1、植物生长素的发现教学设计目标确定的依据1.课程标准相关要求：概述植物生长素的发现。2.教材分析：“植物生长素的发现”是普通高中课程标准实验教科书 生物（必修） 稳态与环境第三章第一节的内容，是本章后面几节的过渡章节。本节1课时，植物生长素的发现以科学探索的过程为脉络安排教材内容，以科学发现中折射出的科学研究的严谨与科学的魅力为主线。通过学习，使学生可以概述生长素的发现过程，把握各个实验间的内在逻辑联系，可以对发现过程中的实验现象进行进行解释、推断、区分、扩展，培养科学的思想方法及发展的科学观。3.学情分析：知识基础：学生在第二章学习了动物和人生命活动的调节的机理，对激素调节有一定的了解，且在必
2、修一的学习过程中零散的学了实验设计的基本原则与步骤。能力基础：我所任教的学生是我校一、二层次学生，虽然获取直接知识的能力较好，但观察、分析实验的能力欠缺，课堂发言积极性较差。在教学设计中，我充分的抓住学生“好奇心”，利用生物史发展脉络，创设情境，层层设疑，诱发思维，激发兴趣，引导学生主动探索，积极交流，主动建构知识。目标：1独立分析达尔文实验，描绘胚芽鞘感光部位和弯曲部位。2. 观察詹森和拜尔的实验，独立思考后与他人讨论，得出尖端可能产生某种化学物质，弯曲生长是由于化学物质分布不均匀造成的。3.小组尝试模仿前人设计实验，进一步阐明胚芽鞘尖端产生某种物质生长素。4.通过自主阅读，准确说出生长素的
3、化学本质，植物向光性的原因、植物激素的念。5.通过自主阅读，能准确的写出生长素的产生场所，运输方式和分布部位。评价任务1.分别写出A、B和A、C、D对照的实验结论。2.分析两组实验，能独立回答或与他人交流教师设置的问题。3.用文字或示意图表示实验方案，进一步证明生长素的存在。4.阅读后可准确回答相应问题。5.准确写出生长素的产生场所，运输方式和分布部位。教学过程环节教师的组织和引导学生的主体活动评价要点章题导入设疑：美丽的额济纳胡杨林为什么选择在每年的10月份集体上色，胡杨林如何对自身的生命活动进行调节？(投影胡杨林图片)出题：第3章 植物的激素调节联系相关知识,产生疑问。学生能集体回答指出植
4、物存在激素调节。展示视频，引入新课视频：豆科植物向光性。 展示问题：1.视频体现了植物的什么特性？2.引起植物向光生长的外界刺激是什么？学生思考总结：植物具备向光性，向光性是由单侧光引起的。随机提问学生，并让其他学生评价答案。达尔文实验教师简介达尔文，引起学生兴趣。课件展示实验和问题：A、B对比和A、C、D对比，分别得出什么结论？教师进一步设问：那尖端和下部有什么关系呢？给出达尔文的推断。学生通过自己分析实验回答：1.感光和尖端有关。2.感光部位在尖端而不是尖端下部？学生能写出实验结论。詹森和拜尔的实验介绍达尔文的实验时间1880年以及达尔文去世的时间1882年，设置疑问：“影响”究竟是什么？
5、课件展示：詹森和拜尔的实验示意图并给出问题：詹森的实验可以得出什么结论？ 该实验是否有一定缺陷？如何完善？拜尔将切下的尖端放在胚芽鞘的一侧的目的是什么？ 这个实验说明了什么？教师总结，并展示这两个实验的初步结论。学生通过独立思考后与他人讨论，回答：1.“影响”可以穿过琼脂（或“影响”可能为某种化学物质）。该实验没有对照。2放在一侧是为了让尖端的“影响”不均匀。向光性由于尖端产生的影响分布不均匀导致。观察学生讨论过程，了解学生讨论时存在的问题，尽量提问主动举手的学生，并引导其他学生评价。温特的实验教师进一步引导：无论是詹森或拜尔的实验，都没有将尖端和尖端下部完全分开，也就不能完全排除尖端是通过非
6、物质的其它“影响”作用到尖端下部的。课件投影：教师提出疑问：将琼脂放在一侧有什么好处？给出解释：处理时间不同，弯曲角度不同，课下可以自己阅读课外材料。学生小组讨论，设计实验方案，并做相应记录，派代表展上讲台展示实验方案。观察学生讨论设计过程，如有明显错误应稍作提示，尽可能挑选设计较合理但存在漏洞的实验方案展示。生长素的本质教师提出疑问：既然证明了有生长素这种物质存在，那它究竟是什么物质能？课件投影问题：1. 生长素的化学本质是什么？2.解释植物向光性的原因？3.什么是植物激素？教师总结，科学家通过研究“向光性”，经过几一步步的探索，最终才发现了植物激素，并一定程度解释了向光性的原因，但科学家的
7、脚步没有就此停止。学生阅读课本P47页“生长素究竟是什么？”到P48页黑体字结束，独立回答。随机选取学生回答。注意语言准确性。生长素的产生、运输和分布教师引导：又经几代人的努力，人们对生长素的产生、运输和分布又有了进一步的认识。课件投影：学生阅读课本P48页“生长素的产生、运输和分布” 并在笔记上整理相关内容。观察学生书写情况，并随机选取学生回答。结课课件展示设疑：除了利用植物的向光性外，植物的茎有背地性，根有向地性，看来植物生长素的分布除受光影响外，还会受到重力影响。思考：同样受重力影响，为何茎背地生长而根向地生长？通过学习下节内容生长素的生理作用，你一定可以找到答案。课程资源1. 普通高中
8、课程标准实验教科书 生物3（必修） 稳态与环境 人民教育出版社2007年1月第二版2.向光性视频及各实验示意图3.扩展阅读向光性发现的科学简史效果评价1.课堂评价：见评价任务2.作业性评价：课后练习：1. 科学家做过如下实验：把含有生长素的琼脂块放在一段燕麦胚芽鞘的形态学上端（分生迅速，向上或者向下延伸的是形态学上端；对于地上部分而言，树枝是形态学上端，而树干是形态学下端。 对于地下部分而言，根尖是形态学上端，根基是形态学下端），把另一块不含生长素的琼脂块作为接受块放在下端（如下图所示）；另一实验是把一段燕麦胚芽鞘倒转过来，把形态学下端朝上，做同样的实验。请分析，经过一段时间后，接受块甲和接受
9、块乙的成分有何变化：A甲含有生长素，乙不含有 B乙含有生长素，甲不含有C甲、乙都含有生长素 D甲、乙都不含有生长素(完成课后p49页模拟训练)2.下图示燕麦幼苗(胚芽鞘)进行向光性试验，图中(A)放在暗箱中，(B)放在一侧有孔的暗箱中，(c)切去胚芽鞘尖端，(D)在切面一侧放一富含生长素的琼脂块，(E)在尖端下方用一不透水云母片隔开，(F)尖端下方一侧插入云母片，据图回答下列问题：(切除尖端的胚芽鞘忽略尖端残留生长素的影响)。(1)直立向上生长的是 。(2)发生弯曲生长的是 。其中向右弯曲生长的是 。(3)不生长也不弯曲的是 。3.研究表明，植物的向光性是因为尖端感光后发生了横向运输（如图）和
10、_两种运输方式，请设计实验，证明横向运输发生在尖端而没有发生在尖端下部。课后反思：植物生长素的发现一节可以通过引导学生探究达尔文、鲍森詹森、拜尔、温特的实验设计及结论的分析，训练学生科学的思维方法，是一节通过科学史对学生进行科学素养教育的绝佳课程，在教学中，我反思了以下几点的教学感悟。第一，创造性地利用这几个关于生长素发现过程的实验。比如在介绍詹森的实验时让学生分析课本呈现实验的不足，自己设计，引导补充补充詹森把琼脂片换成云母片的实验，第二，发挥学生的主动性，在了解了达尔文、詹森和拜尔的有关实验后，让学生们自己设计实验验证生长素的存在，锻炼了学生的设计实验的能力。第三，课后练习评价有效的补充了
11、由于课堂时间有限，在课堂上无法展开讨论的相关内容。比较惋惜的是让学生做了玉米萌发的实验，可能是由于品种的原因，并没有成功的萌发玉米。不能让学生们进一步了解胚芽鞘这一结构。在本节课的备课中过程中，之前阅读过崔允漷教授的有效教学和基于课标的课程纲要和教案，平时上课也会渗透一些崔教授的思想，而这次备课则严格按照崔教授书上的一些要求来做，感觉收获很大。备课首先考虑的不是怎么讲，而是要分解课标明确讲什么，再明确评价标准。依据这些再确定教学流程，这样操作下来备课反而变的容易，因为什么地方重要，学生掌握到什么程度，怎么反应学生的掌握程度就一目了然。设计课后作业，按照课标的评价要求命题时要强调核心内容；生物学
12、概念、原理的理解和应用；对分析、综合等思维能力的考查。而不必过分强调零散的，单纯记忆的知识。这样即可以让老师明确重要内容学生会了没，还可以减轻学生的学习负担。而且可以把一些课上由于时间弱化处理的知识，有意的拿出来重复，加强学生理解。授课时，尽量引导学生自己得出问题的结论，教师只做引导和适当的总结。这样可以很大程度的提高学生的课堂积极性，达到更好的效果。以后在自己的课堂上还要坚持。由于没有系统的学习过郭教授的理论和实践可能有些地方的设计存在一些问题。今后应该进一步的学习相关知识。扩展阅读：向光性发现的科学简史（姓名为音译）最早研究植物向光性的是还会有谁生物学之父达尔文。他在随贝格尔号环球旅行时，
13、随身带了几只鸟，为了喂养这些鸟，又在船舱中种了一种叫草芦的草。船舱很暗，只有窗户透射进阳光，达尔文注意到，草的幼苗向窗户的方向弯曲、生长。但后来几十年间，达尔文忙着创建进化论，直到其晚年，才着手进行一系列实验研究向光性的问题，在1880年出版的植物的运动力一书中总结了这些实验结果。达尔文是用草的种子做这些实验的。草的种子发芽时，胚芽外面套着一层胚芽鞘，胚芽鞘首先破土而出，保护胚芽在出土时不受损伤。达尔文发现胚芽鞘是向光性的关键。如果把种子种在黑暗中，它们的胚芽鞘将垂直向上生长。如果让阳光从一侧照射秧苗，胚芽鞘则向阳光的方向弯曲。如果把胚芽鞘尖端切掉，或用不透明的东西盖住，虽然光还能照射胚芽鞘，
14、胚芽鞘也不再向光弯曲。如果是用透明的东西遮盖胚芽鞘，则胚芽鞘向光弯曲，而且，即使用不透光的黑色沙土掩埋胚芽鞘而只留出尖端，被掩埋的胚芽鞘仍然向光弯曲。达尔文推测，在胚芽鞘的尖端分泌一种信号物质，向下输送到会弯曲的部分，是这种信号物质导致了胚芽鞘向光弯曲。达尔文的发现随后引起了生物学家们浓厚的兴趣。1913年，丹麦生物学家波义森简森（Peter Boysen-Jensen）进一步验证了达尔文的推测。他切下胚芽鞘的尖端，在切面上放上一层凝胶，再把尖端放回去，胚芽鞘的向光性保持不变。但是如果在中间放的不是凝胶而是不通透的云母片，向光性就消失了。而且，只有把云母片插在切面背光的一面，才会防止向光性，如
15、果是插在向光的一面，则向光性正常。这就表明信号物质是从胚芽鞘尖端传递到胚芽鞘背光的一面，使那里的细胞生长速度要比向光的一面快，导致弯曲。1918年帕尔（A. Paal）证实了波义森简森的结果。他在黑暗中切下胚芽鞘的尖端，用光照射该尖端后再放回胚芽鞘的切面，但是放的时候偏离中心，放在一侧，他发现胚芽鞘生长时就往另一侧弯曲。1925年索丁（H. Soding）发现，如果把胚芽鞘尖端切掉，则胚芽鞘的生长受抑制，但是如果把切下的胚芽鞘尖端放回去，则胚芽鞘的生长恢复正常，表明胚芽鞘尖端含有刺激细胞生长的信号物质。1926年，一名荷兰研究生文特Fritz Went）用一个简单的办法分离出了这种信号物质。他
16、切下燕麦胚芽鞘的尖端，把它放在琼脂上放数个小时，然后把琼脂放到胚芽鞘残部，发现琼脂能刺激胚芽鞘的生长，表明有能刺激生长的物质从胚芽鞘尖端渗透到了琼脂中。这种物质后来被称为生长素。两年后，文特发明了一种办法定量地测定生长素的活性。他把渗透了生长素的琼脂放在燕麦胚芽鞘残部的一侧，在黑暗中，燕麦胚芽鞘将向另一侧弯曲。如此在黑暗中生长一个半小时后，测定胚芽鞘的弯曲度，越弯曲，则说明琼脂中含有的生长素活性越强（比如说，用的胚芽鞘尖端越多），这种测定法后来被称为燕麦测试法。文特也发现，是生长素的不均匀分布导致植物的向光性。让光从一侧照射胚芽鞘尖端，然后将胚芽鞘尖端切下放在两块琼脂上，在原来背光和向光的一侧
17、各放一块。几个小时后用燕麦测试法分别测定这两块琼脂所含生长素的活性，发现背光的那块几乎是向光的那块的两倍。那么这种生长素又是什么化学物质呢？可惜的是，胚芽鞘尖端所含的生长素的量实在是太少的，没法将之提取、纯化和测定其化学结构。科学家们只能用从其他来源提取的物质用燕麦测定法测定其生长素活性。1931年，荷兰科学家科格尔（Fritz Kogl）和哈根史密特（Arie J. Haagen-Smit）首次从人尿中提取出了一种能刺激植物生长的物质，称之为生长素A（即三醇酸）。科格尔后来又从人尿中提取出了几种生长素，其中活性最强的是吲哚乙酸，这种物质实际上早在1885年被从发酵液中提取出来了，只不过人们当
18、时不知道它是一种生长素。吲哚乙酸成了人们所发现的第一种真正的植物生长素，也是最主要的生长素。现在我们从分子水平上对生长素的作用机理有了一定的了解，不过有许多细节仍然搞不清楚。简单地说，是这样的：光（以蓝光最有效，用微弱的蓝光照射一、两秒就能引发向光性）照射到芽的尖端，被光受体（某种蛋白质，包括一种被称为趋光蛋白的黄素蛋白）吸收，激发生长素的合成。光同时刺激在向光面和背光面的生长素的合成，但是背光面的生长素合成量要高三倍。在芽尖合成的生长素经由维管组织向下传输，与细胞膜上的蛋白质受体结合，刺激细胞壁拉长。由于背光面的生长素浓度较高，导致背光面的细胞被拉得较长，从而朝着向光面弯曲。生长素还有许多特性，其中一种是：如果含量太高，它将抑制而不是刺激植物的生长。
