“影響頂端優勢的內因探究”項目化教學設計

中圖分類號：G633.91文獻標識碼：B

《中共中央關于進一步全面深化改革，推進中國式現代化的決定》明確指出：教育、科技、人才是中國式現代化的基礎性、戰略性支撐。因此，在新形勢背景下，如何能夠更好地落實黨的創新型人才培養戰略，已成為每位高中生物學教師應該思考的問題。筆者根據多年教學經驗，嘗試利用項目化教學理念創設真實情境并對其進行探究，不僅可以促進學生主動學習、幫助學生深入理解知識，更有利于創新型人才的培養。下面筆者以“影響頂端優勢的內因探究\"項目化教學設計為例，淺析創新型人才的培養策略。

1項目化教學的界定

項目化教學是一種以項目為載體、以學生為中心、以問題為導向的教學模式。其要求學生圍繞一個完整、真實的項目進行學習，并在學習過程中整合運用所學的知識和技能，解決實際問題，培養綜合素養。為此，筆者設計了以“影響頂端優勢的內因探究”為主題的項目化教學，并通過問題對項目進行驅動。

2教學目標

（1）通過分析并比較生長素濃度與植物不同器官生長反應的關系曲線，歸納得出生長素生理作用具有兩重性的結論（生命觀念、科學思維）。

（2）嘗試解釋根的向地性和頂端優勢現象產生的原因，并對影響頂端優勢的內因進行初步的項目化探究（科學探究、社會責任）。

3教學設計思路

《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》關于“植物生命活動的調節\"具體要求是：能概述科學家經過不斷的探索，發現了植物生長素，并揭示了其在調節植物生長時表現出的兩重性；能概述其他因素參與植物生命活動的調節，并能舉例說明幾種主要植物激素可通過協同、拮抗等方式共同實現對植物生命活動的調節等。2]

根據《課程標準》要求及項目化教學特點，筆者的設計思路如下：首先通過讓學生分析科學家們探索揭示的“生長素濃度與植物不同器官生長反應的關系曲線”，初步形成生長素生理作用具有兩重性的觀念；再通過展示根的向地性生長和植物頂端優勢圖片，引導學生嘗試提出假說，解釋其中原因，并針對在生產生活中應用比較廣泛的頂端優勢現象進行項目化探究。[3]

4教學實施過程

結合學生學情，本節課圍繞“影響頂端優勢的內因探究\"這一核心項目，整合教材內容并設計了三個環節，每個環節的學生活動均由任務驅動（見表1）。

4.1分析資料，得出結論

教師展示人教版普通高中教科書《生物學·選擇性必修1·穩態與調節》（以下簡稱“教材\"第94頁“思考·討論\"欄目中生長素濃度與植物不同器官生長反應的關系示意圖，引導學生以小組合作的形式進行思考討論，并從多角度分析示意圖，對三條曲線進行比較，得出相應的結論。

設計意圖：教師結合教材“思考·討論\"欄目的示意圖，多角度引導學生分析圖片內容，提高學生獲取知識、分析推理及語言表達能力，最終歸納得到生長素生理作用具有兩重性的結論，為項目實施奠定知識基礎。

4.2應用知識，提出假說

教師展示萌發種子的莖背地生長、根向地生長及植物頂端優勢的示意圖，引導學生結合“生長素生理作用具有兩重性”的特點分析原因。學生提出假說：頂端優勢產生的原因是頂芽產生的生長素逐漸向下運輸，側芽處生長素濃度過高，導致側芽的生長受到抑制。

設計意圖：教師通過展示萌發種子的莖背地生長、根向地生長及植物頂端優勢的示意圖，培養學生在新情境下運用所學知識和技能分析問題、提出假說的能力。

4.3設計實驗，驗證假說

教師引導學生嘗試設計實驗，探究頂端優勢形成的原因及其與頂芽產生的生長素之間的關系（見圖1），并思考問題：a、b組的實驗結果能否說明生長素抑制了側芽的生長？b、c組的實驗結果說明了什么？該實驗的結論是什么？

設計意圖：學生通過初步設計實驗、驗證假說的實驗操作，得到頂端優勢與頂芽產生的生長素有關的結論。這一過程不僅加深了學生對頂端優勢的理解，而且初步培養了學生的科學思維、科學探究能力和追本溯源的科學態度。

4.4格物致知，拓展探究

教師繼續提出問題：在實驗中，如果改變c組使用的生長素濃度，側芽生長又會發生怎樣的變化？為了探究這一問題，學生以小組合作的方式設計實驗，實驗結果如表2所示。

學生分析表2中的數據可知，隨著頂芽運輸到側芽生長素濃度的增加，側芽生長受抑制的現象逐漸明顯。教師隨之提出問題：植物頂端優勢的維持是否還有其他植物激素參與？學生經過查閱資料發現，激動素是一種細胞分裂素類植物生長調節劑，對側芽生長也有影響。為了探究激動素對側芽生長的影響，學生將生長狀態一致的棉花苗隨機分為三組，實驗處理如表3所示，之后定期測量側芽的長度，結果如圖2所示。

學生分析上述結果可知，使用""激動素溶液涂抹側芽可以促進側芽生長，去除頂端優勢。學生查閱資料發現，植物頂端優勢的維持還可能與營養供應有關。教師據此提出問題：在現有條件下，如何設計實驗探究植物頂端優勢的維持與營養供應的關系？學生經過討論，主要提出了三種不同的方案： ① 用不同濃度的碳酸氫鈉溶液以提供不同濃度的二氧化碳，讓三組生長情況相似的枝條進行光合作用，觀察側芽生長情況； ② 用葉片數量不同但生長情況相似的枝條進行光合作用，觀察側芽生長情況； ③ 將三組生長情況相似的枝條浸泡在不同濃度的蔗糖溶液中，觀察側芽生長情況。

設計意圖：教師通過創設新情境，引導學生進一步探究，激發學生的學習積極性，培養其創新思維和科學探究能力，培養創新型人才。

4.5匯報交流，評價項目

該項目的重點是探究影響頂端優勢的內在因素。教師不僅需要把控探究的方向，也要對學生的分析問題、提出假說、設計實驗、項目實施、分析結果、得出結論等過程進行適當的引導和評判，從而不斷提升學生的科學探究能力。

為了提高探究效率，四組實驗可由不同小組分別于課前完成，小組之間可以相互交流，借鑒、修正、完善實驗方案，從而使實驗結果更加可信，培養學生嚴謹的科學態度。

5教學反思

“影響頂端優勢的內因探究\"項目與教材中植物生命活動調節的內容聯系較為緊密，且蘊含眾多可依托教材內容深入探究的問題，能夠充分發展學生的生物學學科核心素養。然而由于課時限制，本項目僅對部分影響頂端優勢的內因進行了初步的探究，若時間充裕，教師可以進一步探究水分、無機鹽、光照等外在影響因素。

參考文獻

[1楊明全.核心素養時代的項目式學習：內涵重塑與價值重建[J]課程·教材·教法，2021，41（2）：57-63.

[2]中華人民共和國教育部.普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）[M.北京：人民教育出版社，2020.

[3]荊林海.高考命題改革背景下，生物教學中的關鍵問題[M.北京：中國青年出版社，2020.