“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”的教學(xué)設(shè)計

楊帆

正在實施的《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)》的課程理念包括提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)和倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，其課程目標(biāo)之一是注重生物科學(xué)史的學(xué)習(xí)。

在教學(xué)中把生物科學(xué)史與探究性學(xué)習(xí)整合起來，不但能使學(xué)生在獲取生物科學(xué)知識的過程中，沿著科學(xué)家探索的歷史，體驗科學(xué)探究的過程，而且有利于掌握科學(xué)研究的方法（如觀察法、實驗法、數(shù)學(xué)方法、邏輯方法等）、啟迪邏輯思維，特別是能促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)家獻(xiàn)身科學(xué)的精神，形成一定的科學(xué)探究能力及科學(xué)態(tài)度和價值觀，并發(fā)展創(chuàng)新精神。所以，生物科學(xué)發(fā)展史的教學(xué)能較好地體現(xiàn)出“新課標(biāo)”理念中培養(yǎng)學(xué)生探究能力的目的。

1.設(shè)計思想

本課是人教版必修三“植物的激素調(diào)節(jié)”的第一節(jié)。在本文中，通過實例“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”一節(jié)課的教學(xué)，來反思、討論生物科學(xué)史教學(xué)與探究性學(xué)習(xí)的有效整合。在本案例中，把傳統(tǒng)的以教師講述為核心的授課方式改變?yōu)橐詥栴}驅(qū)動的教學(xué)模式，讓學(xué)生參與到探究的活動過程中，積極將生物科學(xué)發(fā)展史引入課堂教學(xué)。由典型的以科學(xué)史為線索來探究學(xué)習(xí)變?yōu)橐蕴骄繉W(xué)習(xí)來理解科學(xué)史，掌握生物知識。著眼于改革生物科學(xué)發(fā)展史的教學(xué)，為新課標(biāo)的實施提供一系列精心的設(shè)計，并有效地培養(yǎng)高中學(xué)生的科學(xué)探究能力。

2.“問題驅(qū)動模式”式的教學(xué)過程，學(xué)生在探究學(xué)習(xí)中理解科學(xué)史

以典型自然現(xiàn)象——“向光性”來引發(fā)學(xué)生興趣，拋出問題，創(chuàng)設(shè)一個積極探究的教學(xué)情境，來共同探究植物向光性的原因。

2.1教師引導(dǎo)，自主探究，來逐步體驗“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”

在此處教學(xué)中，不再按照教材順序，而是按照邏輯順序，逐步以問題驅(qū)動的形式探究，并且逐步設(shè)計實驗，得出結(jié)論。

探究順序如下：植物向光彎曲的外部原因→植物向光彎曲的部位→胚芽鞘尖端的作用→尖端通過何種方式影響尖端下面一段的生長→尖端產(chǎn)生的物質(zhì)是否只有向下運輸才能促進(jìn)下一段的生長→生長素分布不均勻的原因→感光部位在哪里。

在每一步的探究中，都可以結(jié)合對照實驗的原理，訓(xùn)練學(xué)生的實驗設(shè)計能力以及思維能力。另外在實際教學(xué)中，本人還發(fā)現(xiàn)學(xué)生提出的一些比較新穎的思路。如在探究植物向光彎曲的部位時，可以利用熒光筆畫線，通過線的斷裂之處來找到彎曲的部位。又如在探究生長素分布不均勻的原因時，在分析出是背光側(cè)比向光側(cè)擁有更多的生長素后，引導(dǎo)學(xué)生思考具體哪些原因會導(dǎo)致這些后果。可能1：向光側(cè)的生長素被光照給分解了或者合成減少。可能2：向光側(cè)的生長素向背光側(cè)轉(zhuǎn)移了。可以再次結(jié)合習(xí)題中經(jīng)常出現(xiàn)的圖形來分析，得出結(jié)論是可能2正確。

2.2培養(yǎng)學(xué)生課下實驗操作，分析結(jié)果，得出結(jié)論的能力

如在探究“植物向光彎曲的外部原因”中，此實驗相對比較簡單，而且結(jié)果易得，則都可以讓學(xué)生在課下完成，這樣讓學(xué)生在自主動手中，增加對生物學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的實驗?zāi)芰Α?/p>

如在探究生長素分布不均勻的原因中所涉及的實驗相對比較困難，由于實驗條件局限，操作復(fù)雜，無法在短時間內(nèi)讓學(xué)生自己動手完成。教師可以通過查閱教學(xué)相關(guān)參考資料，提供真實結(jié)果，然后讓學(xué)生自己分析實驗結(jié)果，最終得出結(jié)論。另外，學(xué)生在分析實驗結(jié)果時，涉及到處理和分析數(shù)據(jù)，可以培養(yǎng)學(xué)生圖圖、圖文轉(zhuǎn)化的能力。

2.3歸納總結(jié)，構(gòu)建知識體系

2.3.1植物直立生長的原因：

四周均勻光照或無光時：胚芽鞘尖端產(chǎn)生生長素→均勻往下運輸→尖端以下部位生長素均勻分布→生長均勻→直立生長。

2.3.2植物向光性的原因：

單側(cè)光照時：胚芽鞘尖端產(chǎn)生生長素→單側(cè)光→尖端感受光刺激→生長素發(fā)生橫向運輸并往下運輸→尖端以下部位生長素不均勻分布（背光側(cè)>向光側(cè)）→背光側(cè)生長更快→植物向光源生長。

2.4分析科學(xué)家實際研究結(jié)果，滲透學(xué)習(xí)生物科學(xué)發(fā)現(xiàn)史

2.4.1 19世紀(jì)末，達(dá)爾文的實驗

在研究感受光刺激的部位到底是胚芽鞘尖端還是尖端下面一段的時候，可以通過鏈接“19世紀(jì)末，達(dá)爾文研究金絲雀虉草”的實驗結(jié)果：如果用錫箔罩子把金絲雀虉草的胚芽鞘尖端罩上，則不發(fā)生彎曲；如果罩上尖端下面的一段，則會向光源生長。再讓學(xué)生通過達(dá)爾文的真實實驗結(jié)果來分析，從而得出感受光刺激的是胚芽鞘尖端。

2.4.2 1910年，鮑森·詹森的實驗

在已經(jīng)得出胚芽鞘尖端產(chǎn)生的這種物質(zhì)只有向下運輸才能促進(jìn)下一段的生長的情況下，PPT鏈接出1910年鮑森？詹森的實驗，更進(jìn)一步證明確實胚芽鞘尖端產(chǎn)生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部。

2.4.3 1914年，拜爾的實驗

在探究生長素分布不均勻的原因中的實驗設(shè)計是建立在已經(jīng)知道此物質(zhì)是生長素，可以提取測定含量的情況下所做。但是在1914年，拜爾在不知道這種物質(zhì)是生長素，無法提取這種物質(zhì)的情況下也證明了是因為這種物質(zhì)（生長素）的分布不均勻?qū)е铝讼蚬庑浴?/p>

2.4.4 1928年，溫特的實驗

在研究完生長素分布不均勻的原因的所有相關(guān)知識，關(guān)于1928年，溫特的實驗即證明了胚芽鞘的彎曲生長確實是一種化學(xué)物質(zhì)的分布不均勻引起的，則可以通過相關(guān)習(xí)題來鞏固。

3.討論與反思

本案例教學(xué)的實施不再是簡單再現(xiàn)科學(xué)家探索的過程，而是以問題驅(qū)動模式展開教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生一步步地按照科學(xué)思維的層次去解決科學(xué)問題，最終去更充分地理解生物科學(xué)史。

在這種不脫離事實的情況下，可以讓學(xué)生換位思考，將學(xué)生置于當(dāng)時科學(xué)研究的環(huán)境，根據(jù)現(xiàn)象，學(xué)生自己充分利用科學(xué)的研究方法，即提出問題→做出假設(shè)→設(shè)計實驗→觀察結(jié)果→得出結(jié)論，來一步步接近事情的真相。并在實驗設(shè)計的過程中，穿插科學(xué)史中科學(xué)家們的真實實驗，讓學(xué)生真切體會到科學(xué)家研究時的思維和方法，更進(jìn)一步掌握知識，并且也助于培養(yǎng)學(xué)生的人文精神。如：教育學(xué)生要尊重客觀事實，引導(dǎo)學(xué)生細(xì)心觀察、勤于思考、正確對待成敗等。

事實上，生物科學(xué)史往往不是只體現(xiàn)一種教育價值，而是多種多樣的，它們往往是相互滲透的。在教學(xué)中要充分挖掘科學(xué)史的教育功能，而且可以依據(jù)教育目標(biāo)精心篩選與處理科學(xué)史料，突出體現(xiàn)其重點教育價值。