《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》教學設計

一、教學目標

1.知識目標

(1)概述植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程

(2)闡述生長素的產生、運輸與分布。

(3)領會生長素發(fā)現(xiàn)過程中有關實驗的現(xiàn)象和結論。

2.能力目標

(1)通過探究實驗的參與，培養(yǎng)學生動手能力，提高實驗技能。

(2)通過問題的提出，學生設計實驗，培養(yǎng)學生提出問題，分析問題，解決問題的能

力及創(chuàng)新能力。

(3)通過學生查閱有關資料，培養(yǎng)學生收集、處理資料和信息的能力以及知識的遷移

和重組能力。

3.情感目標

體驗科學探究的過程，體驗科學實驗的辛苦和成功的樂趣，養(yǎng)成嚴謹?shù)膶嶒炞黠L、求實

的科學態(tài)度、探索未知的科學精神及團結合作的精神。

二、教學重、難點

1.重點及分析：生長素發(fā)現(xiàn)過程是本節(jié)課的重點。

在科學研究與發(fā)現(xiàn)的歷史過程中，不斷發(fā)生著觀察(包括實驗觀察)、根據(jù)觀察發(fā)現(xiàn)問

題并提出問題、根據(jù)分析提出假說和對假說的求證活動。課文中所介紹的生長素發(fā)現(xiàn)歷史中

的四個實驗，完整地再現(xiàn)了一個假說的提出和求證過程，是對學生進行科學史教育的極好素

材。同時也是學生體會科學研究的實驗方法以及嚴謹?shù)乃季S邏輯過程。

2.難點及分析：

①生長素發(fā)現(xiàn)的實驗設計及科學實驗設計的嚴謹性分析是本節(jié)的教學難點。

在探索胚芽鞘向光生長的過程中，以科學嚴密的邏輯思維引導學生層層設疑、合作探究

設計實驗來解決。這個能力對于學生來說有難度也有挑戰(zhàn)性，運用科學方法：假說-演繹法

解決這個教學難點。初步學會遵守實驗設計中的單一變量原則和對照原則，學會分析實驗設

計，得出相應結論，訓練邏輯思維的嚴密性。

②生長素的產生、運輸和分布。

學生對芽、頂端分生組織、形成層、形態(tài)學上端等缺乏感性認識，通過圖片展示加深印

象，感悟形象思維到抽象思維的轉換。

三、教法分析

1、設計理念

通過創(chuàng)設情景，培養(yǎng)學生自主合作探究意識，通過引導生生交流、師生評價，獲取知識。

“創(chuàng)設情境現(xiàn)象一發(fā)現(xiàn)提出問題一合作探究/合作發(fā)現(xiàn)一釋疑一歸納一反饋一應用”為施教

方法，完成目標。

2、主要教法：

a.達爾文實驗

回顧科學的研究方法——發(fā)現(xiàn)問題——提出假說——設計實驗驗證假說——得出結論,

以此為思路展開教學，生生合作制定探究方案、預測結果、得出結論，突出知識線索對向光

性的可能原因的推測，同時教師引導歸納實驗設計方法和要點。

b.詹森、拜爾、溫特實驗

知識上以問題引導閱讀合作討論突破為線索，方法上遷移達爾文實驗設計方法判斷詹森

實驗的巧妙之處,補充對照實驗，對比拜爾實驗和達爾文實驗領悟單側光引發(fā)向光生長原因。

c.生長素的產生、運輸、分布

以幻燈片展示圖片、識圖、填圖牽引閱讀興趣、抽象知識形象化，理解應用知識。

四、教學過程

I、導入

游園不值

宋葉紹翁

應憐屐齒印蒼苔,

小扣柴扉久不開。

春色滿園關不住,

一枝紅杏出墻來。

設問：紅杏為什么會出墻呢？大家推測一下，植物這種現(xiàn)象應該與怎樣的環(huán)境因素有關?

（觀看視頻植物的向光性）通過觀看視頻，問：視頻中的植物出現(xiàn)不同變化的原因是受到什

么的刺激？學生總結：

向光性的定義：在單側光的照射下，植物朝向光源方向生長的現(xiàn)象叫做向光性。

設問：大家思考向光性的原因是什么呢？

單側光照射應該是引起向光性的一個外部因素。那植物體內是否含有與向光性相適應的

內不因素嗎？

C外因：單側光的照射

向光性原因J

［內因：？

很多人對這種現(xiàn)象熟視無睹，更別提要揭示它的本質了。但有位科學家卻注意到了這個

現(xiàn)象，并對此進行了深入的思考和研究，他就是達爾文父子！

正是由于達爾文的思考和研究才揭開了生長素發(fā)現(xiàn)的序幕!今天我們就沿著科學家探究

的道路，共同體會生長素發(fā)現(xiàn)的過程！（播放達爾文實驗過程）

達爾文的探索：

問題：植物向光性的原因？

材料：胚芽鞘（結構簡單，研究方便；易取材；生長速度快，易觀察）

實驗過程:

實驗一實驗二

延伸思考：

1、達爾文的實驗中實驗一和實驗二的結論是什么？

實驗一說明向光彎曲的外界因素是單側光照。

實驗二說明彎曲生長與胚茅鞘的尖端有關。

2、感受光刺激的部位在哪里？彎曲的部位在哪里？如何設計實驗證明？

實驗：

結論：感受光刺激的部位是胚芽鞘尖端；彎曲部位是尖端下面一段。

達爾文實驗的結論：

感光部位：胚芽鞘尖端，彎曲部位：尖端以下的伸長區(qū)

根據(jù)達爾文實驗的結論，我們可以大膽的推測：

單側光照射使胚芽鞘尖端產生某種刺激，并傳到下部，造成背光面比向光面生長快，使

胚芽鞘向光生長。

問題出現(xiàn)了：這種影響是什么？為什么這種影響會導致伸長區(qū)兩側的生長不均勻？很多

科學家對這種影響進行了實驗探究，其中最著名的是丹麥科學家詹森和匈牙利科學家拜爾所

做的實驗。（播放其他科學家實驗過程）

鮑森?詹森的實驗:

實驗結論：尖端產生的影響可以透過瓊脂片傳遞給下部。

思考：詹森的實驗嚴謹嗎？（不能排除瓊脂塊自身物質對實驗的干擾，需做一組對照實

驗）

拜爾的實驗：

排除光對彎曲的影響

實驗結論：尖端產生的影響在尖端以下分布不均勻。

思考：拜爾的實驗為什么要在黑暗中進行？他的對照實驗是怎樣的？

通過詹森和拜爾的實驗我們可以推測這種影響很可能是種化學物質！要想確認這種推測,

必須用相應的實驗來證明。溫特的實驗正好完美的解決的這個問題，通過溫特的實驗證明

了影響就是一種化學物質，溫特把它命名為生長素。那么生長素的化學本質是什么呢？

1934年，郭葛等人分離出了具有生長素效應的呼I咪乙酸，并證明了生長素就是嗎I深乙

酸。

思考：根據(jù)上述科學家的實驗推測，植物向光彎曲生長的原因是什么？

推測：單側光引起生長素的分布不均勻。

解釋：（動畫演示）胚芽鞘尖端產生的生長素，在尖端下部的伸長區(qū)分布不均勻，背光

側多，向光側少，導致生長不均勻，向光彎曲生長。

現(xiàn)在向光性的內因，我們僅僅是推測，缺乏科學性和嚴謹性，必須用實驗來證明。這樣

我們就沿著科學家的步伐，繼續(xù)向前走，來證明這個問題。

探究：驗證單側光引起生長素分布不均勻（背光面多于向光面）

材料：玉米胚芽鞘尖端（多個），云母片（不透水，可阻斷物質運輸，多個），瓊脂（多

個），光源，帶一小孔的暗箱，瓊脂塊生長素含量測量器

驗證思路（示意圖）

結果預測:

分小組討論，并展示各組相應的研究成果。

結果預測：A=B,C>D

到此，我們終于找到了引起向光性的內因是什么!

C外因：單側光的照射

向光性原因J

［內因：生長素分布不均勻

/大看的發(fā)寂

植物彎向光源生長（向光性）

植物向光性的原因是什么?

感光部位：胚芽鞘尖端浮曲部位：尖端以下的伸長區(qū)

學文綏

某種“影響”是什么？為什么伸長區(qū)兩側的生長不均勻？

I證明I證明

詹森：影響可以透過瓊脂片----?拜爾：影響分布不均勻

'""""'""""""""""

影響楚二種化學物質

證^測

溫特：化學物質生長素」%一單側光引起生長素的分布不均勻

；確認背光側生長素含量比

生長素化學本質：再噪乙酹向光側生長素含量多

?犬#的發(fā)聯(lián)

1880年，英國.達爾文實驗

1910年，丹麥.詹森實驗

1914年,匈牙利拜爾實驗

1928年,荷蘭.溫特實驗

1931年，荷蘭.郭葛等分離出口引口朵乙酸

思考：通過學習生長素的發(fā)現(xiàn)過程，我們可以得出怎樣的啟示呢？

每一位科學家所取的進展可能只是一小步，眾多的一小步終將匯成科學前進的一大步。

根據(jù)前面所學習的生長素的發(fā)現(xiàn)過程，我們知道科學返現(xiàn)的一般步驟是：“發(fā)現(xiàn)問題一

提出假設（推測）-實驗驗證-得出結論”。

閱讀課本48頁“生長素的產生、運輸和分布”，填寫下面表格。

合成部位

分布

運輸特點

含量

作用效果

化學屬性

運輸方式

請一位同學回答一下，以上表格的內容。

思考：能否根據(jù)生長素的相關知識總結出植物激素的概念。

植物激素：

在植物體內合成的，從產生部位運輸?shù)阶饔貌课唬⑶覍χ参锏纳顒赢a生顯著影響

的微量有機物，統(tǒng)稱為植物激素。

通過上面的學習我們得出，生長素的運輸特點是“極性運輸”，如何才能證明這個結論

呢？有位同學做了以下一個實驗，請同學們考慮，這個實驗是否嚴謹？

評價

證明生長素只能從形態(tài)學上端運輸?shù)叫螒B(tài)學下端

探究思路及結果預測：■含IAA

I不含IAA

結論：生長素只能由形態(tài)學上端運輸?shù)叫螒B(tài)學下端

回答：缺少對照，只能證明“能從形態(tài)學上端運輸?shù)叫螒B(tài)學下端”，不能排除“可以從

形態(tài)學下端運輸?shù)男螒B(tài)學上端”，必須做一組對照實驗。

同學們思考，下面這種對照行么？

評價

證明生長素只能從形態(tài)學上端運輸?shù)叫螒B(tài)學下端

探究思路及結果預測：

土翳一［一二

結論：生長素只能由形態(tài)學上端運輸?shù)叫螒B(tài)學下端

回答：不行不能排除重力對生長素運輸?shù)挠绊憽?/p>

那么如何設置對照實驗呢？請同學們思考。

證明生長素只能從形態(tài)學上端運輸?shù)叫螒B(tài)學下端

探究思路及結果預測:

■含IAA

口不含IAA

鐮道結論噩：生偏長素只能由形態(tài)學上端運輸?shù)叫螒B(tài)學下端

植物在單側光照射下彎向光源生長。這個現(xiàn)象被解釋為“光線能夠使生長素在背光一側

比向光一側分布多”。為什么生長素在背光一側比向光一側分布多?是因為向光側的生長素

在光的影響下被分解了，還是向光側的生長素向背光側轉移了？請與同學共同探討，完成探

究方案的設計。

提示：可以參考”驗證單側光引起生長素分布不均勻”實驗。

《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》學情分析

高中階段學生的思維水平、學習能力已經(jīng)發(fā)展到較高階段，大多數(shù)學生有了獨立思考的

能力和欲望。同時學生對植物向光性生長已有了一定的了解。但是，學生創(chuàng)新意識缺乏，動

手能力不強，對具體的實驗設計、方法、步驟是知其然，不知其所以然。更耐人尋味的是,

一些學生對實驗結果對答如流，實驗操作卻不盡人意，對實驗方法不甚了了，缺乏認真求實

的科學態(tài)度和堅持不懈的科學精神。因此，在課堂上著重引導學生理解一系列實驗的設計理

念。

此教學過程面對的學生基礎相對較弱，他們對生物學現(xiàn)象具有一定的興趣，但科學思維

和學習的耐性比較差，習慣于被動的接受性學習，主動的思考和質疑較少。本節(jié)內容中植物

向光性的原因和分析，相關實驗現(xiàn)象的解釋在課標要求中都達到理解水平，所以要特別注意

培養(yǎng)學生對生長素發(fā)現(xiàn)歷程的理解和分析能力。植物向光性現(xiàn)象，學生在日常生活中有過接

觸，具有一定的感性認識。學生經(jīng)過新課程必修1的學習，對科學探究方法有了一定的了解，

學生對求解向光性成因問題，應該有一定的思維基礎。在此基礎上，學生的抽象思維能力、

邏輯推理能力逐漸增強，面對新奇而富于思考的問題，學生有探究的欲望。

本章節(jié)相對獨立，學習起來有一定的難度，但學生在第2章學習了動物和人體生命活動

的調節(jié)，對于激素對生物生命活動的調節(jié)有了初步認識，為學習理解本章節(jié)植物激素對生命

活動的調節(jié)打下了較好的基礎。本章節(jié)與實際生活聯(lián)系比較密切，學生會有較大的興趣，但

有些內容比較抽象，比如科學家的探究過程，實驗的設計評價，對于邏輯推理能力及對實驗

現(xiàn)象的分析能力都有限的高一學生，需要教師的啟發(fā)引導,讓他們通過實驗設計去體驗探究。

因此，在教學過程中，教師應注重啟發(fā)引導學生進行探討，通過精心設置疑問，激發(fā)學生進

行探究和學習的興趣，培養(yǎng)學生的分析和理解能力。

《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》效果分析

本節(jié)內容教學基本符合預期的教學設計思想,模擬科學發(fā)現(xiàn)的過程,提高學生獲取信息、

分析解決問題的能力以及探究能力。在能力和價值觀方面，通過對“生長素的發(fā)現(xiàn)過程”的

教學，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)乃季S能力，樹立科學的世界觀。通過對“生長素的產生、運輸和分布”

的教學，培養(yǎng)學生運用所學知識解決問題的能力，聯(lián)系生活實際能力，運用知識的能力。學

生也可以根據(jù)學習過程中發(fā)現(xiàn)的問題自己設計相關的實驗,從而培養(yǎng)學生掌握實驗設計和觀

察的方法以及創(chuàng)新能力。

1.教學過程中比較好的地方表現(xiàn)在：

(1)用問題和動畫相結合，讓學生帶著問題觀察探究動畫模擬的實驗過程，明確每個

實驗的自變量、因變量和無關變量，懂得科學研究實驗的一般方法：發(fā)現(xiàn)問題一提出假設

一設計實驗(要有對照，控制單因子變量等)一實驗驗證一分析結果，得出結論。在實驗中，

善于引導學生發(fā)現(xiàn)問題，提出假設，設計實驗繼續(xù)探究。教學過程設計的邏輯性好，一環(huán)扣

一環(huán)，層層推進。

(2)鮑森.詹森實驗教學中，能引導學生發(fā)現(xiàn)該實驗的不足之處。通過簡述1913年科

學家用云母片做的實驗，然后由學生來補充對照組，完善鮑森.詹森的實驗，增強了實驗的

嚴謹性，強化設計實驗時應該控制的變量問題，從而在學生的認知領域里初步構建出設計對

照實驗的知識體系。

(3)在向光性教學中，動畫演示過程，可以使學生形成直觀的認識，明確植物向光生

長的內部原因，并為后面學習生長素的生理作用作鋪墊。

(4)知識主干和呈現(xiàn)方式清晰，從導入到知識點細化，到知識點聯(lián)系比較，再到知識

應用，脈絡清楚，利于學生接受。

2.教學過程中有待改進的地方表現(xiàn)在：

(1)由于上課時前后聯(lián)系拓展，增大信息量，使教學時間不足，造成“生長素的產生、

運輸、分布”這部分比較趕，不能很好展開。

(2)在問題的有效討論的層面上看，部分問題顯得比較簡單或容易限制學生的思維。

采用了引導探究式的教學方法后，教師通過創(chuàng)設自主合作的學習情景、平等融洽的人際

環(huán)境，激發(fā)學生的學習積極性。教師由單純的信息表達者轉變成信息的組織者；學生不是被

動地接受知識，而是走進科學家的探究歷程，在觀察和思考中，愉快地學習，處于主體地位。

這樣在課堂教學過程中通過師生互動、生生互動，讓課堂充滿了活力，新課改理念得到了落

實。

《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》教材分析

“植物生長素的發(fā)現(xiàn)”一節(jié)是新課程標準教材人教版生物必修3第3章第1節(jié)的內容,

是在前面學習了有關動物和人體生命活動的調節(jié)基礎上學習的。學生對激素調節(jié)的機理有所

理解。通過本節(jié)的學習，讓學生了解生長素的發(fā)現(xiàn)過程和生長素的發(fā)現(xiàn)、運輸及分布。

本節(jié)內容在結構體系上體現(xiàn)了人們對科學理論的認識過程和方法,是進行探究式教學的

極佳素材。在教學中，通過發(fā)揮學生的主體作用，優(yōu)化課堂結構，妙用科學史實例，把知識

的傳授過程優(yōu)化成一個科學的探究過程，讓學生在探究中學習科學研究的方法，從而滲透科

學方法教育。

作為本章開篇節(jié)，以科學探索過程為脈絡來安排教學內容，具有探究性的特點；文本呈

現(xiàn)圖文并茂，具有直觀性的特點，這些特點為教師實施探究式教學提供了有力支撐。教材通

過層層深入揭示了植物向光性這一生命現(xiàn)象是在生長素調節(jié)作用下產生的個體適應性，隨著

生長素的發(fā)現(xiàn)，學生認識到植物激素的存在，并初步了解生長素作用——促進生長，這也為

繼續(xù)探索第二、三節(jié)生長素的其他生理作用及激素應用奠定基礎，本節(jié)內容起著承上啟下的

作用。

生長素的發(fā)現(xiàn)史滲透著科學的思維方法和研究方法，體現(xiàn)了科學探究的一般過程，為組

織學生進行科學探究提供了良好素材。還可以利用胚芽鞘作材料還可以進行許多新的研究內

容，讓學生參與到探究的過程中，在探究過程中獲取知識，發(fā)展技能，培養(yǎng)能力。因此，本

節(jié)在高中生物教學內容中處于相當重要的地位，既是培養(yǎng)學生科學研究能力的很好的載體,

更是歷年高考的熱點。

施行探究式教學的關鍵是問題引領。教學過程中，教師可設計以下四種類型的問題：第

一，設計導入式問題。在課堂教學的開始，由一個小小的問題作“導火索”，把學生帶入探

究的狀態(tài)；第二，設計過渡式問題。這類問題，教師可設計穿插在幾位科學家實驗之間，使

多個實驗成為一個探究整體；第三，設計因果式問題。這類問題，實際上是一組存在因果關

系的問題串。在解釋向光性成因時，教師可用這種方式來實施問題探究；第四，設計發(fā)散式

問題。這類問題常常由學生自主提出，是學生不迷信權威的批判精神的體現(xiàn)。教師在對植物

向光性的成因作出“經(jīng)典版”解釋后，有的學生提出其他成因，這就會形成發(fā)散式問題。

以問題討論為主線，設計探究式教學，圍繞“植物向光性的原因是什么？”這個總攬性

的問題來推進教學進程，讓學生在發(fā)現(xiàn)、提出、化解問題的過程中，主動參與知識建構，實

施探究學習，發(fā)展生物科學素養(yǎng)。

《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》評測練習

一、基礎題（A組題）

1.把含有生長素的瓊脂塊放在切去尖端的胚芽鞘切面的左側，然后置于黑暗處，胚芽鞘將

A.向左側彎曲B.向右側彎曲C.直立生長D.向前彎曲

2.在方形暗箱內放一盆幼苗，暗箱一側開一小窗，光源的光可以從窗口射入。把暗箱放在

旋轉器上水平旋轉，保持每15分鐘勻速轉一周。一星期后幼苗生長狀況為（）

森百咂

D

3.植物莖的向光性是由于單側光照引起了（）

A.呼吸作用加強B.蒸騰速度加快C.生長素不均勻分布D.光合作用增強空行

4.將燕麥胚芽鞘作如右圖所示處理，經(jīng)過幾天后的變化情況是（）

A.向左彎曲B.向右彎曲C.直立生長D.停止生長

5.側芽生長素的濃度總是高于頂芽，但是頂芽產生的生長素仍大量積存于側芽部位，這是

因為生長素運輸?shù)姆绞綄儆冢ǎ?/p>

A.自由擴散B.極性運輸C.主動運輸D.滲透作用

6.植物生長具有向光性是由于（）

A.植物對地心引力發(fā)生的反應B.植物處于黑暗中

C.植物處于強光下D.單側光引起生長素分布不均勻的緣故

7.下列關于植物生長素發(fā)現(xiàn)的過程，敘述錯誤的是（）

A.達爾文根據(jù)實驗提出，單側光可以使胚芽鞘尖端產生四噪乙酸，并可以傳遞到達胚

芽鞘下部的伸長區(qū)，從而造成背光面生長快，引起向光彎曲生長

B.詹森通過實驗證明胚芽鞘尖端產生的刺激可以透過瓊脂片

C.拜爾的實驗證明胚芽鞘的彎曲生長是因為尖端產生的刺激在下部分布不均勻造成的

D.溫特的實驗證明造成胚芽鞘彎曲的刺激確實是化學物質，并命名為生長素

二、鞏固題（B組題）

8.下圖中能說明胚芽鞘尖端是感受光刺激部位的最佳實驗組合是)

含生長素的瓊脂塊不透光的錫箔

9.假設下圖中兩個含生長素（IAA）的瓊脂塊和兩個胚芽鞘尖端所產生的生長素量相同,

則一段時間后對a、b、c、d、e、f、g七個空白瓊脂塊中所含生長素量的分析正確的是

光胚芽鞘尖端胚芽鞘尖端

下端

上端

A.f>a=b=d=e>g>cB.a=f>d=e>b=g>c

C.c>a=f>d=e>b=gD.c>f=d>a=b>e=g

10.為了證明“生長素在胚芽鞘內只能由形態(tài)學上端運輸?shù)叫螒B(tài)學下端”，有人利用胚芽鞘、

生長素和瓊脂片設計實驗如圖所示，下列關于該實驗設計的評價，不正確的是（）

A.設計不科學，不能用含有生長素的瓊脂片作為供應塊，要將生長素涂在形態(tài)學上端

B.設計不科學，需要增加對照組

C.設計不嚴謹，不能證明生長素能否由形態(tài)學下端運輸?shù)叫螒B(tài)學上端

D.設計不嚴密，還應考慮將胚芽鞘倒過來放置的情況

《植物生長素的發(fā)現(xiàn)》課后反思

植物生長素的發(fā)現(xiàn)是高中生物必修3第3章第1節(jié)的內容，即植物激素調節(jié)的總起內容,

通過學生了解植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程，使學生明確研究植物激素的實驗方法，激發(fā)學生學習

生命科學的興趣，培養(yǎng)學生分析現(xiàn)象、解決問題的能力和形成邏輯思維的能力，并學習科學

家們堅韌不拔、孜孜以求的精神。

本節(jié)課的教學內容涉及的實驗，在現(xiàn)有的實驗室條件下是不可能完成的，在傳統(tǒng)的教學

中，都是老師滔滔不絕地講，學生默默地聽，課堂氣氛沉悶，教學效率低下，更談不上培養(yǎng)

學生自主學習的能力和探究能力。在采用引導探究式的教學方法后，教師通過創(chuàng)設自主合作

的學習情景、平等融洽的人際環(huán)境，激發(fā)學生的學習積極性。教師由單純的信息表達者轉變

成信息的加工者、組織者，處于主導地位；學生不是被動地接受知識，而是走進科學家的探

究歷程，在觀察和思考中愉快地學習，處于主體地位。這樣在課堂教學過程中通過師生互動、

生生互動，讓課堂充滿了活力，新課改理念得到了落實。達爾文、詹森、拜爾和溫特的實驗，

既包含了科學家持之以恒的寶貴品質，又反映了科學