用生物模型展开探究实验，再现科学经典

刘玉凤

摘 要：“面向全体学生，提高生物科学素养，倡导探究性学习”是课程标准中提出的课程基本理念。课本经典实验不仅传达生物学知识，更重要的是科研的思维方式和探究过程。通过制作生物模型，采用小组合作形式展开探究实验，能够提高学生的探究能力，训练学生科学的思维方法。

关键词：经典实验；生物模型；小组合作

《义务教育生物课程标准（2011年版）》中对生物课程性质进行了定义，生物科学是研究生物现象和生命活动规律的一门科学。它不仅是一个结论丰富的知识体系，也包括了人类认识自然界的一些特有的思维方式和探究过程。生物科学需要许多人的共同努力和不断探索，尤其要培养学生科研的思维和兴趣。“面向全体学生，提高生物科学素养，倡导探究性学习”是标准中提出的课程基本理念。

高中生物教材中有很多经典实验，在我们的传统教学中，教师只讲解其中的生物学知识，而忽略了特有的思维方式和探究过程，无法让学生体会探究的乐趣与成就感。

本节课希望通过制作简单的生物模型，以小组合作的形式展开探究实验，让学生直观地体验科学家的探究过程，在教学过程中，切实落实主体性教学，提高学生的探究能力，训练学生科学的思维方法。

一、教学目标

1.知识目标

（1）概述生长素的发现过程。

（2）说明植物向光生长的原因。

2.能力目标

（1）体验发现生长素的过程和方法，学会科学探究实验的设计方法。

（2）训练严密的逻辑思维能力、观察能力，养成良好的生物学素养。

3.情感目标

学习科学家严谨细致的工作作风和科学态度以及对真理不懈追求的科学精神，进一步激发学生辩证唯物主义世界观的树立。

二、课前准备

1.学生知识储备

（1）生物科学研究的基本思路：提出问题→作出假设→设计实验→实验结果→实验结论。

（2）探究实验遵循两个原则：对照原则和单一变量原则。

（3）制作实验模型。

2.制订课堂规则

（1）分组。本次课堂以小组为单位进行探究活动，每7人一个小组，共6组。小组成员分工合作，每个学生负责一个探究题目（题目提前一天公布），小组长协调并整体负责。

（2）选题。课堂开始前2分钟，由各组小组长抽签选择课堂上负责的探究题目。课堂上按照题目顺序各小组负责人展示自己的实验设计方案，并阐述实验设计是否遵循单一变量原则和对照原则，完整阐述加5分。

（3）质疑。当一个小组展示自己的设计后，其他小组可以对他们的设计提出质疑，或者进行完善，质疑正确加3分，提出新的设计加5分。回答他人质疑正确得2分，错误扣2分。

（4）评选。最终根据得分评出最优秀的小组，授予“最佳探究小组”称号，并给予奖励。

3.设置探究题目

探究一：植物的向光性是由单侧光引起的吗？

探究二：胚芽鞘向光弯曲与哪个部位有关？

探究三：胚芽鞘感光刺激的部位在哪里？

探究四：尖端产生的“影响”要向下传递才能发挥作用吗？

探究五：这种“影响”为什么会造成胚芽鞘的弯曲？是由于分布不均匀造成的吗？

探究六：如何证明胚芽鞘的弯曲生长是由化学物质引起的？

三、课堂教学

1.情境导入

多媒体展示一张图片《爸爸去哪儿》森林探险的画面。用学生感兴趣的情境导入到我们的主题。如何通过植物判断方向，为什么植物具有向光性呢？

2.课堂探究活动

探究一：植物的向光性是由单侧光引起的吗？

针对小组1提出的策略一，小组2补充策略二，增加了一个实验组，形成相互对照。

探究二：胚芽鞘向光弯曲与哪个部位有关？

小组2提出了策略一，小组1补充策略二，增加了一个实验组，看看削去的胚芽鞘尖端能不能生长，能不能弯曲。

小组4进行质疑：请问两个策略能不能判断与哪个部位有关？是尖端还是尖端以下？起着怎样的作用？小组2回答：我们只能判断与尖端和尖端以下都有关系，至于起到什么作用，还需要进一步探究。

探究三：胚芽鞘感光刺激的部位在哪里？（是尖端还是尖端以下）

小组3提出了策略一，小组1补充策略二，认为多增加几个实验组，这样才能准确地判断感光部位，并且对于胚芽鞘的认识更加充分。

小组6提出质疑：为什么感光刺激在尖端？小组3回答：可能尖端有感受光的物质。小组1回答：也许是单侧光这个刺激会使尖端产生某种促进生长的物质（称为“影响”），引起的反应。

探究四：尖端产生的“影响”要向下传递才能发挥作用吗？

小组4提出策略一，受到小组1质疑：怎么能够判断琼脂片本身会不会起到其他作用，比如能够促进生长等等。于是提出策略二进行补充。小组4接受他们的建议。

探究五：这种“影响”为什么会造成胚芽鞘的弯曲？是由于分布不均匀造成的吗？

小组5提出策略一，小组6提出质疑：为什么一定要黑暗环境，既然胚芽鞘尖端在直射光照条件下也没有生长变化，那么我们认为可以在光下设计实验，如策略二。小组3质疑：在策略二中不满足单一变量，现在光照也变成变量了。小组4回答：当光照条件相同时，光照就不是变量了，而是变成无关变量，所以策略二也是可行的。经学生激烈的讨论，最终达成统一认识，就是两种策略都可行。

探究六：如何证明胚芽鞘的弯曲生长是由化学物质引起的？

小组6提出策略一，小组2进行质疑：这个实验中没有空白对照，最好增加一個对照组，将一个空白的琼脂片放在削去胚芽鞘尖端的顶端。小组6接受意见并进行补充。

小组5提出策略二，想要观察一下甲乙弯曲程度是否相同。

（特别说明：本节课重点在于探究实验设计，对于实验现象和结果学生在预习时已经掌握，所以，课堂上只是简单描述现象与结果，这里不再赘述。）

3.学生归纳总结

植物的向光性是由于生长素分布不均匀造成的：单侧光照射后，胚芽鞘背光一侧的生长素含量多于向光一侧，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。

四、教学反思

1.让学生学会质疑

在设计探究问题时，特地设计了探究一的问题，让学生对看似平常的现象，学会质疑，敢于质疑。通过质疑加分的环节鼓励学生对他人的设计进行思考，并大胆质疑。通过学生的质疑与回答，让探究实验的设计更加科学与完善。

2.面向全体学生

本次课堂共有六个探究题目，由易到难逐步深入，并且层层递进。小组成员分工合作，每个学生负责一个探究题目，负责设计方案并对他人方案进行质疑与答疑。这样的设计面向全体学生，使每一个学生都有自己的任务，对自己的探究项目设计全权负责，同时又希望在别人的项目中起到帮助作用，所以，课堂上所有的学生都积极投入，发挥自己的能力为小组争分。

3.提高生物科学素养

学生通过六个探究题目的设计，亲历提出问题，作出假设，设计实验，观察实验结果，得出实验结论，在此过程中养成科学思维的习惯。并且在设计过程中遵循两个基本原则对照原则和单一变量原则，并培养了学生严谨的科学态度，激发了学生探究的兴趣。

4.倡导探究性学习

本次课堂学生学习的积极性被充分调动起来，让学生感受到探究的乐趣，并体会到自己的思路与科学家的思路相似或者相同的成就感。我们课本教材中还有很多的经典实验，都可以用小组探究的方式来挖掘利用，使我们的课堂真正以学生为主体，调动学生思维，提升学生的科研能力。

参考文献：

[1]修妍伟.初中生物实验探究教学策略的应用[J].新课程研究：下旬刊，2016（2）.

[2]安锐勤.生物科学史经典实验的课堂探究教学：光合作用的发现教学案例[J].中学生物学，2013（1）.