植物生長素發(fā)現(xiàn)過程（1）
第三章第一節(jié)植物生長素發(fā)現(xiàn)過程設(shè)計(jì)思路現(xiàn)成的結(jié)論容易被人誤認(rèn)為是本來就有的、永恒不變的真理�？茖W(xué)史可以展現(xiàn)科學(xué)是永無止境的探究活動(dòng)的本質(zhì)特征，使人感受科學(xué)發(fā)展是一個(gè)線性累積、不斷壯大的過程，領(lǐng)會(huì)“變化”才是科學(xué)本身具有的惟一不變特性。植物生長素的發(fā)現(xiàn)過程正是這樣一個(gè)很好地展現(xiàn)科學(xué)在本質(zhì)上是相對(duì)的、可變的、處在不斷修正和發(fā)展過程中的素材。因此，本節(jié)課擬以幫助學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)特征為主要教學(xué)目標(biāo)，按照生長素發(fā)現(xiàn)的時(shí)間順序，通過引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)前人通過實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論正是后人研究的問題，使學(xué)生體會(huì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)循環(huán)往復(fù)、步步深入的過程，感悟科學(xué)知識(shí)并非一經(jīng)發(fā)現(xiàn)、證實(shí)之后便永遠(yuǎn)不會(huì)被推翻，而是需要“通過歸納所得并經(jīng)由觀察證實(shí)的真命題及其集合的積累”，從而更好地理解科學(xué)探究過程中所體現(xiàn)出來的科學(xué)的本質(zhì)特征。教學(xué)方法1.教的方法：按照“發(fā)現(xiàn)問題——實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證——得出結(jié)論——再從結(jié)論中提出新的問題……”的線索，引導(dǎo)學(xué)生理解在生長素發(fā)現(xiàn)過程中探究活動(dòng)層層深入的過程。2.學(xué)的方法：學(xué)生主要以小組合作交流的形式進(jìn)行學(xué)習(xí)。每四人為一小組，每組選出一個(gè)小組長和一個(gè)中心發(fā)言人。小組長的任務(wù)是組織全組探討問題；中心發(fā)言人的任務(wù)是記錄每位小組成員的觀點(diǎn)，最后代表本小組在全班交流。教學(xué)過程教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖導(dǎo)入課前教師將一盆栽植物（如四季梅）放在向陽的窗臺(tái)上生長足夠長的一段時(shí)間，使其表現(xiàn)出明顯的向光性。上課時(shí)，將這盆植物帶到教室，讓學(xué)生推測(cè)它生長的環(huán)境，由此引出課題植物的向光性。再請(qǐng)學(xué)生舉出生活中見到的植物向光性的例子。教師：許多人可能對(duì)植物向光性的現(xiàn)象熟視無睹，然而，正是對(duì)向光性的研究，引導(dǎo)人們揭示出了植物生命活動(dòng)調(diào)節(jié)的奧秘，發(fā)現(xiàn)了第一種植物激素-----生長素。教師提出問題：對(duì)于植物的向光性現(xiàn)象，你想提出什么問題？聯(lián)系生活回想、交流見過的植物向光生長的實(shí)例。嘗試從植物向光性的現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)和提出問題。（1）通過讓學(xué)生從常見的現(xiàn)象中提出問題進(jìn)行導(dǎo)入，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。（2）培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)（即從常見的現(xiàn)象中提出問題）及提出有一定探究價(jià)值的問題的能力。一、生長素的發(fā)現(xiàn)過程達(dá)爾文的有關(guān)研究教師：對(duì)于植物的向光性，達(dá)爾文提出的問題是“植物具有向光性的原因是什么？”科學(xué)重視實(shí)證。那么，達(dá)爾文設(shè)計(jì)了什么樣的實(shí)驗(yàn)研究這一問題呢？[在屏幕上呈現(xiàn)出達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果]請(qǐng)學(xué)生分析達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論回答下列思考題：1. 達(dá)爾文的第一組實(shí)驗(yàn)作出了什么樣的假設(shè)？（植物的向光彎曲生長與尖端有關(guān)。）2. 達(dá)爾文在第一組實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上所做的第二組實(shí)驗(yàn)的假設(shè)是什么？（感受單側(cè)光刺激的部位是尖端。）3. 請(qǐng)分析第一組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，得出結(jié)論。（植物向光彎曲生長與尖端有關(guān)。）4. 請(qǐng)分析第二組實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，得出結(jié)論。（感受單側(cè)光刺激的部位是尖端）5. 為什么要分別遮蓋胚芽鞘頂端和它下面的一段？（兩者形成相互對(duì)照,來確定能夠感受單側(cè)光刺激的部位）6. 胚芽鞘彎曲生長的是哪一部分？感覺單側(cè)光刺激的又是哪一部分？你怎樣解釋這一現(xiàn)象（嘗試作出假設(shè)）？（胚芽鞘彎曲生長的是尖端下面的一段。感覺單側(cè)光刺激的是頂端。這說明胚芽鞘頂端接受單側(cè)光照射后，產(chǎn)生某種刺激傳遞到下面，引起下面一段彎曲生長。）教師組織學(xué)生交流、討論后，再呈現(xiàn)達(dá)爾文得出的結(jié)論：單側(cè)光照使胚芽鞘的尖端產(chǎn)生某種刺激，當(dāng)這種刺激傳遞到下部的伸長區(qū)時(shí)，會(huì)造成背光面比向光面生長快，因而出現(xiàn)向光性。（1）個(gè)人自主分析達(dá)爾文實(shí)驗(yàn)的原理，解答思考題。（2）小組內(nèi)部討論思考題。（3）全班交流、討論、評(píng)價(jià)。（1）培養(yǎng)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理的能力。（2）培養(yǎng)學(xué)生分析處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論的能力。（3）引導(dǎo)學(xué)生感悟得出科學(xué)的結(jié)論，既需要嚴(yán)密的邏輯推理、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度；又需要一定的想象力。詹森的有關(guān)研究教師：達(dá)爾文提出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論從一定程度上解釋了植物的向光性，但達(dá)爾文的結(jié)論其實(shí)只是分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象后作出的假定性的解釋，這種解釋究竟是不是科學(xué)事實(shí)，還需要更進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。下面請(qǐng)看詹森是如何在此基礎(chǔ)上進(jìn)行研究的。[屏幕上呈現(xiàn)出詹森的實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果] 請(qǐng)學(xué)生分析詹森的實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論回答下列思考題：1. 詹森提出的問題是什么？（尖端產(chǎn)生的刺激究竟是什么？）2. 作出的假設(shè)是什么？（這種刺激是一種化學(xué)物質(zhì)）3. 分析結(jié)果，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。（胚芽鞘尖端產(chǎn)生的刺激可以透過瓊脂片傳遞給下部）4. 可以透過瓊脂片傳遞給下部的刺激，最可能是哪一類刺激？（化學(xué)物質(zhì)）教師組織學(xué)生交流、討論、評(píng)價(jià)。（1）個(gè)人自主分析詹森實(shí)驗(yàn)的原理，解答思考題。（2）小組內(nèi)部討論思考題。（1）引導(dǎo)學(xué)生初步領(lǐng)悟許多科學(xué)研究都是在前人結(jié)論基礎(chǔ)之上的深化，不要迷信已有的結(jié)論，要敢于對(duì)前人的研究成果提出質(zhì)疑。（2）培養(yǎng)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理的能力。拜爾的有關(guān)研究教師：詹森通過實(shí)驗(yàn)得出了傳遞到下部的刺激最可能是一種化學(xué)物質(zhì)，從而解答了達(dá)爾文所假定的刺激是什么的問題，那么，除此之外，達(dá)爾文的實(shí)驗(yàn)中還有什么問題需要解決呢？[屏幕上呈現(xiàn)出拜爾的實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果] 請(qǐng)學(xué)生分析拜爾的實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論回答下列思考題：1. 拜爾提出的問題是什么？（頂端產(chǎn)生的刺激能傳到下部，那么它為什么能使得伸長區(qū)兩側(cè)生長不均勻呢？）2. 作出的假設(shè)是什么？（頂端產(chǎn)生的刺激在尖端下部分布不均勻，使得伸長區(qū)兩側(cè)生長不均勻）3. 分析結(jié)果，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。（證明假設(shè)成立）4. 請(qǐng)?jiān)谡采桶轄枌?shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上解釋植物具有向光性的原因。（胚芽鞘的尖端產(chǎn)生的刺激可能是某種化學(xué)物質(zhì)，單側(cè)光照射使這種化學(xué)物質(zhì)在尖端下面一段分布不均勻,從而使胚芽鞘表現(xiàn)出向光性。）（1）個(gè)人自主分析詹森實(shí)驗(yàn)的原理，解答思考題。（2）小組內(nèi)部討論思考題。（1）引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟已有的結(jié)論中往往包含有價(jià)值的研究課題，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)和不迷信已有結(jié)論的科學(xué)態(tài)度。（2）培養(yǎng)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理的能力。溫特的有關(guān)研究教師：達(dá)爾文、詹森和拜爾等科學(xué)家們不斷地發(fā)現(xiàn)問題、作出假設(shè)、尋找證據(jù)、得出結(jié)論、在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)新的問題、作出新的假設(shè)…… ，在這樣的過程中，對(duì)于植物向光性原因的解釋不斷趨于完善。但是，對(duì)于植物向光性原因的探究并沒到此終止。那么，后來的科學(xué)家又在詹森和拜爾的實(shí)驗(yàn)結(jié)論中發(fā)現(xiàn)了什么樣的新問題呢？請(qǐng)看溫特發(fā)現(xiàn)的新問題和繼續(xù)進(jìn)行的研究。[屏幕上呈現(xiàn)出溫特的實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果] 請(qǐng)學(xué)生分析溫特的實(shí)驗(yàn)過程及實(shí)驗(yàn)結(jié)果，討論回答下列思考題：1. 溫特提出的問題是什么？（胚芽鞘的尖端產(chǎn)生的刺激是一種化學(xué)物質(zhì)嗎？是由于它在伸長區(qū)兩側(cè)的分布不均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長嗎？）2. 作出的假設(shè)是什么？（由于胚芽鞘的尖端產(chǎn)生的一種化學(xué)物質(zhì)向下運(yùn)輸，在伸長區(qū)兩側(cè)分布不均勻造成了胚芽鞘的彎曲生長）3. 分析結(jié)果，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？（證明假設(shè)成立）4. 是否可以取消對(duì)照組實(shí)驗(yàn)？請(qǐng)闡述理由。（不可以。否則不能排除瓊脂本身對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的干擾作用）5. 請(qǐng)利用溫特的實(shí)驗(yàn)結(jié)論解釋植物具有向光性的原因。并與達(dá)爾文的解釋、詹森和拜爾實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的解釋相比較，談?wù)勀愕母惺�。教師組織學(xué)生交流、討論、評(píng)價(jià)。教師：溫特認(rèn)為這種化學(xué)物質(zhì)可能與動(dòng)物激素類似，并把這種物質(zhì)命名為生長素，也是發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)植物激素。那么，植物生長素的發(fā)現(xiàn)是不是到此完成了呢？既然生長素是一種化學(xué)物質(zhì)，只有分離出這種物質(zhì)，才能最終證明其存在。后來，科學(xué)家終于分離出了植物生長素，并確定了其化學(xué)本質(zhì)，植物生長素的發(fā)現(xiàn)才算告一段落，整個(gè)過程經(jīng)歷了大約半個(gè)世紀(jì)。但是，生長素的發(fā)現(xiàn)并沒有終止植物向光性的研究，目前關(guān)于植物向光性原因的探究仍在繼續(xù)著。請(qǐng)看課本的楷體小字。（1）個(gè)人自主分析溫特實(shí)驗(yàn)的原理，解答思考題。（2）小組內(nèi)部討論思考題。（3）全班交流、討論思考題，交流自己對(duì)科學(xué)發(fā)展過程的感想。（1）引導(dǎo)學(xué)生領(lǐng)悟已有的結(jié)論中往往包含有價(jià)值的研究課題，培養(yǎng)學(xué)生的問題意識(shí)和不迷信已有結(jié)論的科學(xué)態(tài)度。（2）培養(yǎng)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原理的能力。（3）引導(dǎo)學(xué)生深刻領(lǐng)會(huì)科學(xué)發(fā)展永無止境的本質(zhì)特征。二、生長素的產(chǎn)生、分布和運(yùn)輸要求學(xué)生看書解決下列問題：1. 植物體內(nèi)生長素在哪些部位合成的？2. 植物體內(nèi)的生長素主要在哪些部位起作用呢？3. 植物體內(nèi)生長素是如何從合成部位運(yùn)輸?shù)狡鹱饔玫牟课荒兀?. 舉例說明什么是極性運(yùn)輸。5. 根據(jù)生長素的產(chǎn)生、作用及化學(xué)本質(zhì)，嘗試給植物激素下定義。隨堂練習(xí)：1. 被風(fēng)刮倒的玉米過一段時(shí)間的生長方向有何特點(diǎn)？嘗試用本節(jié)課獲得的知識(shí)對(duì)此作出解釋。2. 向日葵向光的可能原因是什么？（1）個(gè)人自學(xué)解決教師提出的問題。（2）利用本節(jié)課獲得的知識(shí)嘗試解釋生活中常見的一些現(xiàn)象。（1）培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。（2）利用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。三、技能訓(xùn)練要求學(xué)生分析教材“技能訓(xùn)練”欄的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案及得出的結(jié)論，并討論：1. 這個(gè)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)是否嚴(yán)密？為什么？2. 從實(shí)驗(yàn)結(jié)果到結(jié)論之間的邏輯推理是否嚴(yán)謹(jǐn)？為什么？3. 如果要驗(yàn)證上述結(jié)論是否正確，應(yīng)該對(duì)實(shí)驗(yàn)方案如何改進(jìn)？（1）進(jìn)行小組討論，并設(shè)計(jì)改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)方案。（2）小組間進(jìn)行交流、討論、評(píng)價(jià)。訓(xùn)練學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和得出結(jié)論時(shí)邏輯上的嚴(yán)密性。小結(jié)教師組織學(xué)生對(duì)科學(xué)探究的一般方法進(jìn)行小結(jié)。教師對(duì)科學(xué)發(fā)展過程進(jìn)行小結(jié)：“人類的許多科學(xué)發(fā)現(xiàn)，就是像這樣經(jīng)過一代又一代人的探索，才一步一步地靠近事實(shí)和真相。每一位科學(xué)家所取得的進(jìn)展可能只是一小步，眾多的一小步終將匯合成科學(xué)前進(jìn)的一大步。”小結(jié)科學(xué)探究的一般方法。（1）強(qiáng)化對(duì)科學(xué)探究過程方法的系統(tǒng)性認(rèn)識(shí)。（2）進(jìn)一步概括科學(xué)“線性積累、永無止境”的本質(zhì)特征。