【植物生长素的发现教学设计】 生长素的发现教案

  摘要:植物生长素的发现主要选取了达尔文、郭葛等科学家发现生长素的过程,通过学习可以让学生体验科学家发现问题、实验探究、严密推理、得出结论的过程,领悟科学发现的规律和科学研究的方法。
  关键词:生长素;胚芽鞘;尖端;向光性
  
  “植物生长素的发现”是苏教版高中生物必修3第二章第四节的教学内容,这一课概述了植物生长素的发现史,教材围绕生长素的发现,简要介绍了几位科学家发现生长素的几个经典实验。教科书要求教师以科学探索的过程为脉络安排教学内容,并适当总结提升,在教学过程中通过设疑、探究、指导、分析等让学生体会这些科学实验中折射出的科学研究的严谨性,并激发学生的探究欲望,为学生在以后的学习中进行探究和设计实验等打下坚实的基础。
  教学过程:
  
  一、设疑导入
  
  教师:大家学过这样的诗句:“春色满园关不住,一枝红杏出墙来”,为什么会红杏出墙?还学过“朵朵葵花向太阳”,为什么向日葵总是跟着太阳转?学生:植物的生长总是朝着光照,这是植物的向光性。教师:植物的向光性有什么意义?学生:这种现象可使植物更好地接受阳光。进行光合作用。教师:要解释清楚这些问题,和植物体内的一种激素――生长素有关。
  总结:从生活实际出发,联系生活中的一些现象,激起学生的学习兴趣。因为学生虽然在生活中都观察到过这些现象,但并不知其所以然,通过学习有一种恍然大悟之感,使学生对本节课的学习有更加深刻的印象。
  
  二、引导探索
  
  1.植物激素的概念
  指导学生阅读42页第一段。学生阅读思考概念中的重点词:产生部位、作用部位、显著调节、微量。
  2.生长素的发现过程
  教师:正如牛顿没有忽略苹果落地的本质而发现了万有引力一样,达尔文也对植物向光性的本质进行了创造性的探索,从而拉开了长达半个多世纪对生长素研究的序幕。达尔文做这个实验时已有71岁高龄,那时的达尔文已是闻名世界的大科学家。但仍在科学的道路上不停地探索着,让我们追寻着科学家的足迹一起来探讨。我们要解决问题应该靠科学实验。在实验设计过程中要特别注意:设计对照,设置单一变量,控制好无关变量。对于创造性的实践而言,选材很重要,它直接关系实验的成败。
  多媒体展示达尔文所用的实验材料
  教师:达尔文用什么做实验材料?学生:达尔文用金丝雀耩草的胚芽鞘作为实验材料,这是一种禾本科植物,它的生长速度快,便于观察实验结果。多媒体展示达尔文的实验示意图,并提出问题供学生讨论。[分组讨论观察并用语言描述实验过程,最后得出结论]教师:第一组得出什么结论?学生:第一组的实验说明在单侧光的照射下,胚芽鞘背光侧比向光侧长的快。具有向光性。教师:第一、二组对照的目的是什么?学生:第一、二组起对照作用证明胚芽鞘的生长和弯曲可能与尖端有关。由此推断:尖端可能产生某种刺激。教师:对比分析第一、三组说明什么?学生:第一、三组说明了尖端可能产生的刺激与光照无关。教师:第三、四组与第一组对照说明什么?学生:第三、四组与第一组对照说明了感光部位在胚芽鞘的尖端。教师:达尔文的实验中,胚芽鞘弯曲的部位是尖端吗?学生:尖端只有1mm-2mm,弯曲部位在尖端下部。教师:该实验的结论是什么?学生:该实验的结论是:单侧光照射使胚芽鞘的尖端产生某种刺激,这种刺激传递到下部时会造成背光侧比向光侧长得快,因而出现向光性。教师:达尔文推测,胚芽鞘的尖端不仅具有感光作用,而且可能会产生某种化学信号,并从顶端向下传送。在单侧光的照射下,导致向光侧和背光侧的细胞伸长不均匀,使植物弯向光源生长。这时达尔文已经71岁了,两年后就去世了,所以达尔文没能亲自对自己提出的假说进行验证,但他对胚芽鞘向光性实验的推测,对年轻的科学家们具有良好的导向作用。温特等学者都是依据这一假说进行科学探究的,从不同的角度验证了达尔文假说的正确性。
  多媒体展示温特实验,43页,提出问题
  教师:把接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的一侧,胚芽鞘的生长方向如何?学生:向放琼脂块的对侧弯曲生长。教师:这能不能得出结论:说明达尔文的推测是正确的?学生:不能,胚芽鞘向放琼脂块的对侧弯曲生长还有可能是琼脂块本身的作用。教师:怎样才能把这一可能排除掉?学生:用没有接触过胚芽鞘尖端的琼脂块放在切去尖端的胚芽鞘的一侧。教师:胚芽鞘的生长方向如何?学生:胚芽鞘既不生长也不弯曲。教师:现在能得出结论:胚芽鞘尖端确实产生了某种物质,这种物质从尖端向下运输。促使胚芽鞘下部某些部位的生长,因此被命名为生长素。1934年荷兰科学家郭葛等从玉米油等材料中分离出这种物质,经鉴定确定是吲哚乙酸。从1880年达尔文提出假设到1934年郭葛提取、鉴定出生长素,历时54载经过多位科学家的不懈努力才得以完成,可见科学史上的每一项发现都是来之不易的,都是科学家们的汗水和智慧的结晶,科学发现是一个不断传承的过程,我相信这个过程会在你们这里发扬光大。
  
  三、归纳总结
  
  教师让学生分析总结本节的主要内容
  胚芽鞘向光性的原因是生长素分布不均造成的,生长素的产生部位是胚芽鞘的尖端,作用部位是尖端以下的部位,感光部位是胚芽鞘的尖端,向光弯曲部位是尖端以下的部位。
  
  四、开拓升华
  
  生长素发现的实验体现了生物科学研究的基本思路:提出问题-做出假设-设计实验-实施实验-分析证据-得出结论;实验中运用了对照思想,体现了设计实验的单一变量原则。如达尔文实验的单一变量是尖端的有无,温特实验的单一变量是琼脂块是否与胚芽鞘尖端接触过。
  
  反思:
  本教学设计依据新课程标准,挖掘了教学内容中的科学探究内涵,充分利用它让学生理解知识的产生和发展过程,掌握科学探究的基本方法,达尔文、温特等的实验,既包含了科学家持之以恒的品质又反映了科学家在研究过程中的创造性思维过程,在潜移默化中培养了学生的探究精神和创造性思维品质。同时让学生了解科学探究的方法步骤及在科学探究实验设计时应注意的问题,激发学生学习科学知识的兴趣,提高学生的创新能力。

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