他人的設計進行思考，并大膽質疑。通過學生的質疑與回答，讓探究實驗的設計更加科學與完善。

2.面向全體學生

本次課堂共有六個探究題目，由易到難逐步深入，并且層層遞進。小組成員分工合作，每個學生負責一個探究題目，負責設計方案并對他人方案進行質疑與答疑。這樣的設計面向全體學生，使每一個學生都有自己的任務，對自己的探究項目設計全權負責，同時又希望在別人的項目中起到幫助作用，所以，課堂上所有的學生都積極投入，發揮自己的能力為小組爭分。

3.提高生物科學素養

學生通過六個探究題目的設計，親歷提出問題，作出假設，設計實驗，觀察實驗結果，得出實驗結論，在此過程中養成科學思維的習慣。并且在設計過程中遵循兩個基本原則對照原則和單一變量原則，并培養了學生嚴謹的科學態度，激發了學生探究的興趣。

4.倡導探究性學習

本次課堂學生學習的積極性被充分調動起來，讓學生感受到探究的樂趣，并體會到自己的思路與科學家的思路相似或者相同的成就感。我們課本教材中還有很多的經典實驗，都可以用小組探究的方式來挖掘利用，使我們的課堂真正以學生為主體，調動學生思維，提升學生的科研能力。

［1］修妍偉.初中生物實驗探究教學策略的應用［J］.新課程研究：下旬刊，2016（2）.

［2］安銳勤.生物科學史經典實驗的課堂探究教學：光合作用的發現教學案例［J］.中學生物學，2013（1）.

·編輯段麗君