劉玉鳳（廣州市南沙麒麟中學(xué)）

用生物模型展開探究實(shí)驗(yàn)，再現(xiàn)科學(xué)經(jīng)典
——植物生長素的發(fā)現(xiàn)教學(xué)案例

劉玉鳳
（廣州市南沙麒麟中學(xué)）

“面向全體學(xué)生，提高生物科學(xué)素養(yǎng)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”是課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的課程基本理念。課本經(jīng)典實(shí)驗(yàn)不僅傳達(dá)生物學(xué)知識(shí)，更重要的是科研的思維方式和探究過程。通過制作生物模型，采用小組合作形式展開探究實(shí)驗(yàn)，能夠提高學(xué)生的探究能力，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思維方法。

經(jīng)典實(shí)驗(yàn)；生物模型；小組合作

《義務(wù)教育生物課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》中對(duì)生物課程性質(zhì)進(jìn)行了定義，生物科學(xué)是研究生物現(xiàn)象和生命活動(dòng)規(guī)律的一門科學(xué)。它不僅是一個(gè)結(jié)論豐富的知識(shí)體系，也包括了人類認(rèn)識(shí)自然界的一些特有的思維方式和探究過程。生物科學(xué)需要許多人的共同努力和不斷探索，尤其要培養(yǎng)學(xué)生科研的思維和興趣?！懊嫦蛉w學(xué)生，提高生物科學(xué)素養(yǎng)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)”是標(biāo)準(zhǔn)中提出的課程基本理念。

高中生物教材中有很多經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，在我們的傳統(tǒng)教學(xué)中，教師只講解其中的生物學(xué)知識(shí)，而忽略了特有的思維方式和探究過程，無法讓學(xué)生體會(huì)探究的樂趣與成就感。

本節(jié)課希望通過制作簡單的生物模型，以小組合作的形式展開探究實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生直觀地體驗(yàn)科學(xué)家的探究過程，在教學(xué)過程中，切實(shí)落實(shí)主體性教學(xué)，提高學(xué)生的探究能力，訓(xùn)練學(xué)生科學(xué)的思維方法。

一、教學(xué)目標(biāo)

1.知識(shí)目標(biāo)

（1）概述生長素的發(fā)現(xiàn)過程。

（2）說明植物向光生長的原因。

2.能力目標(biāo)

（1）體驗(yàn)發(fā)現(xiàn)生長素的過程和方法，學(xué)會(huì)科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)方法。

（2）訓(xùn)練嚴(yán)密的邏輯思維能力、觀察能力，養(yǎng)成良好的生物學(xué)素養(yǎng)。

3.情感目標(biāo)

學(xué)習(xí)科學(xué)家嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的工作作風(fēng)和科學(xué)態(tài)度以及對(duì)真理不懈追求的科學(xué)精神，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生辯證唯物主義世界觀的樹立。

二、課前準(zhǔn)備

1.學(xué)生知識(shí)儲(chǔ)備

（1）生物科學(xué)研究的基本思路：提出問題→作出假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→實(shí)驗(yàn)結(jié)果→實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

（2）探究實(shí)驗(yàn)遵循兩個(gè)原則：對(duì)照原則和單一變量原則。

（3）制作實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?/p>

2.制訂課堂規(guī)則

（1）分組。本次課堂以小組為單位進(jìn)行探究活動(dòng)，每7人一個(gè)小組，共6組。小組成員分工合作，每個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)一個(gè)探究題目（題目提前一天公布），小組長協(xié)調(diào)并整體負(fù)責(zé)。

（2）選題。課堂開始前2分鐘，由各組小組長抽簽選擇課堂上負(fù)責(zé)的探究題目。課堂上按照題目順序各小組負(fù)責(zé)人展示自己的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案，并闡述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是否遵循單一變量原則和對(duì)照原則，完整闡述加5分。

（3）質(zhì)疑。當(dāng)一個(gè)小組展示自己的設(shè)計(jì)后，其他小組可以對(duì)他們的設(shè)計(jì)提出質(zhì)疑，或者進(jìn)行完善，質(zhì)疑正確加3分，提出新的設(shè)計(jì)加5分。回答他人質(zhì)疑正確得2分，錯(cuò)誤扣2分。

（4）評(píng)選。最終根據(jù)得分評(píng)出最優(yōu)秀的小組，授予“最佳探究小組”稱號(hào)，并給予獎(jiǎng)勵(lì)。

3.設(shè)置探究題目

探究一：植物的向光性是由單側(cè)光引起的嗎？

探究二：胚芽鞘向光彎曲與哪個(gè)部位有關(guān)？

探究三：胚芽鞘感光刺激的部位在哪里？

探究四：尖端產(chǎn)生的“影響”要向下傳遞才能發(fā)揮作用嗎？

探究五：這種“影響”為什么會(huì)造成胚芽鞘的彎曲？是由于分布不均勻造成的嗎？

探究六：如何證明胚芽鞘的彎曲生長是由化學(xué)物質(zhì)引起的？

三、課堂教學(xué)

1.情境導(dǎo)入

多媒體展示一張圖片《爸爸去哪兒》森林探險(xiǎn)的畫面。用學(xué)生感興趣的情境導(dǎo)入到我們的主題。如何通過植物判斷方向，為什么植物具有向光性呢？

2.課堂探究活動(dòng)

探究一：植物的向光性是由單側(cè)光引起的嗎？

針對(duì)小組1提出的策略一，小組2補(bǔ)充策略二，增加了一個(gè)實(shí)驗(yàn)組，形成相互對(duì)照。

探究二：胚芽鞘向光彎曲與哪個(gè)部位有關(guān)？

小組2提出了策略一，小組1補(bǔ)充策略二，增加了一個(gè)實(shí)驗(yàn)組，看看削去的胚芽鞘尖端能不能生長，能不能彎曲。

小組4進(jìn)行質(zhì)疑：請(qǐng)問兩個(gè)策略能不能判斷與哪個(gè)部位有關(guān)？是尖端還是尖端以下？起著怎樣的作用？小組2回答：我們只能判斷與尖端和尖端以下都有關(guān)系，至于起到什么作用，還需要進(jìn)一步探究。

探究三：胚芽鞘感光刺激的部位在哪里？（是尖端還是尖端以下）

小組3提出了策略一，小組1補(bǔ)充策略二，認(rèn)為多增加幾個(gè)實(shí)驗(yàn)組，這樣才能準(zhǔn)確地判斷感光部位，并且對(duì)于胚芽鞘的認(rèn)識(shí)更加充分。

小組6提出質(zhì)疑：為什么感光刺激在尖端？小組3回答：可能尖端有感受光的物質(zhì)。小組1回答：也許是單側(cè)光這個(gè)刺激會(huì)使尖端產(chǎn)生某種促進(jìn)生長的物質(zhì)（稱為“影響”），引起的反應(yīng)。

探究四：尖端產(chǎn)生的“影響”要向下傳遞才能發(fā)揮作用嗎？

小組4提出策略一，受到小組1質(zhì)疑：怎么能夠判斷瓊脂片本身會(huì)不會(huì)起到其他作用，比如能夠促進(jìn)生長等等。于是提出策略二進(jìn)行補(bǔ)充。小組4接受他們的建議。

探究五：這種“影響”為什么會(huì)造成胚芽鞘的彎曲？是由于分布不均勻造成的嗎？

小組5提出策略一，小組6提出質(zhì)疑：為什么一定要黑暗環(huán)境，既然胚芽鞘尖端在直射光照條件下也沒有生長變化，那么我們認(rèn)為可以在光下設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，如策略二。小組3質(zhì)疑：在策略二中不滿足單一變量，現(xiàn)在光照也變成變量了。小組4回答：當(dāng)光照條件相同時(shí)，光照就不是變量了，而是變成無關(guān)變量，所以策略二也是可行的。經(jīng)學(xué)生激烈的討論，最終達(dá)成統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，就是兩種策略都可行。

探究六：如何證明胚芽鞘的彎曲生長是由化學(xué)物質(zhì)引起的？

策略一：

策略二：

小組6提出策略一，小組2進(jìn)行質(zhì)疑：這個(gè)實(shí)驗(yàn)中沒有空白對(duì)照，最好增加一個(gè)對(duì)照組，將一個(gè)空白的瓊脂片放在削去胚芽鞘尖端的頂端。小組6接受意見并進(jìn)行補(bǔ)充。

小組5提出策略二，想要觀察一下甲乙彎曲程度是否相同。

（特別說明：本節(jié)課重點(diǎn)在于探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)果學(xué)生在預(yù)習(xí)時(shí)已經(jīng)掌握，所以，課堂上只是簡單描述現(xiàn)象與結(jié)果，這里不再贅述。）

3.學(xué)生歸納總結(jié)

植物的向光性是由于生長素分布不均勻造成的：單側(cè)光照射后，胚芽鞘背光一側(cè)的生長素含量多于向光一側(cè)，因而引起兩側(cè)的生長不均勻，從而造成向光彎曲。

四、教學(xué)反思

1.讓學(xué)生學(xué)會(huì)質(zhì)疑

在設(shè)計(jì)探究問題時(shí)，特地設(shè)計(jì)了探究一的問題，讓學(xué)生對(duì)看似平常的現(xiàn)象，學(xué)會(huì)質(zhì)疑，敢于質(zhì)疑。通過質(zhì)疑加分的環(huán)節(jié)鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)他人的設(shè)計(jì)進(jìn)行思考，并大膽質(zhì)疑。通過學(xué)生的質(zhì)疑與回答，讓探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)更加科學(xué)與完善。

2.面向全體學(xué)生

本次課堂共有六個(gè)探究題目，由易到難逐步深入，并且層層遞進(jìn)。小組成員分工合作，每個(gè)學(xué)生負(fù)責(zé)一個(gè)探究題目，負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)方案并對(duì)他人方案進(jìn)行質(zhì)疑與答疑。這樣的設(shè)計(jì)面向全體學(xué)生，使每一個(gè)學(xué)生都有自己的任務(wù)，對(duì)自己的探究項(xiàng)目設(shè)計(jì)全權(quán)負(fù)責(zé)，同時(shí)又希望在別人的項(xiàng)目中起到幫助作用，所以，課堂上所有的學(xué)生都積極投入，發(fā)揮自己的能力為小組爭分。

3.提高生物科學(xué)素養(yǎng)

學(xué)生通過六個(gè)探究題目的設(shè)計(jì)，親歷提出問題，作出假設(shè)，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，在此過程中養(yǎng)成科學(xué)思維的習(xí)慣。并且在設(shè)計(jì)過程中遵循兩個(gè)基本原則對(duì)照原則和單一變量原則，并培養(yǎng)了學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，激發(fā)了學(xué)生探究的興趣。

4.倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)

本次課堂學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性被充分調(diào)動(dòng)起來，讓學(xué)生感受到探究的樂趣，并體會(huì)到自己的思路與科學(xué)家的思路相似或者相同的成就感。我們課本教材中還有很多的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，都可以用小組探究的方式來挖掘利用，使我們的課堂真正以學(xué)生為主體，調(diào)動(dòng)學(xué)生思維，提升學(xué)生的科研能力。

［1］修妍偉.初中生物實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)策略的應(yīng)用［J］.新課程研究：下旬刊，2016（2）.

［2］安銳勤.生物科學(xué)史經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的課堂探究教學(xué)：光合作用的發(fā)現(xiàn)教學(xué)案例［J］.中學(xué)生物學(xué)，2013（1）.

·編輯段麗君