《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》教學(xué)設(shè)計

《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》教學(xué)設(shè)計1學(xué)情分析本節(jié)課為高三第一輪復(fù)習(xí)課。學(xué)生在高二時學(xué)習(xí)過本節(jié)課的內(nèi)容，對相關(guān)科學(xué)家所進(jìn)行的經(jīng)典實驗已有所了解，通過閱讀教材及完成學(xué)案，一般都能夠快速回憶起相關(guān)的實驗過程和結(jié)論。但是，對科學(xué)家們設(shè)計實驗的思路以及所遵循的原則，學(xué)生可能不完全清楚。此外，學(xué)生的實驗與探究能力普遍較差，對于高考考綱中提出的“具備驗證簡單生物學(xué)事實的能力，并能對實驗現(xiàn)象和結(jié)果進(jìn)行解釋、分析和處理”的要求，學(xué)生較難達(dá)到。2教材分析本節(jié)課是人教版必修三第三章“植物的激素調(diào)節(jié)”的第一節(jié)，內(nèi)容包括植物生長素發(fā)現(xiàn)過程中的一系列經(jīng)典實驗，以及生長素的產(chǎn)生、運輸和分布。高三第一輪復(fù)習(xí)中，為了充分利用植物生長素發(fā)現(xiàn)過程中的經(jīng)典實驗訓(xùn)練學(xué)生的實驗與探究能力，將原屬于第1節(jié)內(nèi)容的“生長素的產(chǎn)生、運輸和分布”并入第2節(jié)“生長素的生理作用”。教材中關(guān)于“生長素的發(fā)現(xiàn)過程”部分，圖文并茂，對經(jīng)典實驗的過程和結(jié)論都有詳細(xì)的介紹，為學(xué)生自主預(yù)習(xí)提供了保證。3設(shè)計思想本節(jié)課的重點和難點在于落實學(xué)生對科學(xué)研究的一般過程及實驗設(shè)計的基本原則的理解和運用。教材中的經(jīng)典實驗，為學(xué)生了解科學(xué)研究的過程和實驗設(shè)計的基本原則提供了范本，通過引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行分析、對設(shè)計方案進(jìn)行對比，可以使學(xué)生對實驗設(shè)計的基本原則（如“單一變量原則”“對照原則”）有更深入的理解。在此基礎(chǔ)上，組織學(xué)生自行設(shè)計進(jìn)一步探究的實驗，可以檢驗學(xué)生是否能夠運用實驗設(shè)計的基本原則，同時也使學(xué)生有機(jī)會體驗科學(xué)研究過程中“提出問題做出假設(shè)設(shè)計實驗方案預(yù)期實驗結(jié)果與結(jié)論”等環(huán)節(jié)，并在此過程中訓(xùn)練學(xué)生的語言組織和表達(dá)能力。本節(jié)課在學(xué)生根據(jù)學(xué)案指引進(jìn)行自主復(fù)習(xí)的基礎(chǔ)上，組織學(xué)生通過小組討論交流學(xué)案中具有相對難度的問題，再通過小組代表匯報、全班交流，有針對性地進(jìn)行解決。這樣既能充分調(diào)動學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，又能發(fā)揮集體的智慧，高效率地落實本節(jié)課的重點和難點。4教學(xué)目標(biāo)4.1知識目標(biāo)（1）了解植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程；（2）解釋植物向光彎曲生長的原因。4.2能力目標(biāo)（1）理解生物實驗設(shè)計的一般過程和基本原則；（2）根據(jù)生物實驗設(shè)計原則，對經(jīng)典實驗進(jìn)行分析和評價；（3）在經(jīng)典實驗的基礎(chǔ)上，設(shè)計實驗進(jìn)行進(jìn)一步的探究。4.3情感態(tài)度與價值觀目標(biāo)（1）體驗實驗設(shè)計過程中對思維縝密性的要求；（2）理解科學(xué)發(fā)展的基本過程，懂得科學(xué)發(fā)展的艱辛和“繼承前人”的一般規(guī)律。5教學(xué)重點與難點5.1教學(xué)重點（1）植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程；（2）生物實驗設(shè)計的基本過程和主要原則。5.2教學(xué)難點運用生物實驗設(shè)計原則對經(jīng)典實驗進(jìn)行評價及自行設(shè)計實驗。6教學(xué)手段6.1多媒體課件及電子白板利用PPT課件呈現(xiàn)實驗流程圖，以及學(xué)生小組討論的問題；利用電子白板進(jìn)行小組匯報，呈現(xiàn)板書。6.2學(xué)案利用學(xué)案導(dǎo)學(xué)，學(xué)生課前進(jìn)行自主復(fù)習(xí)，在課堂上根據(jù)學(xué)案指引進(jìn)行小組討論。6.3互動式教學(xué)課堂教學(xué)中體現(xiàn)“教師主導(dǎo)，學(xué)生主體”的理念，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論及匯報，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行評價、總結(jié)。7教學(xué)過程(見下頁)

7.1流程圖明確本節(jié)課的重點和難點教師提問、講述，引入課題呈現(xiàn)窗邊生長的植株，問題探討；明確學(xué)習(xí)目標(biāo)明確本節(jié)課的重點和難點教師提問、講述，引入課題呈現(xiàn)窗邊生長的植株，問題探討；明確學(xué)習(xí)目標(biāo)理解實驗設(shè)計原則展示達(dá)爾文實驗示意圖，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗分析理解實驗設(shè)計原則展示達(dá)爾文實驗示意圖，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實驗分析學(xué)生觀察、討論并匯報，全班討論學(xué)生觀察、討論并匯報，全班討論練習(xí)表述實驗預(yù)期利用電子白板，學(xué)生設(shè)計探究實驗練習(xí)表述實驗預(yù)期利用電子白板，學(xué)生設(shè)計探究實驗學(xué)生代表板圖，全班討論學(xué)生代表板圖，全班討論運用設(shè)計原則進(jìn)行評價價學(xué)生觀察、討論并匯報，全班討論運用設(shè)計原則進(jìn)行評價價學(xué)生觀察、討論并匯報，全班討論展示其他經(jīng)典實驗，學(xué)生討論，對比分析展示其他經(jīng)典實驗，學(xué)生討論，對比分析呈現(xiàn)進(jìn)一步探究的問題，學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計運用設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計小組討論并匯報，全班討論呈現(xiàn)進(jìn)一步探究的問題，學(xué)生進(jìn)行實驗設(shè)計運用設(shè)計原則進(jìn)行設(shè)計小組討論并匯報，全班討論總結(jié)實驗設(shè)計基本原則總結(jié)實驗設(shè)計基本原則回顧本節(jié)課重點和難點，小結(jié)回顧本節(jié)課重點和難點，小結(jié)流程圖標(biāo)識：媒體應(yīng)用，師生活動教學(xué)內(nèi)容，教師活動媒體應(yīng)用，師生活動教學(xué)內(nèi)容，教師活動設(shè)計意圖學(xué)生活動設(shè)計意圖學(xué)生活動

7.2教學(xué)過程詳表教學(xué)階段教師活動學(xué)生活動設(shè)置意圖時間安排導(dǎo)入1、問題探討（PPT2）這棵放在窗邊的植株，由于只有一側(cè)能接受光照，出現(xiàn)了朝向光源方向生長的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象叫做什么？（向光性。）2、明確學(xué)習(xí)目標(biāo)“植物向光性的原因是什么？”19世紀(jì)末，達(dá)爾文對這一現(xiàn)象產(chǎn)生了好奇，開始設(shè)計實驗探討這一問題。經(jīng)過一代又一代科學(xué)家的努力，人們發(fā)現(xiàn)了生長素，成功地解釋了植物向光性生長的原因。（PPT3）今天這節(jié)課，我們要復(fù)習(xí)的“生長素的發(fā)現(xiàn)過程”，其實也是科學(xué)家們探究植物向光性原因的過程。我們不僅要了解這些過程，解釋植物向光性的原因，更重要的是，我們要通過分析、評價經(jīng)典實驗，理解實驗設(shè)計的基本原則，并嘗試設(shè)計進(jìn)一步探究的實驗。1、觀察圖片,回答問題2、聆聽,了解學(xué)習(xí)目標(biāo)。3、進(jìn)入本節(jié)主題聯(lián)系生活，引入課題明確本節(jié)課的重點和難點1min達(dá)爾文的實驗1、提出問題（1min）首先，我們來回顧達(dá)爾文的實驗。達(dá)爾文以金絲雀虉草的胚芽鞘為材料，設(shè)計了四組實驗。（PPT4）這四組實驗是在什么環(huán)境條件下進(jìn)行的呢？（單側(cè)光照射）我們在具體的實驗操作中，可以通過什么方法創(chuàng)造這種單側(cè)光照射的條件？（暗箱開口或用極細(xì)的光束照射）2、研究實驗操作過程、分析實驗結(jié)果（2min）各組實驗的結(jié)果如何？（學(xué)生齊答）3、小組討論，分析實驗（2min）僅僅了解實驗過程和結(jié)果是不夠的，我們還要進(jìn)一步去分析，達(dá)爾文為什么要設(shè)計這四組實驗。請同學(xué)們四人為一組，討論分析：哪些組可以形成對照？單一變量是什么？能夠得出什么結(jié)論？4、學(xué)生匯報，教師評價（5min）哪些組可以形成對照？單一變量是什么？能夠得出什么結(jié)論？哪位同學(xué)愿意上來向大家匯報你們的討論結(jié)果？（切換到電子白板）（生一：第一組和第二組可形成對照。單一變量是有無胚芽鞘尖端，實驗結(jié)論是胚芽鞘的彎曲和生長都與尖端有關(guān)。）第一組和第二組的對照實驗，得出了胚芽鞘的彎曲生長與尖端有關(guān)的結(jié)論，那么胚芽鞘的尖端與胚芽鞘的彎曲生長究竟是什么關(guān)系呢？達(dá)爾文是通過哪些組的對照實驗來探究的？（生二：第一組和第三組之間形成對照。單一變量是胚芽鞘尖端是否遮光。實驗結(jié)論是：尖端要感受到光，才能使胚芽鞘彎曲生長，即胚芽鞘尖端能夠感受光的刺激。）通過第一組和第三組對照，達(dá)爾文發(fā)現(xiàn)感光部位在尖端，那是不是只有尖端感光呢？達(dá)爾文是如何解決這個問題的？（生三：第一組和第四組之間形成對照。單一變量是胚芽鞘尖端以下部位是否遮光。實驗結(jié)論是：尖端以下部位是否遮光對胚芽鞘的彎曲生長沒有影響，說明胚芽鞘尖端以下部位不感光。）通過達(dá)爾文的這四組實驗，我們明確了胚芽鞘尖端在胚芽鞘向光彎曲生長中的具體作用——感受光的刺激。由此我們知道，達(dá)爾文的實驗回答了一個問題（電子白板，“感光部位是？”）而問題的答案是（電子白板，“尖端”）。1、思考并回答問題2、觀察，描述實驗結(jié)果3、小組討論4、學(xué)生代表匯報結(jié)果，全班討論了解具體的實驗操作方法訓(xùn)練學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行表述的能力學(xué)生運用實驗設(shè)計原則對現(xiàn)成的實驗進(jìn)行分析訓(xùn)練學(xué)生運用實驗設(shè)計原則分析實驗強(qiáng)調(diào)結(jié)論，提示不同組對照實驗之間的邏輯關(guān)系強(qiáng)調(diào)結(jié)論，形成問題鏈10min探究實驗設(shè)計1——探究彎曲生長的部位在哪里1、提出問題（1min）感光部位是胚芽鞘的尖端，那么胚芽鞘彎曲生長的部位又在哪里呢？同學(xué)們有沒有辦法用一個簡單的小實驗加以探究？1min時間快速思考。（若學(xué)生想不出來，可提示：用作標(biāo)記的方法）2、學(xué)生介紹實驗方案及預(yù)期結(jié)果和結(jié)論（3min）可能出現(xiàn)的答案：在胚芽鞘上畫等距橫線，看生長之后橫線之間的距離?；蛟谂哐壳噬袭嬕粭l直線，看直線斷裂的位置。如果發(fā)生彎曲生長的部位是在尖端，會出現(xiàn)什么樣的結(jié)果？（尖端部位橫線之間的距離增大；或尖端部位的直線發(fā)生斷裂。）如果發(fā)生彎曲生長的部位是在尖端以下，又會出現(xiàn)什么結(jié)果？還有沒有別的可能性？通過科學(xué)家用類似的實驗探究，最終確定，發(fā)生彎曲生長的部位是在尖端以下。（電子白板）1、思考問題，簡要作答2、討論多種可能性，描述實驗預(yù)期的結(jié)果和結(jié)論考驗學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力訓(xùn)練預(yù)期實驗結(jié)果的能力4min其他科學(xué)家的實驗1、過渡（1min）在上述兩個問題解決之后，達(dá)爾文做出了大膽的假設(shè)（PPT5），他認(rèn)為……他的推論是極具想象力的，科學(xué)研究很多時候就是需要“大膽假設(shè)”的，但同時，更需要“小心求證”。在他的推論中，有哪些問題是需要進(jìn)一步求證的？（1）尖端產(chǎn)生的影響究竟是什么？（2）為什么伸長區(qū)兩側(cè)生長不均勻？（電子白板）2、相關(guān)實驗結(jié)果分析（3min）這兩個問題為科學(xué)家們指引了后續(xù)研究的方向。詹森、拜爾和溫特這3位科學(xué)家在這兩個問題上取得了突破性的進(jìn)展。請同學(xué)們快速瀏覽教材P.47，了解這三位科學(xué)家的實驗過程和實驗結(jié)論。（電子白板）詹森的實驗結(jié)論是什么？回答了什么問題？（他認(rèn)為這種影響可能是一種化學(xué)物質(zhì)。尖端產(chǎn)生的影響是什么？）拜爾的實驗結(jié)論是什么？回答了什么問題？（他認(rèn)為，是伸長區(qū)兩側(cè)生長素分布的不均勻所致。為什么伸長區(qū)兩側(cè)生長不均勻？）溫特的實驗?zāi)兀浚ㄟM(jìn)一步證明胚芽鞘彎曲生長確實是由一種化學(xué)物質(zhì)引起的，這種物質(zhì)被命名為生長素。板書）后續(xù)又有科學(xué)家先后從人尿、高等植物中分離出了生長素，確認(rèn)它的化學(xué)本質(zhì)是IAA，具有類似效應(yīng)的物質(zhì)還有PAA、IBA（電子白板）。3、相關(guān)實驗設(shè)計分析（6min）了解了這3位科學(xué)家的實驗過程和結(jié)論之后，我們從實驗設(shè)計的角度來探討3個問題。（PPT6）請同學(xué)們小組討論2min。學(xué)生代表匯報討論結(jié)果。（1）為什么溫特的實驗比詹森的實驗更能說明尖端產(chǎn)生的影響是化學(xué)物質(zhì)？（PPT7）（設(shè)置了對照實驗，設(shè)計更完善；用瓊脂塊將胚芽鞘尖端的物質(zhì)轉(zhuǎn)移出來，觀察其作用效果，得出的結(jié)論更可信。）（2）拜爾的實驗為何要在黑暗中進(jìn)行？溫特的實驗是否也要在黑暗中進(jìn)行？（PPT8）（拜爾的實驗，是利用尖端擺放位置的不同來控制其產(chǎn)生的影響的不均勻分布，由于尖端仍然存在，可能會因為感受到光刺激而影響到實驗單一變量的控制。溫特的實驗是把尖端切下來放到瓊脂塊上，再將瓊脂塊放到去除了尖端的胚芽鞘上，光照對此時胚芽鞘的彎曲生長沒有影響，所以不用在黑暗中進(jìn)行。）（3）根據(jù)上述實驗推測，植物向光彎曲生長的原因是什么？（PPT9）（單側(cè)光引起生長素分布不均勻，向光側(cè)生長素少于背光側(cè)。電子白板）1、思考，回答問題2、閱讀教材，回答問題小組討論學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，運用單一變量原則和對照原則，對實驗進(jìn)行對比分析理解科學(xué)研究的思路學(xué)生自行回顧實驗過程及結(jié)果學(xué)生嘗試?yán)斫饪茖W(xué)家的實驗設(shè)計思路嘗試對實驗進(jìn)行對比分析，強(qiáng)化對單一變量原則、對照原則的理解10min探究實驗設(shè)計2——光是如何引起生長素分布不均勻的？1、過渡光是如何引起生長素分布不均勻的？這個問題就留給了同學(xué)們來思考。（PPT10）2、做出假設(shè)（3min）針對這個問題，你的假設(shè)是什么？可能的答案：（1）單側(cè)光引起向光側(cè)的生長素分解/單側(cè)光抑制向光側(cè)的生長素合成（2）單側(cè)光引起生長素從向光側(cè)向背光側(cè)運輸針對這兩個不同的假設(shè)，我們要控制的單一變量是什么？（有無光照，有無阻斷生長素的橫向運輸）3、設(shè)計實驗（3、min）你如何根據(jù)單一變量來設(shè)計對照實驗，以驗證你的假設(shè)？請同學(xué)們進(jìn)行小組討論，在學(xué)案上畫出實驗示意圖，寫出預(yù)期的實驗結(jié)果和結(jié)論。時間3min。4、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論（4min）匯報實驗設(shè)計方案，及預(yù)期結(jié)果和結(jié)論（利用電子白板，學(xué)生進(jìn)行講解，4min）5、分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論（2min）補充其他實驗設(shè)計方案，引導(dǎo)學(xué)生分析實驗結(jié)果，得出結(jié)論。做出假設(shè)根據(jù)假設(shè)確定單一變量小組討論實驗方案學(xué)生代表匯報實驗方案，全班討論分析單一變量、預(yù)期結(jié)果和結(jié)論訓(xùn)練做出假設(shè)的能力訓(xùn)練實驗設(shè)計的能力訓(xùn)練學(xué)生的表達(dá)能力12min小結(jié)在達(dá)爾文等科學(xué)家及同學(xué)們的共同努力下，關(guān)于“植物向光性的原因”這個問題，總算有了確切的答案。（師生共同解釋植物的向光性，PPT11）同學(xué)們，我們現(xiàn)在解釋植物的向光性只花了不到一分鐘的時間，而對這個問題的研究卻經(jīng)歷了半個多世紀(jì)?？梢?，科學(xué)研究是多么漫長、艱辛的過程。通過回顧生長素的發(fā)現(xiàn)過程，我們可以看到，指引研究方向的最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)是什么？（提出問題）科學(xué)家們解決問題的方法是什么？（設(shè)