用生物模型展開探究實驗，再現(xiàn)科學經(jīng)典
——植物生長素的發(fā)現(xiàn)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(xiàn)科學經(jīng)典
——植物生長素的發(fā)現(xiàn)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(yǎng)，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(jīng)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(jīng)典實驗；生物模型；小組合作

《義務(wù)教育生物課程標準（2011年版）》中對生物課程性質(zhì)進行了定義，生物科學是研究生物現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的一門科學。它不僅是一個結(jié)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(yǎng)學生科研的思維和興趣。“面向全體學生，提高生物科學素養(yǎng)，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(jīng)典實驗，在我們的傳統(tǒng)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(jié)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(fā)現(xiàn)過程。

（2）說明植物向光生長的原因。

2.能力目標

（1）體驗發(fā)現(xiàn)生長素的過程和方法，學會科學探究實驗的設(shè)計方法。

（2）訓練嚴密的邏輯思維能力、觀察能力，養(yǎng)成良好的生物學素養(yǎng)。

3.情感目標

學習科學家嚴謹細致的工作作風和科學態(tài)度以及對真理不懈追求的科學精神，進一步激發(fā)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(shè)→設(shè)計實驗→實驗結(jié)果→實驗結(jié)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(guī)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(xié)調(diào)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(shè)計方案，并闡述實驗設(shè)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(zhì)疑。當一個小組展示自己的設(shè)計后，其他小組可以對他們的設(shè)計提出質(zhì)疑，或者進行完善，質(zhì)疑正確加3分，提出新的設(shè)計加5分?；卮鹚速|(zhì)疑正確得2分，錯誤扣2分。

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

3.設(shè)置探究題目

探究一：植物的向光性是由單側(cè)光引起的嗎？

探究二：胚芽鞘向光彎曲與哪個部位有關(guān)？

探究三：胚芽鞘感光刺激的部位在哪里？

探究四：尖端產(chǎn)生的“影響”要向下傳遞才能發(fā)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(zhì)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(cè)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(guān)？

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(zhì)疑：請問兩個策略能不能判斷與哪個部位有關(guān)？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(guān)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(zhì)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(zhì)。小組1回答：也許是單側(cè)光這個刺激會使尖端產(chǎn)生某種促進生長的物質(zhì)（稱為“影響”），引起的反應。

探究四：尖端產(chǎn)生的“影響”要向下傳遞才能發(fā)揮作用嗎？

小組4提出策略一，受到小組1質(zhì)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(zhì)疑：為什么一定要黑暗環(huán)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(shè)計實驗，如策略二。小組3質(zhì)疑：在策略二中不滿足單一變量，現(xiàn)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(guān)變量，所以策略二也是可行的。經(jīng)學生激烈的討論，最終達成統(tǒng)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(zhì)引起的？

策略一：

策略二：

小組6提出策略一，小組2進行質(zhì)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(jié)課重點在于探究實驗設(shè)計，對于實驗現(xiàn)象和結(jié)果學生在預習時已經(jīng)掌握，所以，課堂上只是簡單描述現(xiàn)象與結(jié)果，這里不再贅述。）

3.學生歸納總結(jié)

植物的向光性是由于生長素分布不均勻造成的：單側(cè)光照射后，胚芽鞘背光一側(cè)的生長素含量多于向光一側(cè)，因而引起兩側(cè)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(zhì)疑

在設(shè)計探究問題時，特地設(shè)計了探究一的問題，讓學生對看似平常的現(xiàn)象，學會質(zhì)疑，敢于質(zhì)疑。通過質(zhì)疑加分的環(huán)節(jié)鼓勵學生對他人的設(shè)計進行思考，并大膽質(zhì)疑。通過學生的質(zhì)疑與回答，讓探究實驗的設(shè)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(shè)計方案并對他人方案進行質(zhì)疑與答疑。這樣的設(shè)計面向全體學生，使每一個學生都有自己的任務(wù)，對自己的探究項目設(shè)計全權(quán)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(fā)揮自己的能力為小組爭分。

3.提高生物科學素養(yǎng)

學生通過六個探究題目的設(shè)計，親歷提出問題，作出假設(shè)，設(shè)計實驗，觀察實驗結(jié)果，得出實驗結(jié)論，在此過程中養(yǎng)成科學思維的習慣。并且在設(shè)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(yǎng)了學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，激發(fā)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(diào)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(jīng)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(diào)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(jīng)典實驗的課堂探究教學：光合作用的發(fā)現(xiàn)教學案例［J］.中學生物學，2013（1）.

·編輯段麗君