視頻標(biāo)簽：全國高中生物,實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課,講課視頻錄像

所屬欄目：模擬課、微型課及試講

視頻課題：第五屆全國高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課講課視頻錄像《探究生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度》寧夏

教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂實(shí)錄及教案：第五屆全國高中生物實(shí)驗(yàn)教學(xué)微課講課視頻錄像《探究生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度》寧夏回族自治區(qū)吳忠市回民中學(xué)高中生物

探究生長素類似物促進(jìn)插條生根的最適濃度
 
寧夏吳忠市回民中學(xué)  蘇曉燕
案例課題選自中圖版必修3穩(wěn)態(tài)與環(huán)境第一單元第1章植物生命活動(dòng)的調(diào)節(jié)第1節(jié)生長素的發(fā)現(xiàn)及其應(yīng)用。
一、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)
1. 構(gòu)建生長素生理作用特點(diǎn)的數(shù)學(xué)模型，形成個(gè)體水平穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)的生命觀念。
2. 解釋生長素兩重性的實(shí)例，提升學(xué)生比較與分析、抽象與概括等理性思維。
3. 體驗(yàn)科學(xué)探究的方法和步驟，培養(yǎng)學(xué)實(shí)踐與創(chuàng)新、合作與交流等科學(xué)探究能力。
    4. 通過探索性選材、改進(jìn)裝置及溶液配制、探討與交流，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證意識和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)那笾獞B(tài)度。
二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析
學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了生長素的發(fā)現(xiàn)、產(chǎn)生、運(yùn)輸?shù)戎�識；也具備了一定的科學(xué)探究能力；此外我校多為農(nóng)村和郊區(qū)學(xué)生有豐富的生活實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，比如給蔬菜打頂、果樹修剪、除草劑的噴施等；這些都為學(xué)生理解生長素生理作用及特點(diǎn)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于學(xué)生對實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原則理解不深入，導(dǎo)致在設(shè)計(jì)可行方案、控制實(shí)驗(yàn)變量等方面仍有不足；本節(jié)教學(xué)內(nèi)容對于學(xué)生的比較與分析、抽象與概括等理性思維要求較高，學(xué)生不容易理解生長素的兩重性。
    通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生更全面的理解了個(gè)體層次生命系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)與調(diào)節(jié)，為后續(xù)群體層次生命系統(tǒng)的學(xué)習(xí)做鋪墊，有助于學(xué)生認(rèn)識生命系統(tǒng)的整體性，形成科學(xué)的穩(wěn)態(tài)與平衡觀；學(xué)生在體驗(yàn)知識的形成過程，領(lǐng)悟了科學(xué)研究方法和科學(xué)思維方式，形成了一定的科學(xué)探究能力和科學(xué)態(tài)度與價(jià)值觀，也為學(xué)生從事科學(xué)研究打下了良好基礎(chǔ)。
根據(jù)課標(biāo)要求和學(xué)生已有情況，特制定以下教學(xué)重難點(diǎn)：
重點(diǎn)：生長素的生理作用及特點(diǎn)；生長素生理作用兩重性的實(shí)例
解決策略  引導(dǎo)學(xué)生比較分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，構(gòu)建數(shù)學(xué)模型；探討實(shí)驗(yàn)新發(fā)現(xiàn)，切身體驗(yàn)理論知識的遷移。
難點(diǎn): 實(shí)驗(yàn)周期較長，成功率低；保障自主探究實(shí)驗(yàn)的時(shí)效性。
解決策略  充分發(fā)揮任務(wù)單的驅(qū)動(dòng)和反饋?zhàn)饔茫�教�?huì)學(xué)生科學(xué)的探究方法；鼓勵(lì)學(xué)生選材、用具的創(chuàng)新；集實(shí)驗(yàn)圖片、視頻等過程的資料，便于展示和交流。
三、實(shí)驗(yàn)器材
材料：各種花卉等植物插條；蒜；各種豆子。
試劑：萘乙酸(NAA)；蒸餾水；1mol/L的NaOH溶液；1mol/L的鹽酸。
用具：燒杯；量筒；玻璃棒；PH試紙；尺子；干燥器；多孔圓盤（自制）。
四、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路
萘乙酸（NAA）是人工合成的具有植物激素活性的植物生長調(diào)節(jié)劑，使植物插條韌皮部的細(xì)胞分裂加快形成節(jié)瘤，然后在節(jié)瘤處生出許多不定根；NAA的濃度對生根影響很大，其中最適濃度下生根數(shù)量最多，生長最快。 本實(shí)驗(yàn)嘗試探究不同NAA濃度對同種插條生根的影響，構(gòu)建生長素兩重性的數(shù)學(xué)模型；探究不同植物、同一植物不同器官、細(xì)胞對NAA的敏感性，深入理解生長素的兩重性。
本實(shí)驗(yàn)周期較長，影響因素多，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異大，故在高中實(shí)驗(yàn)中開設(shè)率不高。為了保證學(xué)生實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，本設(shè)計(jì)采取以下三個(gè)環(huán)節(jié)：

五、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn)           
（一）任務(wù)驅(qū)動(dòng)，遞進(jìn)生成
    課前發(fā)放任務(wù)單，學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)變量后設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，小組討論確定實(shí)驗(yàn)方案；在討論中產(chǎn)生的問題通過任務(wù)單反饋，學(xué)生查閱資料或教師解決指導(dǎo)等措施改進(jìn)方案，使得實(shí)驗(yàn)更順利的實(shí)施，提高的實(shí)驗(yàn)的時(shí)效性。
（二）改進(jìn)NAA的配制，科學(xué)準(zhǔn)確表述



本實(shí)驗(yàn)通常用95%酒精溶解后加蒸餾水配置成母液，再用蒸餾水稀釋母液來配制出一系列的濃度梯度；根據(jù)NAA的弱酸性改進(jìn)配制方法，可滴加少量1mol/L的NaOH溶液充分溶解萘乙酸，最后調(diào)整溶液PH為6-7，加水配置成NAA母液（如圖2）。改進(jìn)的方法不僅使NAA充分溶解，還避免了酒精對生根的影響，同時(shí)使配制的NAA濃度更精確。
教材呈現(xiàn)促進(jìn)植物生根的最適生長素濃度在10^-10mol/L左右(即1.86×10^-5 mg/L)，但學(xué)生查閱資料發(fā)現(xiàn)描述NAA溶液濃度的單位還有mg/ml、mg/kg 、mg/L、ppm等，在科研中通常選用的是后兩個(gè)。ppm表示百萬分之（幾），利用ppm作單位，記錄方便、科學(xué)；使學(xué)生更深刻的體會(huì)到植物激素的微量高效性；拓寬了學(xué)生的學(xué)科視野，為以后進(jìn)入科學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。
（三）探索性選材，多方探究
受北方季節(jié)、氣候的影響，木本植物插條生根慢（一般在30天左右）、易腐爛、易干枯(見圖3)，很難隨時(shí)開展實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)中學(xué)生自選材料，有種子、大蒜的鱗片莖、寬葉吊蘭走莖、綠蘿的攀緣莖及其他生根能力較好的本地花卉。經(jīng)過比較發(fā)現(xiàn)大蒜的鱗片莖非常適用于學(xué)生的大規(guī)模實(shí)驗(yàn)，取材方便，無關(guān)變量易于控制，用適宜濃度的NAA處理后兩天節(jié)就會(huì)出現(xiàn)白色根原體，第四天就可以開始統(tǒng)計(jì)生根數(shù)目了。




學(xué)生選材的多樣化，使實(shí)驗(yàn)方案和結(jié)果分析呈現(xiàn)了多樣化，能清楚的比較不同植物對生長素類似物的敏感性。在插條的選擇和處理過程中，學(xué)生意識到插條自身因素對實(shí)驗(yàn)的影響，進(jìn)一步分別探究了取材部位和葉片數(shù)量對生根的影響；在統(tǒng)計(jì)生根情況時(shí)，學(xué)生發(fā)現(xiàn)清水組寬葉吊蘭主根細(xì)長且有較多的側(cè)根，但所有NAA處理組的寬葉吊蘭主根數(shù)目多、粗壯且沒有側(cè)根，說明側(cè)根對生長素很敏感，也使學(xué)生領(lǐng)悟到幼嫩材料應(yīng)選擇濃度更低的NAA溶液處理。
（四）設(shè)計(jì)裝置，便于計(jì)量
在燒杯中培養(yǎng)的大蒜，根會(huì)纏繞且處于底部，不便于觀察；在測量時(shí)，除了對根造成機(jī)械損害外，手的碰觸會(huì)使根發(fā)黑和腐爛。學(xué)生想到將大蒜用線固定在一次性吸管上；或者放在試管口上，為蒜的生長提供足夠的空間，但多組多個(gè)實(shí)驗(yàn)材料操作極不方便。為了更方便、準(zhǔn)確測量和觀察學(xué)生有設(shè)計(jì)了專門的裝置（如圖4），學(xué)生利用干燥器大膽改裝，在透明缸體內(nèi)放置多孔圓盤，將蒜放置孔上培養(yǎng)，由于根會(huì)向地直立生長，在缸體外就可以估測根的長度，取出圓盤后對根進(jìn)行計(jì)數(shù)，減少了人為觸碰對生根的影響。




（五）巧用多媒體，高效有趣
學(xué)生不僅利用Excel軟件分析數(shù)據(jù)和繪制曲線，還利用手機(jī)拍攝實(shí)驗(yàn)照片和視頻，通過希沃軟件或者PPT更直觀真實(shí)的展示的本組的實(shí)驗(yàn)研究過程和成果，使所有學(xué)生身臨其境，真正達(dá)到了分享和交流的目的。傳統(tǒng)教學(xué)中，教師先向?qū)W生教授生長素的兩重性及實(shí)例，介紹生長素的應(yīng)用中才進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。本設(shè)計(jì)將探究實(shí)驗(yàn)提前，通過實(shí)驗(yàn)的匯報(bào)和交流，利用希沃的數(shù)學(xué)工具課上構(gòu)建生長素生理作用兩重性的數(shù)學(xué)模型，利用不同材料的比較理解生長素的敏感性問題，利用實(shí)驗(yàn)中的新發(fā)現(xiàn)、生活實(shí)踐來感悟生長素兩重性的應(yīng)用。
（六）課內(nèi)激趣，課外探索
經(jīng)過這次的研究性學(xué)習(xí)，激發(fā)了學(xué)生對科學(xué)的熱情，學(xué)生們發(fā)現(xiàn)了很多自己感興趣的科學(xué)問題，如花卉的無土栽培、豆芽是否還有植物生長調(diào)節(jié)劑、植物怎樣生根等。鼓勵(lì)學(xué)生查閱資料、實(shí)地調(diào)查、撰寫報(bào)告、開展科學(xué)普及活動(dòng)等，學(xué)生們的研究項(xiàng)目在寧夏第32屆科技創(chuàng)新大賽科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)項(xiàng)目中獲全區(qū)二等獎(jiǎng)一項(xiàng)，市級二等獎(jiǎng)兩項(xiàng)。
 
 
 
六、

實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程



（一）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課
近年來，我國多地的大蒜價(jià)格瘋漲，網(wǎng)友調(diào)侃“蒜你狠”。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中怎么才能使大蒜快速生長和生根呢？學(xué)生提出建議：利用生長素促進(jìn)生根，生長素可以促進(jìn)植物生長和生根。
（二）展示實(shí)驗(yàn)，小組交流(突顯學(xué)生的自主性和能動(dòng)性，促進(jìn)學(xué)生在探究活動(dòng)中能力的多元化發(fā)展)
1.教師展示：學(xué)生課前探究的精彩瞬間；學(xué)生觀看照片，感知探究實(shí)驗(yàn)一般步驟；激發(fā)課后繼續(xù)探究的興趣。
2.小組展示：
（1）第一組：NAA促進(jìn)蒜生根的最適濃度
 


學(xué)生利用希沃的思維軸來(如圖6)展示實(shí)驗(yàn)圖片、中國知網(wǎng)查詢方法、實(shí)驗(yàn)視頻、數(shù)據(jù)、曲線等，體會(huì)預(yù)實(shí)驗(yàn)的重要性；培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑的科學(xué)精神和尊重事實(shí)、善于反思的科學(xué)態(tài)度。
（2）第二組：NAA促進(jìn)綠蘿生根的最適濃度
學(xué)生介紹前期選擇多種材料進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了不同器官、不同葉片數(shù)量、不同取材部位對生根的影響，描述述了最終確定綠蘿為實(shí)驗(yàn)材料的原因。
（三）整合資源，建構(gòu)模型
點(diǎn)面結(jié)合，促進(jìn)師生、生生的交流和思維的碰撞。利用學(xué)生的內(nèi)在動(dòng)機(jī)及同伴激勵(lì)，使學(xué)生最大程度上獲得學(xué)習(xí)的成功。
1.         利用學(xué)生對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，探討生長素在植物生根中所起了作用，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建模型（如圖7）。學(xué)生掌握方法后，構(gòu)建不同植物對生長素敏感性的模型（如圖8）。
               


2. 根據(jù)圖片資料、學(xué)生實(shí)驗(yàn)的新發(fā)現(xiàn)來分析生長素敏感性的大小（如圖9）。




（四）聯(lián)系理論，解釋現(xiàn)象
1.學(xué)生介紹設(shè)計(jì)測量根的裝置的過程。
    2.學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)中的新發(fā)現(xiàn)-----根的向地性生長和莖的背地性生長（如圖9）

3.      

引導(dǎo)學(xué)生分析原因。
八、實(shí)驗(yàn)效果評價(jià)
（1）本案例采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)，優(yōu)化材料，改良方法，改進(jìn)裝置，使原本開設(shè)率較低的實(shí)驗(yàn)走進(jìn)了高中生物課堂，有效的解決了課時(shí)有限的難題；此外，本節(jié)課實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)課與多媒體信息技術(shù)的深度融合，極大地調(diào)動(dòng)學(xué)生的感官，增強(qiáng)了課堂直觀性，突破了教學(xué)的重難點(diǎn)。
（2）在實(shí)驗(yàn)探究中學(xué)生能不斷提出問題-發(fā)現(xiàn)、思考-解決問題，從而生成了大量寶貴的教學(xué)資源，為學(xué)生知識建構(gòu)提供了支架；學(xué)生在體驗(yàn)科學(xué)探究中理解科學(xué)知識，學(xué)會(huì)科學(xué)方法，領(lǐng)悟科學(xué)思想，并將理論知識運(yùn)用到生產(chǎn)實(shí)踐。
(3)實(shí)驗(yàn)同時(shí)存在有待改進(jìn)的地方，NAA低毒，可以利用低濃度處理、長時(shí)間浸泡法處理插條，減少藥液對人的毒性和環(huán)境的污染。
 
 
作者：蘇曉燕；李艷；陳春玲
單位：寧夏吳忠市回民中學(xué)

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