高中《植物生长素的发现》
一、设计思路
（一）教材分析
“植物生长素的发现”是《生命科学高中第二册（试用本）》（上海科学技术出版社）教材中第5章第5节“植物生长发育的调节”中的内容。这章节的教学内容安排在“内分泌系统中信息的传递和表达”之后，看似独立，实际具有一定的连续性。学生通过进一步学习植物生命活动的调节方式，能更好地了解动植物调节方式具有的明显区别，也有利于学生对生命系统形成整体的认识。
教材以科学家探索生长素的发现历史为主线，分别介绍科学家们如何通过发现问题—提出假设—设计实验—实施实验的科学探究历程，发现植物向光弯曲的原因、生长素的产生部位和作用部位，以及生长素的运输方式。通过科学发现史的学习，引导学生体验科学家发现生长素的科学探索过程，加深对有关概念的理解，初步学习科学研究的基本方法并感悟科学家们具备的科学素养；通过评价探究生长素运输方式的实验设计和结论，训练学生逻辑思维的严谨性，培养学生如何根据已知的知识、给定的事实和条件，归纳相关信息，并对自然科学问题进行逻辑推理和论证，得出正确的结论或做出正确的判断。同时引导学生学会依据科学实验的要素来分析实验设计的严密性，提出改进意见，运用科学探究的一般方法。
（二）学情分析
学生已学习了本册教材中“生物对信息的传递和表达”“神经系统中信息的传递和表达”以及“内分泌系统中信息的传递和表达”等相关内容及动物激素对生物体的调节方式和意义，这些知识积淀对学生进一步探究植物激素的调节方式有一定的帮助。同时，学生通过生命科学第一册的学习，基本掌握了科学探究的一般方法，具有一定的生命科学学科素养，这也将有利于学生更好地探究“生长素的发现过程”。此外，复旦附中的学生具有较强的学习能力，并具备一定的思维水平和语言表达能力，这为教师在本节课中开展学生探究性学习、提出大胆的实验猜想、设计并改进实验设计等教学环节提供了有利的教学保障。
（三）基本思路
本节课是以科学家探索生长素的发现历史为主线，并将科学家的探索实验和科学的实验方法贯穿于整堂教学内容中。
首先，教师以在日常生活中植物向光性的现象作为问题引入，在课前引导学生提出“植物向光性原因”的大胆猜想，激发学生对本节课学习内容的兴趣。在课堂上，先请学生交流、分享实验设计的初步方案，教师再介绍达尔文对植物向光性研究所提出的假设、实验设计和实验假说，引导学生跟随达尔文的科学探究的历程，讨论实验设计的成功因素，并初步学会如何根据实验结论提出实验假说。根据达尔文父子提出的假说：“胚芽鞘尖端受单侧光刺激后，就向下传递某种影响，造成植物向光弯曲生长”，引导学生思考：“怎么证明这种影响是从胚芽鞘尖端传递到尖端以下部位的？”通过学生的讨论和回答，引出鲍森•詹森的验证实验。接着，教师继续追问：“这种影响与光照有关吗？这种影响是如何使胚芽鞘弯曲生长的呢？”激发学生探究的积极性，并引出拜尔的验证实验。随后，教师进一步提问：“你认为这种影响会是什么？科学家会如何进一步探究呢？”引导学生进一步探究这种“影响”的实质，从而引出温特的实验及生长素的命名等相关知识。植物生长素的探索历程经历了50多年，在课堂上，教师通过层层递进的“问题串”形式，激发学生对植物生长素的探秘，并通过“生生互动”和“师生互动”的形式，解开生长素的奥秘。同时，在学生探究性学习和探索科学发现史的过程中，初步学会科学实验设计的基本思维和研究方法，这为接下来评价实验设计和结论奠定基础。其次，学生在课堂上经历科学家们对“生长素发现史”的一系列探索实验，感悟科学家们善于观察日常生活中熟视无睹的植物向光性现象并设计实验来研究，经历一代又一代人的探索，才能一步一步接近事实真相的科学探究的精神。
接着，教师通过出示“单侧光引起生长素分布不均匀的假说”以及“关于植物向光性原因的争议”等资料，激发学生进一步思考“生长素对植物向光弯曲原理”。由于有关植物向光性原因的探究还在继续，因此教师可以通过学生的讨论和思考，引导学生体会科学往往就在类似这样的争议中不断发展和前进，让学生明白如何客观、理性地思考和探究客观真理。
然后，教师通过教材“技能训练”环节，让学生通过评价实验设计和结论来体会、运用本节课学习的科学实验设计思维和方法。同时，引导学生学会如何严密地设计实验，如何从实验结果推理出结论，培养严谨的科学态度，并能初步学会如何对实验方案进行改进。接着请学生通过对实验设计的改良来总结、归纳生长素的产生、运输和分布。
最后，教师先请同学总结、归纳本节课的学习重点，接着提问：“你认为成为一名科学家必须具备哪些条件呢？”激发学生对于科学家科学思维、科学素养和科学探究精神的深入思考，感悟科学家的探究精神和不断研究的科学态度。
二、教学目标
（一）知识与技能
1．知道植物生长素的发现过程。
2．理解发现生长素的过程和方法。
3．初步学会实验设计的方法。
（二）过程与方法
1．通过对科学实验材料的分析，经历植物生长素的发现过程。
2．通过阅读补充材料和文字，感受科学是在争议中不断发展的。
3．通过评价实验设计和结论，初步学会科学探究实验的一般方法。
（三）情感态度与价值观
1．体会植物激素对其生命活动调节的意义。
2．感悟科学家追求客观真理、科学探究和不懈探索的精神。
三、教学重点和难点
（一）重点
生长素的发现过程。
（二）难点
1．探究生长素发现过程的实验方法。
2．科学实验设计严谨性分析。
四、教学准备
多媒体课件、教材。
五、教学过程
（续表）
（续表）
（续表）
（续表）
六、学习单《植物生长素的发现》的预习
（续表）
七、学习单《植物生长素的发现》学案
（一）生长素的发现过程
1．科学家们的实验
2．植物具有向光性的原因：__________
（二）生长素的产生、运输和分布
1．生长素的产生部位：__________
2．生长素在胚芽鞘、芽、幼叶和幼根中，进行_____运输。（极性运输/非极性运输）
在成熟组织中，通过韧皮部进行_____运输。（极性运输/非极性运输）
3．生长素在植物各器官中都有分布，相对集中分布在_____部位，如：_____
（三）拓展
某研究性课题小组的同学对植物生长素非常有兴趣，设计了如下实验以探究单侧光是使胚芽鞘尖端的生长素转移了，还是将生长素分解了。请回答下列问题。
1．某同学研究植物向光性的原因时，进行了如下图甲、乙所示的实验证明：__________，理由是__________。
2．另一同学设计了如下图丙、丁所示的实验，将经过图丙处理后的琼脂块分别放在切去胚芽鞘尖端的切面上，一段时间后，观察胚芽鞘的生长情况。
八、实验结果
（1）若胚芽鞘的长度关系为_____（用abcd及数学表达式表示），则说明单侧光使胚芽鞘尖端的生长素转移了。
（2）若胚芽鞘的长度关系为_____（用abcd及数学表达式表示），则说明单侧光将_____。
拓展部分参考答案：（1）单侧光引起生长素从向光侧更多地移向背光侧，图乙中向光侧的生长素若被光分解了，则植物应弯向光源生长。
（2）① c<a＝b<d
② c<a＝b＝d生长素分解了
九、评析
本教学设计重点分析了生长素的科学发现史所承载的科学家探究过程与方法，科学家创造性的研究思路和严谨的科学态度，体现了注重挖掘情感态度价值观的教育理念。目标设计符合课标、学科内容特点和学生实际。
根据资优学生的特点，将教材中的演示实验安排到了预习中，采用课前指导预习的方式，给予学生充分思考的时间，有利于激发学生的学习兴趣，培养学生发现问题、提出假设的科学思维方法。
在教学过程的设计中，以科学史实为背景，以问题为中心，以逻辑推理为手段，并配以资料和图片，指导学生寻根问底，走进科学家的探究历程。在学习过程设计中，引导学生描述生物学现象，总结归纳生长素的产生、运输和分布，培养学生观察、表述、归纳的能力。学生通过体验生长素的发现过程，既加深了对有关概念的理解，领悟了科学研究的方法，又能在情感态度价值观方面得到发展。
建议使用教材栏目中的显微观察，使学生能从微观层面了解胚芽鞘的弯曲是由于背光侧细胞的伸长引起的。另外，学生在预习中提出的大胆猜测，教师在教学过程中需怎么解决，在设计中有所表述就更好了。
（王生清）