“植物生长素的发现”的教学设计

杨帆

正在实施的《普通高中生物课程标准》的课程理念包括提高学生的生物科学素养和倡导探究性学习，其课程目标之一是注重生物科学史的学习。

在教学中把生物科学史与探究性学习整合起来，不但能使学生在获取生物科学知识的过程中，沿着科学家探索的历史，体验科学探究的过程，而且有利于掌握科学研究的方法（如观察法、实验法、数学方法、逻辑方法等）、启迪逻辑思维，特别是能促进学生学习科学家献身科学的精神，形成一定的科学探究能力及科学态度和价值观，并发展创新精神。所以，生物科学发展史的教学能较好地体现出“新课标”理念中培养学生探究能力的目的。

1.设计思想

本課是人教版必修三“植物的激素调节”的第一节。在本文中，通过实例“植物生长素的发现”一节课的教学，来反思、讨论生物科学史教学与探究性学习的有效整合。在本案例中，把传统的以教师讲述为核心的授课方式改变为以问题驱动的教学模式，让学生参与到探究的活动过程中，积极将生物科学发展史引入课堂教学。由典型的以科学史为线索来探究学习变为以探究学习来理解科学史，掌握生物知识。着眼于改革生物科学发展史的教学，为新课标的实施提供一系列精心的设计，并有效地培养高中学生的科学探究能力。

2.“问题驱动模式”式的教学过程，学生在探究学习中理解科学史

以典型自然现象——“向光性”来引发学生兴趣，抛出问题，创设一个积极探究的教学情境，来共同探究植物向光性的原因。

2.1教师引导，自主探究，来逐步体验“植物生长素的发现”

在此处教学中，不再按照教材顺序，而是按照逻辑顺序，逐步以问题驱动的形式探究，并且逐步设计实验，得出结论。

探究顺序如下：植物向光弯曲的外部原因→植物向光弯曲的部位→胚芽鞘尖端的作用→尖端通过何种方式影响尖端下面一段的生长→尖端产生的物质是否只有向下运输才能促进下一段的生长→生长素分布不均匀的原因→感光部位在哪里。

在每一步的探究中，都可以结合对照实验的原理，训练学生的实验设计能力以及思维能力。另外在实际教学中，本人还发现学生提出的一些比较新颖的思路。如在探究植物向光弯曲的部位时，可以利用荧光笔画线，通过线的断裂之处来找到弯曲的部位。又如在探究生长素分布不均匀的原因时，在分析出是背光侧比向光侧拥有更多的生长素后，引导学生思考具体哪些原因会导致这些后果。可能1：向光侧的生长素被光照给分解了或者合成减少。可能2：向光侧的生长素向背光侧转移了。可以再次结合习题中经常出现的图形来分析，得出结论是可能2正确。

2.2培养学生课下实验操作，分析结果，得出结论的能力

如在探究“植物向光弯曲的外部原因”中，此实验相对比较简单，而且结果易得，则都可以让学生在课下完成，这样让学生在自主动手中，增加对生物学习的兴趣，培养学生的实验能力。

如在探究生长素分布不均匀的原因中所涉及的实验相对比较困难，由于实验条件局限，操作复杂，无法在短时间内让学生自己动手完成。教师可以通过查阅教学相关参考资料，提供真实结果，然后让学生自己分析实验结果，最终得出结论。另外，学生在分析实验结果时，涉及到处理和分析数据，可以培养学生图图、图文转化的能力。

2.3归纳总结，构建知识体系

2.3.1植物直立生长的原因：

四周均匀光照或无光时：胚芽鞘尖端产生生长素→均匀往下运输→尖端以下部位生长素均匀分布→生长均匀→直立生长。

2.3.2植物向光性的原因：

单侧光照时：胚芽鞘尖端产生生长素→单侧光→尖端感受光刺激→生长素发生横向运输并往下运输→尖端以下部位生长素不均匀分布（背光侧>向光侧）→背光侧生长更快→植物向光源生长。

2.4分析科学家实际研究结果，渗透学习生物科学发现史

2.4.1 19世纪末，达尔文的实验

在研究感受光刺激的部位到底是胚芽鞘尖端还是尖端下面一段的时候，可以通过链接“19世纪末，达尔文研究金丝雀虉草”的实验结果：如果用锡箔罩子把金丝雀虉草的胚芽鞘尖端罩上，则不发生弯曲；如果罩上尖端下面的一段，则会向光源生长。再让学生通过达尔文的真实实验结果来分析，从而得出感受光刺激的是胚芽鞘尖端。

2.4.2 1910年，鲍森·詹森的实验

在已经得出胚芽鞘尖端产生的这种物质只有向下运输才能促进下一段的生长的情况下，PPT链接出1910年鲍森？詹森的实验，更进一步证明确实胚芽鞘尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。

2.4.3 1914年，拜尔的实验

在探究生长素分布不均匀的原因中的实验设计是建立在已经知道此物质是生长素，可以提取测定含量的情况下所做。但是在1914年，拜尔在不知道这种物质是生长素，无法提取这种物质的情况下也证明了是因为这种物质（生长素）的分布不均匀导致了向光性。

2.4.4 1928年，温特的实验

在研究完生长素分布不均匀的原因的所有相关知识，关于1928年，温特的实验即证明了胚芽鞘的弯曲生长确实是一种化学物质的分布不均匀引起的，则可以通过相关习题来巩固。

3.讨论与反思

本案例教学的实施不再是简单再现科学家探索的过程，而是以问题驱动模式展开教学，引导学生一步步地按照科学思维的层次去解决科学问题，最终去更充分地理解生物科学史。

在这种不脱离事实的情况下，可以让学生换位思考，将学生置于当时科学研究的环境，根据现象，学生自己充分利用科学的研究方法，即提出问题→做出假设→设计实验→观察结果→得出结论，来一步步接近事情的真相。并在实验设计的过程中，穿插科学史中科学家们的真实实验，让学生真切体会到科学家研究时的思维和方法，更进一步掌握知识，并且也助于培养学生的人文精神。如：教育学生要尊重客观事实，引导学生细心观察、勤于思考、正确对待成败等。

事实上，生物科学史往往不是只体现一种教育价值，而是多种多样的，它们往往是相互渗透的。在教学中要充分挖掘科学史的教育功能，而且可以依据教育目标精心筛选与处理科学史料，突出体现其重点教育价值。