摘  要  本文通过向光性诗句的引用、连续反问、自创打油诗等多种教学方法的应用，突破对向光性不感兴趣、科学家探索过程不连贯、向光性原理难于理解记忆等教学难点。使科学家的探究精神能够在无形中影响到学生，使学生树立严谨、创新和敢于提问的基本科学素养。

关键词  生长素  胚芽鞘  向光性  教学设计

1         教材分析

本课为上海科学技术出版社《生命科学》第五单元第五节第一课时，主题为植物生长素的发现。教学内容主要是再现植物生长素的发现历程，包括达尔文父子实验、杰逊实验和温特实验。此内容中因为每位科学家思考解决问题目的不同使知识连贯性不能充分体现，在实际教学过程中将每个实验分为三个步骤来化解难题：提出科学家要解决的问题、科学家的实验和实验结论，这样难题迎刃而解。教学的另一个重点是使学生树立正确的科学观和形成严谨的科学态度和科学方法。为了使学生树立联系观点看待问题，将胚芽鞘感光部位和反应部位与反射弧的感受器和效应器进行比较。本节内容虽然相对于前四节内容比较独立，但对同学建立起生长素引起植物向光弯曲的生物模型也提出了新的要求。

2         教学目标

2.1        知识与技能  知道生长素的发现史；理解植物向光生长的机理。

2.2     过程与方法  具备层层设疑并设计实验的能力；培养严谨的逻辑思维能力；培养大胆假设和发散性思维能力。

2.3     情感态度与价值观  通过对生长素探索史的学习，体验科学家的探究思路和科学精神。

3         教学过程

3.1  创设情景、激发兴趣   在日常生活中同学们都看到或听说过这样的现象：向日葵的花序会随着太阳的移动而移动。唐代著名诗人杜甫也写过这样的诗句：葵藿倾太阳，物性固莫夺。这是植物向光性的重要体现，植物的向光性是指在单侧光的照射下，植物朝向光源方向生长的现象。看到这样的现象同学们想知道哪些知识？（植物为什么具有向光性）关于植物向光性的原因同学们有哪些猜测呢？也有的同学可能认为这种运动现象与人类颈部运动很像，但事实上人类颈部运动与肌肉运动有关，而植物向光性是一种生长现象。那么植物向光一侧和背光一侧哪一侧生长的更快呢？（背光一侧）为什么植物背光一侧细胞生长的更快呢？让我们共同来了解一下生长素的发现过程吧！

3.2  层层设疑、引导探究  最早对植物向光性进行深入探究的科学家是达尔文父子，他们选择了重要的实验材料——胚芽鞘。即单子叶植物(玉米、小麦等)种子萌发时，包在胚芽外面成锥形的套状叶。葱最外侧被剥落的部分就是衰老的胚芽鞘。达尔文首先进行了预实验。将胚芽鞘进行单侧光照射发现具有向光性，说明它可以作为实验材料。仔细观察发现胚芽鞘真正弯曲部位是尖端下面一段。做出反应的部位是尖端下面一段，如同反射弧中的效应器，虽然植物没有反射弧，但它一定有感受刺激的部位，那么胚芽鞘感光部位是哪里呢？达尔文进行了系列实验，实验中遵循了对照性原则和单一变量原则。

3.2.1  让我们和达尔文一起“思考”

感光部位是尖端下面一段吗？达尔文怀疑感光部位是尖端下面一段，于是用锡箔将胚芽鞘尖端下面一段进行遮光处理，然后单侧光照射，观察实验结果。但这样设计实验可以吗，缺少实验的哪一部分？（实验对照）因此，达尔文设置了不遮光的胚芽鞘作为实验对照。结果发现两个胚芽鞘都发生向光弯曲，这说明胚芽鞘感光部位是尖端下面一段吗？（不是）

感光部位是尖端吗？达尔文又用锡箔小帽盖住尖端，结果发现胚芽鞘直立生长。这说明感光部位是哪里？（尖端）

但是这样设计实验科学吗？在引入遮光变量的同时还引入了另一个变量，是什么？（重力）那么如何设计实验排除重力对实验的干扰呢？（用一个等质量的透明小帽遮住胚芽鞘尖端。）结果发现此胚芽鞘向光弯曲生长，说明重力不是引起向光弯曲的原因。

假如你是达尔文，你能提出怎样的假设解释这一现象？胚芽鞘尖端感受光的刺激，而尖端下面一段发生弯曲，中间可能有一种物质负责传递信息。所以达尔文的假设是：胚芽鞘尖端的细胞产生某种物质；这种物质作为化学信号从尖端传递到下部，影响下部细胞的生长；.导致向光一侧与背光一侧的细胞生长不均匀。

达尔文的成就是设计初步实验、提出假设，但胚芽鞘尖端是否真的产生了这种物质呢？

3.2.2  让我们和杰逊同感“刺激”

杰逊的实验思路是胚芽鞘尖端产生某种物质要向下运输，如果用云母截断其通路胚芽鞘就不会生长了。于是他设计用云母插入胚芽鞘尖端下面，用单侧光照射。同时还设置单侧光照射的胚芽鞘作为实验对照，结果发现实验组不生长也不弯曲，于是得出结论：胚芽鞘尖端确实产生了某种物质，并能从尖端运输到下部。这个结论成立吗？实验对照存在怎样的问题？（插入云母的同时除了阻断物质运输一个变量外，还有刀伤和重力两个变量。）因此需要选择一个与云母同质量的透水的琼脂片插入相同位置。结果对照组弯曲生长，此时得出结论非常充分。

杰逊的成就是验证了这种物质的存在，但这种物质能获得吗？

3.2.3  让我们和温特获得“物质”

温特的实验思路是：既然物质运输经过了琼脂片，如果换用厚度更加大的琼脂块就可以将这种物质提取出来。于是将胚芽鞘尖端放置在琼脂块上一段时间，此种物质就会进入琼脂块中，那么如何验证这种物质的存在呢？（将其放于切去顶端的胚芽鞘上）需要设置怎样的实验对照呢？（将未经处理的琼脂块放于切去顶端的胚芽鞘上。）

温特还设计了更加巧妙的实验，将琼脂块放置在切去顶端的胚芽鞘的一侧，结果发现向对侧弯曲生长，这样验证了这种物质具有促进生长的作用。于是温特得出结论：胚芽鞘尖端确实产生了某种物质，并能从尖端运输到下部；这种物质的不均匀分布造成弯曲生长。

温特的成就是取得了这种化学物质，并命名为生长素。但生长素究竟是什么化学物质呢？

3.2.4  郭葛提取吲哚乙酸

1934年，荷兰科学家郭葛等人从菠萝嫩枝、燕麦胚芽鞘等植物器官中分离出生长素，经过鉴定是吲哚乙酸（IAA）。

3.3  寻找差距、激发斗志  通过学习我们了解到达尔文父子发现向光性、初步探究、提出假设，杰逊和温特验证假设、得出结论，郭葛发现生长素的化学组成。可以说，人类的许多科学发现，就是像这样经过一代又一代人的探索，才一步一步地接近事实的真相。每位科学家所取得的进步可能只是一小步，众多的一小步终将汇合成科学前进的一大步。

你想成为一个科学家吗？那么你需要回答以下问题：假如你看到司空见惯的现象，你能像达尔文一样细致观察生活吗？假如你能细致观察生活，你能像达尔文一样充满好奇心吗？假如你能充满好奇心，你能像达尔文一样大胆假设吗？假如你能大胆假设，你能像杰逊一样设计出如此严谨的实验吗？假如你能设计出如此严谨的实验，你能像温特一样设计出如此巧妙的实验吗？假如你是一位未来的科学家，你能不断学习前人的知识吗？

虽然我们不一定具备以上所有条件，但是我们可以学习他们的知识，我们还有更加广阔的网络资源等，这些都是我们的优势，是我们可以成为科学家的条件。

3.4  归纳小结、巩固认识   那么，哪一因素引起生长素分布不均呢?（单侧光）植物向光性发生的过程如下：单侧光引起生长素分布不均；尖端产生生长素；尖端下面一段细胞不均匀生长；生长素向下运输，并可横向运输。有人曾为生长素赋诗一首：感光部位是顶端，弯曲部位在下面，为什么向光生长，向下运输不均匀。

赋诗之人是谁呢？“便是本人”（学生大笑）。虽然此诗过于简陋，但基本反映了向光性发生原因。

3.5  头脑风暴、发散思维   同学们可以思考以下问题：为什么生长素会向下运输？是重力因素的影响吗？可不可以用失重来验证重力因素的作用？是否存在着抑制生长的物质呢？会不后引起拮抗作用呢？为什么单侧光造成生长素向背光一侧运输？有时向日葵为什么不向光生长？达尔文实验有什么更好的改进吗？为什么选用单子叶植物？在均匀光照情况下，如果将一棵植物幼苗横置，它的根和茎的生长方向如何？这些问题都有待于同学们课后思考或实验。

4         教学反思

本节课的可取之处主要有：通过向日葵向着太阳生长的动画演示和杜甫诗句两种方法共同作用激发学习兴趣，以科学家发现生长素的思维及实验历程，树立对科学家的崇敬之情，采用“让我们和达尔文一起‘思考’”、 “让我们和杰逊同感‘刺激’”与“让我们和温特获得‘物质’” 的表述方法拉近和学生的距离，利用六个连续的反问句提出科学家的精神并指出同学与科学家之间的差距，将ppt“动态”演示与自创打油诗的“静态”记忆相结合加深理解，利用头脑风暴环节使学生树立多角度思考问题、不迷信权威、不局限于所学知识的科学执着精神。