《高中生物教学中培养学生科学探究能力的实践研究》-理学论文，中学数理化论文-论文范文参考-科学狗论文网

标题

高中生物教学中培养学生科学探究能力的实践研究

范文

刘盛宇

[摘要]以《生长素的生理作用》的教学设计为例，通过呈现科学探究的一般过程，即设计实验案例，分析实验结果，得出实验结论，促进学生掌握科学探究的方法，培养科学探究能力;通过实验事实，引导学生构建模型，生成一般性概念，归纳总结生成核心概念，内化核心素养。

[关键词]科学探究能力;生长素的生理作用;核心素养

[中图分类号] G633.91

[文献标识码] A

[文章编号] 1674-6058（2020）14-0089-03

一、教材分析

《生长素的生理作用》是人教版生物必修3《稳态与环境》第三章第二节的内容，本节的教学内容分为两大部分，一是讲述生长素的生理作用，包括生长素的生理作用及生长素生理作用的特点;二是讲述生长素在生产实践中的运用，包括解释植物顶端优势的原因及解除顶端优势和保持顶端优势在农业生产中的运用，探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度在农业生产中的意义。《生长素的生理作用》是在《植物生长素的发现》之后学习的，具体学习生长素的生理作用及其在生产实践中的应用。在本节中，教材设置了“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”这一探究性实验，旨在训练学生图文转换和利用坐标曲线分析得出结论的能力。

二、学情分析

在学习本节课之前，学生已了解植物激素的概念，并对植物产生向光性的原因以及生长素的产生、运输和分布特点有了相应的知识储备。同时，在《植物生长素的发现》的学习中已初步了解科学探究的一般过程和方法，但仅仅停留在理论的学习上，还没有付诸实践，而本节课恰好给学生提供了一个学以致用的机会。高二学生思维活跃，具备一定的实验探究能力，但对于探究的目的、过程和结论的形成缺乏系统性的思考。因此，在探究实验的过程中应加强对学生的引导，细化各环节中的问题，并做好知识的铺垫。在教学中通过探究式教学法、概念教学法、实验教学法，引导学生合作探究，通过图文转换、分析曲线、构建模型、得出结论等环节完成生长素生理作用及生长素在生产实践中的应用的学习。

三、教学目标

1.知识目标

（1）概述植物生长素的生理作用;

（2）描述顶端优势的现象、原因、解除方法及应用;

（3）举例说明生长素类似物在农业生产中的应用。

2.能力目标

（l）通过识图和图文转换训练，提高获取、整理信息的能力;

（2）尝试探究不同浓度的生长素类似物对插条生根的影响，学会探究的一般步骤（设计实验、实验操作、观察记录、分析结果、得出结论）和方法。

3.情感目标

（1）通过联系生产和生活实际，了解本节课的实践价值，增强关心生产的意识;

（2）认同观察和实验是生物科学研究的基本方法，领悟“分析数据”和“得真，真结论”是关键而严谨的科学探究环节。

四、教学过程

1.创设情境，发现问题

通过播放微视频讲解植物向光性的原因及生长素的极性运输和横向运输，呈现“植物横放，根向地生长，但茎背地生长”的图片（如图1），引导学生讨论矛盾现象背后的原因，进而引出课题——生长素的生理作用。

设计意图：引发学生的认知冲突，以解决认知冲突为推动力，推动新课的学习。

2.比较分析，做出假设

通过图2，引导学生做㈩关于生长素的假设。

假设1：重力作用下使根、茎中生长素的分布不同。

假设2：重力作用下使根、茎中生长素的分布相同，由某种未知的原因导致根、茎的生长方向不同。

生物学是一门以实验为基础的学科，结论的得出需要以实验证据作为支撑。

给学生提供资料：生长素在植物体内含量很少，每5000 kg植物才能提取到1μg生长素，而且提取也相当困难。由此引出生长素类似物，如萘乙酸（NAA）、2，4-D等。

设计意图：培养学生的理性思维及運用知识的能力，促进学生理解生长素类似物在农业生产中应用的意义。

3.体验探究，掌握方法

课前，带领生物兴趣小组探究“不同浓度的萘乙酸对多肉植物生根和长芽的影响”。课中，播放实验操作微视频，讲解整个实验的步骤，引导学生分析变量（自变量、因变量、无关变量），及体验探究的一般过程，最后呈现不同实验材料的实验结果（如图3）。

设计意图：让学生理解自变量、因变量、无关变量及对变量的控制，体会实验材料的处理及选择对实验的重要性。

构建生长素对生根影响的数学模型：展示“不同浓度萘乙酸对福娘生根的影响”的实验结果（图片、数据），如图4-1、图4-2和图4-3所示。为了使实验结果更加直观，把实验数据转换成曲线图（如图4-4）。

构建生长素对长芽影响的数学模型：展示“不同浓度萘乙酸对福娘长芽的影响”的实验结果（图片、数据），让学生把实验数据转换成曲线图（如图5）。

设计意图：构建生长素对生根、长芽影响的数学模型，使学生从模型中更加直观、真切地感受到生长素的生理作用及作用特点，培养学生图文转换的能力，提高学生的生物学学科核心素养。

4.分析结果，得出结论

展示教材“问题探讨”中生长素浓度与所起作用的关系图（如图6），提出问题让学生讨论：（1）对不同植物器官来说，生长素的最适浓度分别是什么？它们对生长素的敏感性如何？（2）10-6mol·L-1的浓度对植物根、芽、茎的影响分别是什么？

构建概念模型：通过实验证据得出了“生长素既能促进生长，也能抑制生长;既能促进长芽，也能抑制长芽;既能防止落花落果，也能疏花疏果”的事实;得出了“生长素对植物器官的生长既有促进作用也有抑制作用”的一般概念，最后总结得出生长素的生理作用特点，即“生长素的生理作用具有两重性”这一核心概念。

设计意图：通过实验证据，得出一般概念，最后总结升华得出核心概念。让知识在学生的大腦中逐渐生成，让学生摆脱死记硬背。

在学生形成了“生长素的生理作用具有两重性”这一核心概念后，引导学生对前面提出的假设做出相应的判断，进一步让学生解释植物茎背地生长和根向地生长的原因，并追问学生茎背地生长和根向地生长是否体现了生长素的生理作用特点——“两重性”。

设计意图：既对前面的知识做出回应，又让学生体会到学习成功的喜悦。

5.应用知识，巩固提升

（l）知识应用

呈现植物顶端优势图片，引导学生解释植物顶端优势的原因，及思考是否体现了生长素生理作用的两重性，说出解除顶端优势和保持顶端优势在生产实践中的应用。

（2）方法应用

引导学生继续探究萘乙酸促进福娘生根的最适浓度。提出问题：本实验的目的是找到促进福娘生根的最适浓度，应如何设置自变量？

教师展示生物兴趣小组探究不同浓度萘乙酸对福娘生根影响的图像构建过程（如图7），引出预实验。

出示南瓜，引导学生思考：南瓜的形状怎么样？是什么原因让南瓜长成这样？剖开南瓜让学生观察。

学生完成实验设计并进行自评、互评，最后教师进行评价。

设计意图：让学生掌握科学探究的一般过程，引导学生将探究延伸到课外生活中。

课堂小结：从生长素的生理作用到生长素生理作用的特点，从生命的现象到生命的本质，只有理解了生命的本质才能体会到生命之美。

五、教学反思

（l）在本节课的教学中，通过事实先形成一般概念，再建立核心概念，体现了以学生为主体、教师为主导的教学理念。

（2）以知识为载体，传授科学探究的方法和技能，注重能力的培养和方法的指导，落实培养学生生物学学科核心素养的课程理念。

（3）尊重学生认知规律，结合学生已有知识及生活经验，引导学生探究，贯彻了“倡导探究性学习”和“注重与现实生活联系”的课程理念。

（4）各环节的过渡处理自然得当。从生长素的含量特点自然引出生长素类似物的概念，从生长素生理作用的知识小结自然过渡到知识的应用，从生长素生理作用的两重性特点过渡到寻找最适浓度的意义。

（5）通过不断呈现事实，引导学生分析图表、曲线生成知识;呈现不同浓度的萘乙酸对福娘生根、长芽的影响的实验结果（图片和数据），让学生构建数学模型，从而理解与掌握“生长素的生理作用特点——两重性”这一核心概念。

（责任编辑黄春香）

[基金项目]本文系广东省教育科研“十三五”规划2016年度研究教育科研一般项目“基于核心素养理念的初中生物微课体系建构研究”（课题编号：2016YQJK144）的研究成果。

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