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第5章第1节
植物生长素
教学设计
一．教材分析
本节课是高中生物选择性必修一（新人教版）第5章《植物生命活动的调节》第1节的内容。生物体作为环境的成员，能够生存下来，需要自身对外界环境的变化作出相应的反应。本节中的植物向性运动的内容，体现了环境对生物的影响及生物对环境的适应，揭示了植物的向光性是在生长素调节作用下产生的个体适应性，揭示了生长素的作用——促进生长，同时，也认证了其他植物激素的存在，为继续探究生长素的其他生理作用及激素应用奠定基础。“生长素的发现过程”是本节重点，涉及一系列经典的科学实验，生长素的发现史渗透着科学的思维方法和研究方法，这为培养学生的科学素质提供了一定的条件，为学生进行自主性探究提供了基础。“科学实验设计的严谨性”是本节的难点，通过本节学习，让学生更加熟悉掌握科学实验设计的一般方法。
二．学情分析
本节内容在高二教学，前面已经学习动物生命活动的调节，学生对生物体的调节作用有了一定的认识，并且在必修选块中学习过“光合作用的探究历程”、“人类对遗传物质的探索过程”等多个包含生物科学史的内容，对科学研究的方法有了初步的了解。
然而一直以来的教学，学生通常都是被动地接受知识，即观察思维能力较强，但逻辑思维能力及对实验现象的分析能力、表达能力有待提高。要通过合理的引导让学生进行探究，尽可能的激发学习兴趣、提高课堂效率和参与度，把主动权交给学生。因此在教学过程中，教师应注重启发引导学生进行自主探讨，通过精心设置疑问，激发学生进行探究和学习的兴趣，培养学生的分析和理解能力。
课标细读
“植物生长素”是新人教版普通高中课程标准实验教科书选择性必修模块1《稳态与调节》第五章第一节的内容，本节主要内容包括生长素的发现，植物激素，生长素的产生、运输和分布，以及生长素的生理作用等。新版课程标准对其描述如下：
1.6
植物生命活动受到多种因素的调节，其中最重要的是植物激素的调节
1.6.1
概述科学家经过不断的探索，发现了植物生长素，并揭示了它在调节植物生长时表现出两重性，既能促进生长，也能抑制生长
1.6.2
举例说明几种主要植物激素的作用，这些激素可通过协同、拮抗等方式共同实现对植物生命活动的调节
1.6.3
举例说明生长素、细胞分裂素、赤霉素、脱落酸和乙烯等植物激素及其类似物在生产上得到了广泛应用
1.6.4
概述其他因素参与植物生命活动的调节，如光、重力和温度等
完成本模块学习后，对学生的要求是：
1.知道生长素发现的过程，领会生长素发现过程中有关实验的现象和结论。（生命观念、科学思维）
2.通过探究实验的参与,提高实验技能，培养学生科学研究能力。（科学探究）
3.通过问题的提出，学生设计实验，培养学生提出问题，分析问题，解决问题的能力及创新能力。（科学探究、社会责任）
四．教学目标：
1.分析植物生长素的发现过程（生命观念、科学探究、科学思维）
2.概述植物向光性的原因和植物激素概念（生命观念、科学思维）
五．教学重点和难点
1.教学重点：植物生长素的发现过程；掌握科学研究的一般过程。
2.教学难点：生长素发现的实验设计，及科学实验设计的严谨性分析。
六．教学方法及策略
教法：采用引导、合作探究式教学法，教学中以阶梯式问题为载体引导探究，并且在探究中进行合作和思考，逐步达成教学目标。
多媒体辅助教学。通过图文结合的方法将内容具体化、系统化，辅助突破教学重难点。
学法：观察法、探究法、讨论法等等方法相结合
教学策略:关于植物生长素发现的科学史，采用引导、合作探究式教学法，，让学生了解基本的实验设计和发展过程，找出其中的不足或不严谨进行讨论；同时重温科学探究的一般过程。采用设疑、学生讨论、设计、展示和讲述的方法。学生想、看、比较相结合。“想”就是思考并回答问题；“看”就是看课件、看实验现象，从中发现问题，探索学习知识；“比较”就是采用学生设计的实验与科学家的实验对比，培养学生实验设计的严谨性。采用现代化教学手段，使学生积极参与课堂，初步掌握生物科学研究的一般方法：提出问题→提出假设→设计实验方案（有对照组，控制单一变量）→预期结果→实验探究→收集资料并对数据进行分析→得出结论。在教学过程中，通过问题的设置，引导学生思考、分析、观察总结，充分体现课堂教学中学生的主体性。
七．教具准备：多媒体课件、视频、设计学案
八．课时安排：
本节教学设计是《植物生长素》中的第一个课时，以生长素发现
实验探究为线索，学习生长素发现的探究实验、设计实验，并概括向光性原因和植物激素。生长素的产生、运输、和生理作用在第二个课时中学习。
九．教学过程
1、教学环节
植物向光性运动视频展示→植物的向光性→生长素的发现→引导实验设计的思路和方法→
实验一：单侧光下有无尖端胚芽鞘的生长→结论：胚芽鞘的生长与尖端有关
↓
实验二：有无锡箔帽的胚芽鞘的生长→结论：胚芽鞘的感光部位是尖端
↓
实验三：詹森的实验→结论:胚芽鞘尖端产生刺激可透过琼脂
片，这种影响可能是一种化学物质
↓
实验四：拜尔的实验→结论：胚芽鞘的弯曲生长是尖端产生的刺
激分布不均造成的
↓
实验五：温特的实验→结论：进一步证明这是化学物质，并命名为生长素
↓
实验六：玉米胚芽鞘的实验→结论：生长素在背光侧含量比向光侧高
↓
实验七：技能训练：设计实验→验证：单侧光使尖端的生长素从
向光侧向背光侧移动
↓
向光性的原理（科学的发展新观点）→植物激素→练习巩固→小结：科学家的探究思路→延伸：致敬达尔文和科学发展延续……?
教学实施程序
学习任务
教师组织和引导
学生活动
设计意图
新课导入
图片、视频演示，动物可以通过运动适应环境改变，那么植物呢？观看植物向光运动的视频。问题：植物的这种生长方向改变有什么特点？由什么环境因素引起的？
观察、分析并回答：弯曲生长，光照不均匀……等
情景导入，激发学生的学习兴趣。
知识过渡
这种现象叫做什么？——自然引出植物的向光性。植物向光生长的现象随处可见，这些我们熟视无睹的现象经过科学家的眼睛和思考，却能在其中发现大道理。让我们一起跟着科学家的脚步探索植物向光生长的奥秘。
学生回答：向光性。总结向光性的概念。
培养学生对实验条件和现象的归纳，激发学生学习的兴趣
达尔文的实验
展示达尔文研究的材料：金丝雀虉草的胚芽鞘，引导学生观察胚芽鞘的两部分（尖端和尖端下部）。由于课堂时间有限，展示课下老师根据达尔文的研究所做的实验结果图片，仔细观察并讨论：1、①
②组的结论是？（胚芽鞘向光弯曲生长与尖端有关）。2、发生弯曲的部位是？（尖端下部）。学生回答问题时要注意与根部的伸长区区别，弯曲是因为背光面生长速度比向光面快。3、①③④组得出的结论是？③④组对比的目的是？（胚芽鞘感光部位在尖端，排除法）。③④组采用相互对照，排除尖端下部，进一步确定感光部位在尖端。通过这组实验，请同学们得出结论，并看课本找到达尔文的结论，进行比较。得出达尔文提出了推测：尖端产生的一种“影响”传递到下部，引起下部背光侧生长速度比向光侧快。“影响”是什么？引出对植物向光性原因的继续探究。
学生观察实验、思考、讨论。归纳实验结论：1.感光部位在尖端。2.下部背光面比向光面生长快。
培养学生从实验图中获取信息的能力。掌握实验设计的要求，即单一变量原则和对照性原则。培养学生总结与归纳能力。
詹森的实验
观察詹森的实验，思考：这样一组是否严谨？为什么？（不严谨，需加一组不放琼脂片，只切开的对照）。缺少对照组，无法排除琼脂本身对实验的影响等。得出结论：这种影响可以透过琼脂片。补充：固态琼脂的特点是可以让化学物质透过而不能传导电信号。进而推出这可能是一种化学物质。提出问题：那么如何证明这是一种化学物质？
学生思考：实验有没有不足的地方呢？并进行补充。结合达尔文实验得出结论。
从对实验的分析及詹森实验的质疑中，训练学生的推理能力和批判性思维能力，进一步体会对照实验的思想。
拜尔和温特的实验
展示实验示意图自主阅读课本P91-92，学生分析思考：1、拜尔在黑暗中进行实验的目的是？（排除受光不均匀对实验结果的影响）。引导学生从向光弯曲的条件—单侧光考虑。2、可以得到什么结论？（这种化学物质在尖端下部分布不均匀造成胚芽鞘弯曲生长）。3、温特实验的自变量是？结论？（琼脂块是否放置过尖端；进一步证明是一种化学物质）。引导学生分析自变量，利用化学物质的可转移性，尖端的物质可转移到琼脂块中。鼓励学生大胆做出推理，并给予鼓励性评价。说明温特实验进一步证明了前面的推测：造成胚芽鞘弯曲的刺激的确是一种化学物质。温特认为这可能是一种和动物激素类似的物质，并命名为生长素。提出问题：尖端产生的生长素如何在下部分布不均匀的？
观察实验示意图，并描述实验处理和实验现象。自由思考与讨论并发表看法。
在探究过程中获取知识，发展技能，培养能力。使学生领会介质转移实验的方法，体会科学实验的巧妙。
玉米胚芽鞘的实验
提供资料：玉米胚芽鞘的实验发现发现下部背光侧生长素浓度高于向光侧，细胞生长伸长也快。推测：在单侧光的照射下，尖端生长素从向光侧向背光侧移动，导致尖端下部背光侧的生长素比向光侧的多，从而造成向光弯曲。提出问题：如何验证这种推测？
观察、思考。
让学生成为“小科学家”一样去发现问题、解决问题，一步步走进科学的真相。
小组合作、设计实验
小组合作，拓展延伸根据所给材料，结合前面科学家的实验方法，设计实验证明单侧光刺激使尖端的生长素从向光侧向背光侧移动。要求：写出验证思路（画图）和预测结果。材料：玉米胚芽鞘，云母片，琼脂，单侧光源设计过程中，引导学生根据条件和材料，确定自变量和对照实验，以及检测结果的可行性。
小组合作分析实验条件并讨论、设计、展示、讲述。学生自己评价实验。
巩固科学探究的一般过程，掌握实验设计技能，提高学生自己评价实验和理解实验的能力。
总结植物向光性的原因
引导学生根据前面一系列实验，总结出植物向光性的原因，老师进行评价和归纳。植物向光性原因：胚芽鞘尖端感受单侧光刺激；尖端产生生长素，并向下部传递，单侧光照射后，胚芽鞘背光侧生长素含量多于向光侧，引起两侧分布不均匀，造成向光弯曲
归纳、总结
整理思路，科学表述。
小结与延伸
1、小结1：植物生长素的发现过程。学生归纳总结生长素的发现过程，将结论归纳一句话填表。生长素具有促进植物生长的作用，含量极少，这点像什么？（激素）。提出植物激素的概念。2、课堂训练。3、小结2：生长素发现过程的探究思路：4、最后一个视频短片致敬科学家。对于向光性的原因还有不同解释，科学往往就是在类似这样的争议中不断发展，这也充分说明科学是无止境的，需要我们不断探索和发现。
学生思考、归纳、总结并初步完成探究过程。开拓思维，学无止境。
准确表述。更加深刻了解科学探究精神。培养学生的科学价值观和将来在科学研究中的社会责任。
十．板书设计(共18张PPT)
核心素养聚焦：
1、分析植物生长素的发现过程
（生命观念、科学探究、科学思维）
2、概述植物向光性的原因和植物激素概念
（生命观念、科学思维）
单子叶植物胚芽外的锥形套状物。
胚芽鞘
19世纪末
达尔文
金丝雀虉草
①单侧光
②切去胚芽鞘尖端
③锡箔罩住尖端
④锡箔罩住尖端下部
1、①
②组的结论是？
2、发生弯曲的部位是？
3、①③④组得出的结论是？③④组对比的目的是？
②③④均单侧光照
1、①
②组的结论是？
2、发生弯曲的部位是？
胚芽鞘向光弯曲生长与尖端有关
①单侧光
②切去胚芽鞘尖端
③锡箔罩住尖端
④锡箔罩住尖端下部
尖端下部
背光面比向光面生长快
②③④均单侧光照
3、①③④组得出的结论是？③④组对比的目的是？
采用排除法，尖端下部不是感光部位
①单侧光
②切去胚芽鞘尖端
③锡箔罩住尖端
④锡箔罩住尖端下部
胚芽鞘感光部位在尖端
②③④均单侧光照
尖端向下部传递了某种“影响”
胚芽鞘的尖端感受单侧光刺激
尖端下部背光面比向光面生长快
1913年
詹森的实验
这样一组是否严谨？为什么？
胚芽鞘尖端产生的“影响”可以透过琼脂片传递给下部
这种影响可能是一种化学物质
拜尔
1918年
温特
1926年
1、拜尔在黑暗中进行实验的目的是？
2、可以得到什么结论？
3、温特实验的自变量是？结论？
黑暗中
排除受光不均匀对实验结果的影响
这种化学物质在尖端下部分布不均匀造成胚芽鞘弯曲生长
琼脂块是否放置过尖端
进一步证明是一种化学物质
生长素
？
背光侧生长素浓度较高
向光弯曲生长
科学家们用玉米胚芽鞘做的实验，发现下部背光侧生长素浓度高于向光侧，细胞生长伸长也快。
资料：
胚芽鞘尖端
②
①
胚芽鞘尖端下段
较少︵生长较慢︶
较多︵生长较快︶
多
少
推测：
在单侧光的照射下，尖端生长素从向光侧向背光侧移动，导致尖端下部背光侧的生长素比向光侧的多，从而造成向光弯曲。
证明
？
根据所给材料，结合前面科学家的实验方法，设计实验证明单侧光刺激使尖端的生长素从向光侧向背光侧移动。
材料：玉米胚芽鞘，云母片，琼脂，单侧光源
要求：写出验证思路（画图）和预测结果。
胚芽鞘尖端感受单侧光刺激；
尖端产生生长素，并向下部传递，单侧光照射后，胚芽鞘背光侧生长素含量多于向光侧，引起两侧分布不均匀，造成向光弯曲
植物激素
由植物体产生，能从产生部位运输到作用部位，并且对植物的生命活动产生显著影响的微量有机物。
1、将甲、乙两株幼苗分别种在单侧光照射的暗盆中，甲幼苗顶端罩上不透光的小帽，结果幼苗直立生长，乙幼苗不罩小帽，结果弯向光源生长，此实验主要证明
A．植物生长具有向光性
B．向光性与尖端无关
C．尖端是感光的部位
D．尖端能产生某种促进生长的物质
2、植物的茎具有向光性，此现象中光的直接作用是
A．促进植物进行光合作用
B．促进植物合成生长素
C．抑制向光一侧的细胞生长
D．改变生长素在植物体内的分布
