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标题 模拟经典实验探究发现历程
范文 陈锋锋




[摘? ?要]《植物生长素的发现》教学中，教师以植物生长素的发现历史为线索，精选关键史实，通过课件模拟经典实验，引导学生体验科学家的科学探索过程和知识形成与发展的过程，领悟科学家是如何在发现问题、寻找证据并在严密推理的基础上做出科学判断的，由此促进学生理解科学知识的本质和掌握科学研究的方法。
[关键词]经典实验;发现历程;植物生长素;教学设计
[中图分类号]? ? G633.91? ? ? ? [文献标识码]? ? A? ? ? ? [文章编号]? ? 1674-6058（2019）05-0092-02
《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3第三章第一节的内容，是生物科学史学习的一个经典案例。“葵花朵朵向太阳”是中学生熟悉的植物向光性现象，但学生对此现象缺乏科学的解释。而科学知识来自实验、实践，高二学生已初步具备实验分析和实验设计的能力。对此，教师在教学中可以植物生长素的发现历史为线索，精选关键史实，通过课件模拟经典实验，以引导学生体验科学家的科学探索过程和科学知识形成与发展的过程，领悟科学家是如何在发现问题、寻找证据并在严密推理的基础上做出科学判断的，由此促进学生理解科学知识的本质和掌握科学研究的方法。
一、教学目标
1.知识目标： 概述植物生长素的发现和作用。
2.能力目标：进行实验设计和实验结论的评价，训练逻辑思维的严密性。
3.情感、态度与价值观：体验生长素发现过程中蕴含的科学精神。
二、 教学过程
1.播放视频，导入新课
首先，请学生欣赏大自然植物生长的一段视频，视频中有种子的萌发、茎秆的长高、花儿的开放等动态过程。其次，教师导入：“可见，植物的生命活动在有序、有规律地进行着，同样也离不开植物生命活动的调节。植物没有神经系统，植物的生命活动主要是依靠植物的激素来调节的。那么，植物激素的调节是如何被发现的呢？请看‘问题探讨。”
2.问题探讨，接近主题
[教师活动]出示植物向光生长的图片，提出问题：植物在生长方向上有何特点？归纳向光性的定义。
[学生活动]观察图片、思考回答问题。
过渡：人们对向光性现象熟视无睹，而达尔文却是个有心人，他提出了“为什么”。
3.实验模拟，穿越历史
[教师活动一]达尔文实验模拟。展示实验示意图，介绍背景资料，提出问题：达尔文的研究工作对我们有什么启示？（处处留心皆学问;科学研究需要有敏锐的观察力;科学重视实证）
[学生活动一]学生讨论交流，说出实验操作过程、实验结果。提出问题：为什么要用锡箔遮盖胚芽鞘的尖端或尖端下面的一段？ 采用排除法分析这些部位与向光生长的相关性，并提出胚芽鞘的具体生长是哪一部位。
通过讨论，学生决定从胚芽鞘尖端与下面的一段画等距线来进行研究，如图1。通过预测一段时间后等距线之间的距离变化来推测胚芽鞘的具体生长部位。结果如图2，得出“胚芽鞘的具体生长部位为尖端下面的一段”的实验结果。
通过对以上实验结果的分析，学生推论：尖端是感受单侧光刺激的部位，胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下面的伸长区传递某种“影响”，造成伸长区背光面比向光面生长得快，因而使胚芽鞘出现向光性弯曲。
教师引导学生反思：达尔文的解释是不是很完美？达尔文还有什么问题没弄清楚？ “影响”是什么？后人继续做了哪些研究？
[教师活动二]詹森实验模拟。展示实验示意图，如图3所示。
[学生活动二]说出实验的操作方法、结果。得出结论：尖端产生的影响可以透过琼脂片传递给下部。
学生提出新问题：如果将琼脂片换成云母片，结果会怎样？
[教师活动三]拜尔实验模拟。展示实验示意图，如图4所示。
[学生活动三]说出实验的操作方法、结果。得出结论：胚芽鞘弯曲生长，是由于尖端产生的影响在其下部分布不均匀造成的。
学生推测：尖端向下传递的“影响”可能是一种化学物质。
[教师活动四]温特实验模拟。展示实验示意图，如图5所示。
[学生活动四]说出实验的操作方法、结果。分析实验过程，说出对照实验的必要性。得出结论：造成弯曲的影响是一种化学物质。
学生体验温特“大胆想象”的可贵性，及知道这一化学物质被命名为生长素。
4.解释原因，学无止境
[教师活动五]解释向光性的成因。展示实验示意图，如图6所示。
[学生活动五]学生分析，得出结论：植物的向光性是由于单侧光照射导致生长素在向光侧和背光侧分布不均匀造成的。生长素在背光侧比向光侧分布多，因而引起两侧的生长不均匀，从而造成向光弯曲。
[教师活动六]列举生长素的种类，导出植物激素的概念。引导学生归纳科学家科学研究的基本方法：假说演绎法，要求学生说说科学研究需要哪些优良品质。
[学生活动六]探究生长素促进生长的具体原因。讨论可能的原因有哪些，是促进细胞分裂，还是促进生长，或者是两者兼有。设计如图7所示的实验：制作临时切片，显微镜观察，结果如图7所示。
學生讨论结果：生长素促进生长的具体原因是促进细胞生长，尤其是促进细胞纵向生长。
[教师活动七]质疑：关于植物向光性原因的解释是不是很完美了？提供教材阅读资料：
20世纪80年代，有的学者用向日葵、萝卜等作为实验材料，结果发现，因单侧光照射而弯曲生长时，向光侧和背光侧的生长素含量基本相同，而向光侧的生长抑制物却多于背光侧。请上网或到图书馆查询相关的资料，并设计实验，探讨玉米的向光生长支持哪一种观点。
[学生活动七]了解到有关植物向光性原因的探究还在继续。科学往往就在类似这样的争议中不断发展，学无止境。
5.阅读自学，技能训练
[教师活动八]提供教材阅读资料：生长素的产生、运输和分布，巡视指导、答疑。
[学生活动八]阅读自学。
[教师活动九]技能训练。教师通过课件演示实验设计步骤：生长素的极性运输，如图8。请学生评价并完善实验的设计，同时评价以下结论是否严谨：
（1）下端琼脂块上的生长素来自上端的琼脂块。
（2）生长素在胚芽鞘内只能由形态学的上端运输到形态学的下端。
[学生活动九]完善实验的设计，形成批判性思维。
6.课堂小结，谈学习收获
进行课堂小结，由学生谈学习收获：通过模拟生长素发现的经典实验，我们体验了科学家探索的过程和科学知识形成与发展的过程，领悟了科学家是如何发现问题、寻找证据并在严密推理的基础上做出科学判断的，进一步理解科学知识的本质和科学研究的方法，逐步培养了科学精神。尤其是达尔文在晚年还在坚持实验，生命不息，研究不止，他的这种精神给我们留下更多的感动，也值得我们学习。
四、教学反思
教学本身就是一种探究。教学不应只是一种知识的传输过程，而应是一种使学生产生稳定的探究心向并积极探究的过程。教师应把要学习的知识置于多种、具有一定复杂性的问题情境中，使学生形成知识的多角度理解，建构自己所坚持的判断和信念。探究，未必一定要亲自动手实验，而重在培养学生的思维品质和探究意识，在关注学生获取知识的同时，更要关注学生的素养培养和可持续发展。
发问是教学的一种常态。伟大的教育家陶行知说过：“发明千千万，起点是一问。智者问得巧，愚者问得笨。”这句话阐述了问的重要性。因此，教学中教师不仅要注重课堂提问的艺术，通过设置问题情境，激起学生的认知矛盾，还要引导学生提出问题，进行发问。发问不等同于提问，发问着眼于学生的学习活动和学习行为，唤起和组织学生产生问题、提出问题的意识 ，把学生培养成提出问题的主体，使学生主动参与教学，勇于提问，敢于探究。
教学是师生间、生生间的一种正常交往。交往需具备四个条件：一是双方，单方不可交往;二是平等，你居高临下，人家自不敢与你交往;三是自由，只有在比较自由宽松的氛围中才最有利于发挥每一个人的聰明才智，没有拘束，表达才自由;四是双赢，交往双方都有收获，有利于交往的可持续进行。课堂务必要优化师生交往的条件，从而实现师生合作共赢，取得好的教学效果。
（责任编辑 黄春香）
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更新时间：2025/2/11 0:37:46