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一、教学设想
“生长素的发现”是人教版《高中生物(必修)》植物激素调节的内容。虽然《教学大纲》和《考试大纲》对这部分的要求不高,但它涉及的内容不仅涵盖了几代科学家数十年的实验成果,集中体现了科学实验的分析、设计精髓,还是高中生物教学科学研究素养培养的良好知识材料。
高中二年级的学生通过《绪论》部分有关应激性的学习,已经初步掌握了植物的一些生命活动现象,如植物根的向地性、茎的背地性等,但对于这些现象产生的根本原理还不了解。绝大多数学生具备了一定的观察和分析能力,但发现问题、提出问题、对实验的分析设计能力仍有待进一步提高。在教学过程中,教师要注意引导学生观察自然现象、生活现象,通过精心设置递进式疑问,引导学生自主探究,重演生长素发现的探究过程,培养学生分析问题、解决问题和实验设计的能力。
二、教学目标
(一)知识目标
1.通过实物观察,使学生认识向性运动和感性运动是植物在长期进化过程中对环境的一种适应。
2.重演生长素发现的探究过程,让学生了解生长素的本质、产生分布和运输。
3.使学生掌握生长素的生理作用及生长素作用的两重性。
(二)能力目标
1.通过实物展示、动画演示等教学手段,培养学生观察、分析、评价、总结的能力。
2.通过对“生长素发现的经典实验”的递进式探究,培养学生逻辑思维及实验设计能力。
3.通过重演生长素科学发现的实验,使学生体验科学发现的过程,形成“观察生活—发现问题—设计实验—解决问题”的思维意识。
三、教学重点
使学生了解植物生长素的发现过程。
四、教学难点
1.以生长素发现的经典实验为切入点,引导学生进行探究性实验设计。
2.帮助学生理解植物生长素的产生、分布及运输。
3.使学生掌握生物科学探究的一般过程,即生物学事实现象的观察与发现→提出假设→设计科学实验→实施实验→分析结果→得出结论→解释验证。
4.让学生掌握实验设计的基本原则,即单一变量原则、实验对照原则。
五、教学准备
实物:典型的盆栽植物(已表现出向光生长的栀子、杜鹃),课前学生准备的已萌发出芽的玉米种子。
多媒体、课件:用Flash制作植物生长的动态演示课件,用巨星2002编辑制作配乐的Mpeg文件,数码摄像机制作的DV短片,利用Powerpoint制作的视频、图片、文字链接课件。此外,利用多媒体实物展台,展示学生参与的答案。
六、教学过程
(一)以景入境 激发兴趣
师:同学们,让我们先看一段视频,将自己投入到大自然的怀抱中。
多媒体播放视频文件,配上优美的音乐,展示成片的向日葵、挺拔的黄山迎客松。
师:优美的风光给了我们美的享受,谁能说一说,齐整向阳的葵花、傲姿向南的迎客松体现了生物的哪项特性?
生:生物的应激性,植物的向光性。
师:这些植物的生命表现与自身的调节密切相关,这节课就让我们一起学习植物是如何完成调节的。
(设计意图:绝大多数学生具备一定的观察能力,加之在《绪论》部分已经学过生物的基本特性,在优美动听的音乐、引人入胜的画面感染下,学生的各种感官被调动起来,同时增加了他们亲近自然、探索奥秘的兴趣。)
(二)感受实物 思考概念
展示准备好的向光生长的栀子、杜鹃和学生实验作品——已萌发出芽的玉米种子。
师:植物除了具有向光特性外,还具有向水、向肥、向重力等特性。(PPT展示植物向性运动的状态)请同学们思考一下,什么是植物的向性运动?再举出生活中几个常见的向性运动的实例。
生:植物体受到单一方向的外界刺激所引起的定向运动。比如出墙的红杏、倒伏后又向上长起的玉米茎、一受到触碰叶片就合拢的含羞草……
师:含羞草的这种运动是否属于向性运动呢?(多媒体播放含羞草受到各方向刺激——触摸叶片,水滴触动后的运动DV。)
生:含羞草的叶片总是合拢,这种运动并不是单一的刺激所引起的定向运动。
师(总结):向性运动是植物对单一刺激做出的定向反应,而感性运动并不是单一的刺激。两种活动现象都是植物适应性的表现。
师:植物的这些适应性特征与植物的激素调节密不可分,下面就让我们追寻前人的足迹,一起去探个究竟。
(三)以递进式问题引导学生探索
师:我们发现了植物生长具有向光的特性,那么如何设计实验加以验证呢?
PPT展示问题一:怎样设计实验来证实植物生长具有向光的特性?
学生思考,并设计。教师巡视学生设计情况,选出典型答案进行实物投影讲解。
Flash演示英国科学家达尔文(C.R.Darrwin,1809-1882)的实验过程(图1)。师生共同观察并分析,讨论后得出结论:植物的生长确实具有向光性。
(设计意图:制作名人经典实验的Flash动画,既可验证学生设计思路是否正确,又能加深他们对问题解决过程的理解。)
师:植物这种向光生长的特性又与什么有关?
PPT展示问题二:向光性是植物对单侧光刺激作出的定向运动,胚芽鞘受单侧光照射发生弯曲生长时的感光部位是哪部分?如何设计实验,并证明假设?
学生思考,作出假设——胚芽鞘尖端,同时提出设计思路。师生共同分析学生提出的假设,最后达成一致意见——感受单侧光刺激的是尖端。
Flash动画展示达尔文的实验过程(图2),即胚芽鞘受单侧光刺激时向光弯曲生长的微观变化,背光侧的细胞伸长生长快于向光侧的细胞。这使得植物向光弯曲生长。师生分析得出结论:植物的向光生长与尖端有关,尖端是植物的感光部位。
(设计意图:通过微观的动画展示,可以帮助学生理解植物向光弯曲生长的原因,为下面知识的掌握做好铺垫。)
师:我们可以看出胚芽鞘的尖端对于胚芽鞘的生长是必不可少的。那么尖端到底有什么作用?根据资料提出你的假设。
学生分析并作出假设——尖端可能产生了某种促进下部细胞生长的物质。
PPT展示问题三:选择合适的材料验证你的假设——尖端产生了某种促进下部细胞生长的物质。
学生设计、操作,给出参考答案。
Flash动画展示荷兰科学家温特(F.W.Went)的部分实验(图3)。教师提出“温特实验”能否证实胚芽鞘尖端产生了促进下部生长的物质的问题。
(设计意图:学生在前面的学习中,掌握了一定的实验设计技巧,通过这种“问题”实验,能够进一步培养学生的实验设计能力,帮助他们掌握实验设计的对照原则、单一变量原则。)
学生思考、分析、评价“温特实验”,给出结论:缺乏对照实验,不能排除琼脂块对胚芽鞘生长的影响。同时提出改进措施:另加一组放置同样大小但并未接触过尖端的琼脂小块,观察比较两组胚芽鞘生长情况(图4)。
学生得出结论:胚芽鞘尖端确实产生了某种能促进下部生长的物质。(PPT展示产生的物质。)
(设计意图:通过实验问题的连环设置,以及学生的主动探究,学生明白了植物的向性运动是与植物体内的激素调节密切相关的。学生完全进入了实验思维模式,为进一步的实验探究设计奠定了基础。同时,学生还从中体会出科学家的探索精神。)
(四)提炼升华
师:通过生长素发现的经典实验分析,我们不难发现,当植物的尖端缺失后,即便给予单侧光照射,植物也不能生长,更不能向光弯曲生长。由此可见,促进生长的物质——生长素是在尖端这样具有分生能力的组织中产生的,并在单侧光的照射下,发生了横向运输。在极性运输(由形态学上端向下端)过程中,植物背光侧的生长素分布较向光侧多,这使背光侧的细胞生长快于向光侧,令植物表现向光弯曲生长的现象。
(设计意图:通过提炼,让学生回顾、整理课堂经历,强化教学重点和难点。)
本节课充分发挥生物学科学发现的重要教育价值,对学生进行观察、分析、实验设计等能力的综合培养,进而培养学生的探索意识和创新精神。生物科学发现史是中学生物教材(高中)中实验教学的重要组成部分。植物生长素的发现,历经几代科学家几十年的科学实验。这些实验集中体现了科学研究的一般方法。利用科学发现的经典实验引导学生进行探索性设计,通过生生合作、师生合作,共同感受生长素发现的历程,体会科学发现的奥秘,激发学生探索的兴趣,培养学生创新的意识,最终使学生形成综合能力。
充分发挥多媒体技术的教学优势,大大提高课堂教学实效。我利用多媒体制作了引人入胜的视频短片,充分调动了学生的学习热情,激发了学生的学习兴趣,如含羞草“害羞”的DV破解了学生认知上的误区。课前指导学生完成的“向性实验”,既锻炼了学生的操作能力,还培养了学生的参与、合作意识。通过经典实验的Flash课件,学生动态感受了科学发现实验的设计过程,加深了学生对实验探究的理解。
将生物教学与信息技术有机整合,利用现代技术充分挖掘生物教学的内涵,大大提高了教学效率,充分实现了素质教育改革的要求。
(作者单位:河北迁安市第二中学)
《生长素的发现》是一节以信息技术为教学载体的“科学发现课”,极大限度地体现了现代教学的教育理念,巧妙利用了各种教学手段,很好地调动了学生的学习热情,实现了对学生的素质教育。
1.教学紧紧围绕感受科学探索的实验历程,重点引导学生去观察、分析、设计实验,对比经典实验,实现能力的培养。
2.运用多媒体优化课堂教学。一是利用影音文件去活化课堂,调动学生的学习情绪。二是运用动画效果极强的课件展示复杂的探究实验过程,使学生在自行探索后有很强的思维归属感,明确了下一步的学习方向。
3.采用阶梯式教学模式。注重学生认知规律的发展,由浅入深、层层递进,很自然地完成了学生能力的训练。
现代化的教学手段、丰富的课件资源固然为学生学习、理解搭建了信息平台,但是,较多的视听融和的媒体信息,特别是不断变换的展示内容,是否会影响学生的注意力和理解力,是否会给学生留下深刻、长久的印象?对此,我们还需要不断地探讨与实践。
(点评人:河北迁安市第一中学 刘 平)
“生长素的发现”是人教版《高中生物(必修)》植物激素调节的内容。虽然《教学大纲》和《考试大纲》对这部分的要求不高,但它涉及的内容不仅涵盖了几代科学家数十年的实验成果,集中体现了科学实验的分析、设计精髓,还是高中生物教学科学研究素养培养的良好知识材料。
高中二年级的学生通过《绪论》部分有关应激性的学习,已经初步掌握了植物的一些生命活动现象,如植物根的向地性、茎的背地性等,但对于这些现象产生的根本原理还不了解。绝大多数学生具备了一定的观察和分析能力,但发现问题、提出问题、对实验的分析设计能力仍有待进一步提高。在教学过程中,教师要注意引导学生观察自然现象、生活现象,通过精心设置递进式疑问,引导学生自主探究,重演生长素发现的探究过程,培养学生分析问题、解决问题和实验设计的能力。
二、教学目标
(一)知识目标
1.通过实物观察,使学生认识向性运动和感性运动是植物在长期进化过程中对环境的一种适应。
2.重演生长素发现的探究过程,让学生了解生长素的本质、产生分布和运输。
3.使学生掌握生长素的生理作用及生长素作用的两重性。
(二)能力目标
1.通过实物展示、动画演示等教学手段,培养学生观察、分析、评价、总结的能力。
2.通过对“生长素发现的经典实验”的递进式探究,培养学生逻辑思维及实验设计能力。
3.通过重演生长素科学发现的实验,使学生体验科学发现的过程,形成“观察生活—发现问题—设计实验—解决问题”的思维意识。
三、教学重点
使学生了解植物生长素的发现过程。
四、教学难点
1.以生长素发现的经典实验为切入点,引导学生进行探究性实验设计。
2.帮助学生理解植物生长素的产生、分布及运输。
3.使学生掌握生物科学探究的一般过程,即生物学事实现象的观察与发现→提出假设→设计科学实验→实施实验→分析结果→得出结论→解释验证。
4.让学生掌握实验设计的基本原则,即单一变量原则、实验对照原则。
五、教学准备
实物:典型的盆栽植物(已表现出向光生长的栀子、杜鹃),课前学生准备的已萌发出芽的玉米种子。
多媒体、课件:用Flash制作植物生长的动态演示课件,用巨星2002编辑制作配乐的Mpeg文件,数码摄像机制作的DV短片,利用Powerpoint制作的视频、图片、文字链接课件。此外,利用多媒体实物展台,展示学生参与的答案。
六、教学过程
(一)以景入境 激发兴趣
师:同学们,让我们先看一段视频,将自己投入到大自然的怀抱中。
多媒体播放视频文件,配上优美的音乐,展示成片的向日葵、挺拔的黄山迎客松。
师:优美的风光给了我们美的享受,谁能说一说,齐整向阳的葵花、傲姿向南的迎客松体现了生物的哪项特性?
生:生物的应激性,植物的向光性。
师:这些植物的生命表现与自身的调节密切相关,这节课就让我们一起学习植物是如何完成调节的。
(设计意图:绝大多数学生具备一定的观察能力,加之在《绪论》部分已经学过生物的基本特性,在优美动听的音乐、引人入胜的画面感染下,学生的各种感官被调动起来,同时增加了他们亲近自然、探索奥秘的兴趣。)
(二)感受实物 思考概念
展示准备好的向光生长的栀子、杜鹃和学生实验作品——已萌发出芽的玉米种子。
师:植物除了具有向光特性外,还具有向水、向肥、向重力等特性。(PPT展示植物向性运动的状态)请同学们思考一下,什么是植物的向性运动?再举出生活中几个常见的向性运动的实例。
生:植物体受到单一方向的外界刺激所引起的定向运动。比如出墙的红杏、倒伏后又向上长起的玉米茎、一受到触碰叶片就合拢的含羞草……
师:含羞草的这种运动是否属于向性运动呢?(多媒体播放含羞草受到各方向刺激——触摸叶片,水滴触动后的运动DV。)
生:含羞草的叶片总是合拢,这种运动并不是单一的刺激所引起的定向运动。
师(总结):向性运动是植物对单一刺激做出的定向反应,而感性运动并不是单一的刺激。两种活动现象都是植物适应性的表现。
师:植物的这些适应性特征与植物的激素调节密不可分,下面就让我们追寻前人的足迹,一起去探个究竟。
(三)以递进式问题引导学生探索
师:我们发现了植物生长具有向光的特性,那么如何设计实验加以验证呢?
PPT展示问题一:怎样设计实验来证实植物生长具有向光的特性?
学生思考,并设计。教师巡视学生设计情况,选出典型答案进行实物投影讲解。
Flash演示英国科学家达尔文(C.R.Darrwin,1809-1882)的实验过程(图1)。师生共同观察并分析,讨论后得出结论:植物的生长确实具有向光性。
(设计意图:制作名人经典实验的Flash动画,既可验证学生设计思路是否正确,又能加深他们对问题解决过程的理解。)
师:植物这种向光生长的特性又与什么有关?
PPT展示问题二:向光性是植物对单侧光刺激作出的定向运动,胚芽鞘受单侧光照射发生弯曲生长时的感光部位是哪部分?如何设计实验,并证明假设?
学生思考,作出假设——胚芽鞘尖端,同时提出设计思路。师生共同分析学生提出的假设,最后达成一致意见——感受单侧光刺激的是尖端。
Flash动画展示达尔文的实验过程(图2),即胚芽鞘受单侧光刺激时向光弯曲生长的微观变化,背光侧的细胞伸长生长快于向光侧的细胞。这使得植物向光弯曲生长。师生分析得出结论:植物的向光生长与尖端有关,尖端是植物的感光部位。
(设计意图:通过微观的动画展示,可以帮助学生理解植物向光弯曲生长的原因,为下面知识的掌握做好铺垫。)
师:我们可以看出胚芽鞘的尖端对于胚芽鞘的生长是必不可少的。那么尖端到底有什么作用?根据资料提出你的假设。
学生分析并作出假设——尖端可能产生了某种促进下部细胞生长的物质。
PPT展示问题三:选择合适的材料验证你的假设——尖端产生了某种促进下部细胞生长的物质。
学生设计、操作,给出参考答案。
Flash动画展示荷兰科学家温特(F.W.Went)的部分实验(图3)。教师提出“温特实验”能否证实胚芽鞘尖端产生了促进下部生长的物质的问题。
(设计意图:学生在前面的学习中,掌握了一定的实验设计技巧,通过这种“问题”实验,能够进一步培养学生的实验设计能力,帮助他们掌握实验设计的对照原则、单一变量原则。)
学生思考、分析、评价“温特实验”,给出结论:缺乏对照实验,不能排除琼脂块对胚芽鞘生长的影响。同时提出改进措施:另加一组放置同样大小但并未接触过尖端的琼脂小块,观察比较两组胚芽鞘生长情况(图4)。
学生得出结论:胚芽鞘尖端确实产生了某种能促进下部生长的物质。(PPT展示产生的物质。)
(设计意图:通过实验问题的连环设置,以及学生的主动探究,学生明白了植物的向性运动是与植物体内的激素调节密切相关的。学生完全进入了实验思维模式,为进一步的实验探究设计奠定了基础。同时,学生还从中体会出科学家的探索精神。)
(四)提炼升华
师:通过生长素发现的经典实验分析,我们不难发现,当植物的尖端缺失后,即便给予单侧光照射,植物也不能生长,更不能向光弯曲生长。由此可见,促进生长的物质——生长素是在尖端这样具有分生能力的组织中产生的,并在单侧光的照射下,发生了横向运输。在极性运输(由形态学上端向下端)过程中,植物背光侧的生长素分布较向光侧多,这使背光侧的细胞生长快于向光侧,令植物表现向光弯曲生长的现象。
(设计意图:通过提炼,让学生回顾、整理课堂经历,强化教学重点和难点。)
本节课充分发挥生物学科学发现的重要教育价值,对学生进行观察、分析、实验设计等能力的综合培养,进而培养学生的探索意识和创新精神。生物科学发现史是中学生物教材(高中)中实验教学的重要组成部分。植物生长素的发现,历经几代科学家几十年的科学实验。这些实验集中体现了科学研究的一般方法。利用科学发现的经典实验引导学生进行探索性设计,通过生生合作、师生合作,共同感受生长素发现的历程,体会科学发现的奥秘,激发学生探索的兴趣,培养学生创新的意识,最终使学生形成综合能力。
充分发挥多媒体技术的教学优势,大大提高课堂教学实效。我利用多媒体制作了引人入胜的视频短片,充分调动了学生的学习热情,激发了学生的学习兴趣,如含羞草“害羞”的DV破解了学生认知上的误区。课前指导学生完成的“向性实验”,既锻炼了学生的操作能力,还培养了学生的参与、合作意识。通过经典实验的Flash课件,学生动态感受了科学发现实验的设计过程,加深了学生对实验探究的理解。
将生物教学与信息技术有机整合,利用现代技术充分挖掘生物教学的内涵,大大提高了教学效率,充分实现了素质教育改革的要求。
(作者单位:河北迁安市第二中学)
《生长素的发现》是一节以信息技术为教学载体的“科学发现课”,极大限度地体现了现代教学的教育理念,巧妙利用了各种教学手段,很好地调动了学生的学习热情,实现了对学生的素质教育。
1.教学紧紧围绕感受科学探索的实验历程,重点引导学生去观察、分析、设计实验,对比经典实验,实现能力的培养。
2.运用多媒体优化课堂教学。一是利用影音文件去活化课堂,调动学生的学习情绪。二是运用动画效果极强的课件展示复杂的探究实验过程,使学生在自行探索后有很强的思维归属感,明确了下一步的学习方向。
3.采用阶梯式教学模式。注重学生认知规律的发展,由浅入深、层层递进,很自然地完成了学生能力的训练。
现代化的教学手段、丰富的课件资源固然为学生学习、理解搭建了信息平台,但是,较多的视听融和的媒体信息,特别是不断变换的展示内容,是否会影响学生的注意力和理解力,是否会给学生留下深刻、长久的印象?对此,我们还需要不断地探讨与实践。
(点评人:河北迁安市第一中学 刘 平)