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1、“探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的教学案例李于波 重庆市朝阳中学 400700 15002301703 952214224【教学思路】 “探索生长素类似物促进插条生根的最适浓度”为人教版必修3稳态与环境第3章第2节的一个探究活动。该探究活动相对简单、易行，但由于跨越周期较长，不同的材料、方法导致实验结果差异大、成功率低，故导致开设率不高。本节课根据新课程理念和探究式教学基本原理，通过“因地、因时制宜”提供空心莲子草和一系列不同浓度2,4D溶液作为实验材料引导学生设计可行的实验方案，并通过展示不同条件下的预实验结果引导学生如何利用数学方法处理、解释数据和根据证据作出合理判断，重在培养学
2、生实验设计能力以及利用数学方法处理、解释数据和根据证据作出合理判断的探究能力。其基本教学思路如下：活动一设计实验 学生自行设计、展示、交流实验方案。 师生互动，完善实验方案。提高学生实验设计能力。活动二分析实验 教师展示预实验的结果。 学生对预实验获得的数据进行处理、分析、交流。培养学生利用数学方法处理、解释数据和根据证据作出合理判断的能力。活动三实施实验 教师提醒实验注意事项。 学生以小组为单位实施实验方案，完成实验报告。培养学生实验操作能力。活动四表达交流各小组汇报、交流实验结果培养学生语言表达能力，养成与他人交流、合成的习惯。活动内容基本做法活动目的 【实验教学分析】1. 教学重点（1）
3、设计可行的实验方案；（2）利用数学方法处理、解释数据。2. 教学难点（1）实验材料的选择；难点的突破：在预实验时，通过选用多种实验材料进行对比实验，最终选择生根效果好、取材方便、易培养的空心莲子草作为实验材料。（2）实验方案的设计和实验结果的分析。难点的突破：通过提供实验材料引导学生进行实验设计、展示、交流，然后师生共同参与修正、完善实验设计。对结果的处理引导学生以数学模型图表的形式直观展示出不同浓度的2,4D对插条生根的影响。【教学目标】1. 知识目标：解释生长素类似物的作用特点。2. 能力目标：尝试探索生长素类似物2,4D促进插条生根的最适浓度，进一步培养学生设计可行的实验方案和利用数学方
4、法处理、解释数据的科学探究能力。3. 情感态度与价值观：体验实验探究的一般过程；在合作学习中，养成与人交流合作的习惯。【教学准备】材料用具：空心莲子草。别名：革命草、水花生、喜旱莲子草等。多年生宿根性草本，原产巴西，20世纪30年代末随日军侵华引种至中国，已被列为中国首批外来入侵物种，生命力强适应性广，茎节可生根，生长繁殖迅速，水陆均可生长，其枝条通过水培方法两天左右即可生根，五天左右就可统计观察。2,4-二氯苯氧乙酸（2,4D）溶液。提前配制好浓度分别为10-4、10-5、10-6、10-7、10-8、10-9、10-10、10-11、10-12、10-13、10-14mol/L 的2,4D
5、溶液。剪刀、矿泉水瓶（学生自备）完成预实验：教师提前半个月完成预实验，并详细记录预实验的过程和结果，关键环节用DV录制成视频片段，作为正式实验的参考资料。【教学过程】教学步骤教师行为学生行为设计意图导课提问：（1）生长素的生理作用是什么？在农业生产中有哪些应用？（2）生长素在植物体内发挥作用时有什么特点？在农业生产上施用生长素类似物时，需要考虑哪些因素？提出问题：所选定的生长素类似物促进某种植物插条生根的最适浓度是多少呢？回忆，作答通过回忆，引出本节课讨论的问题活动一：设计实验探究“生长素类似物2,4D促进空心莲子草生根的最适浓度”教师简单介绍实验桌上提供的材料和用具。提问：如何利用所提供的材
6、料和用具设计实验探究生长素类似物2,4D促进空心莲子草生根的最适浓度呢？谈谈你们设计思路，并说明理由？思考作答：分别用一定浓度梯度的2,4D溶液处理不同插条，一段时间后根据插条生根的情况即可确定2,4D促进插条生根的最适浓度范围。因为生长素类似物2,4D能促进插条生根，且在适宜浓度下生根效果最好，浓度高于或低于最适浓度，都会影响生根效果。培养学生利用所学知识分析、解决实际问题的能力要求学生以小组为单位，制定探索生长素类似物2,4D溶液促进空心莲子草生根的最适浓度的实验方案（包括实验目的、原理、材料用具、方法步骤以及预期结果和结论）。并设计好记录探究结果的表格。组织学生展示、交流实验方案。以小组
7、为单位，讨论、制定探究实验方案学生代表展示小组制定的实验方案。学生讨论、交流培养学生实验设计能力和合作学习能力培养学生实验评价以及语言表达能力根据学生展示、交流的结果，通过以下问题的讨论：（1）本实验的自变量是什么？如何控制自变量？（2）本实验的因变量是什么？具体可通过什么指标反应？（3）影响该实验的无关变量有哪些？应如何平衡这些影响因素？（4）如何用2,4D溶液处理插条？（5）实验设计中如何体现单因子变量原则、对照原则以及平行重复原则？师生共同交流，完善实验方案培养学生分析、设计以及评价实验方案的能力提问：如何设计2,4D溶液的浓度梯度呢？可以根据资料确定生长素类似物的适宜浓度，设定浓度梯度
8、；对研究植物所知不多的，可以先设计一组梯度比较大的预实验进行摸索，再在预实验的基础上设计细致的实验。活动二：分析预实验介绍预实验大致过程：设置2,4D溶液的浓度梯度制作插条分组处理培养观察统计分析展示不同处理的预实验结果图1 去掉芽和叶、浸泡10h后水培5天图2 去掉芽和叶、浸泡20h后水培5天图3 保留部分芽和叶、浸泡20h后水培5天不同处理的结果统计：提问：实验结果获得数据除通过表格式呈现外，还有哪些呈现方式可以更直观展现出不同浓度的2,4D溶液对空心莲子草枝条扦插生根的影响呢？ 根据学生绘制的结果，介绍常用的直方图和折线图的特点和适用范围以及绘制图表时的注意事项：（1）在绘制折线图或条形
9、图时，要标注清楚横轴、纵轴的名称以及单位。（2）图例标注。在一张图中绘制多条曲线时,需添加图例注释函数，以更好的区分各条曲线。ppt展示教师用Excel软件将上述表格中的数据生成的图表，问：（1）分析下面的条形图和折线图，你能得出什么结论？（2）图中表1、表2、表3结果差异说明了什么？介绍什么是预实验？预实验有何作用？学生绘图并展示交流处理结果：学生思考、回答（1）生长素类似物2,4D溶液促进空心莲子草插条生根的最适浓度在10-1210-8 mol/L之间。（2）2,4D溶液浸泡枝条的时间以及枝条是否带芽和叶都会影响实验结果。根据预实验结果，再次修正、完善实验方案。培养学生利用数学方法处理、解
10、释数据的能力活动三实施实验课堂实验环节指导学生根据实验方案，实施实验操作，完成“设置2,4D溶液的浓度梯度制作插条分组处理”等课堂实验环节。并强调实验过程中的注意事项： 插条的选取和制作要严格、规范。 分组处理时，注意分清插条的形态学上端和下端。 实验过程中注意安全。 学生分组进行实验，课堂完成：“设置2,4D溶液的浓度梯度制作插条分组处理”等实验环节。培养学生动手操作能力课后实验环节指导学生课后继续完成后续实验步骤“培养观察统计分析”。要求：（1）培养过程中每天及时观察，记录各组生根的时间，培养5天后取出枝条，分别统计各小组各枝条生根数量，客观、准确记录实验结果。（2）用数学方法处理实验数据
11、，并分析结果与预测是否一致。若一致，能得出什么结论？若不一致，试分析原因？（3）根据研究结果并借助网络查阅相关资料，尝试对空心莲子草的防治提出一些建议。（4）注意事项 由于2,4D溶液属于植物生长调节剂，分组处理后的溶液由科代表集中回收后交回实验室，不能乱倒，以免造成环境污染。 空心莲子草属于外来生态入侵种，容易对本地物种构成威胁，培养后的枝条由科代表集中回收后交回实验室统一处理。以小组为单位课后完成：“培养观察统计分析”等实验环节，并填写实验报告。培养学生观察能力，统计、分析数据能力以及养成热爱自然、保护环境的意识活动四：表达和交流（第2课时）组织学生交流实验结果，并对学生的结果做出鼓励性的
12、评价。与其他小组交流结果、结论以及提出的建议和实验感悟，完善实验报告。培养学生语言表达能力，养成与他人交流、合成的习惯【反思总结】本探究活动试图创造情境模拟科学家解决问题的方法，在学生积极参与科学探索的实践过程中，让学生在科学态度、科学方法和科学精神方面有所收获。通过课前充分的准备工作，本次活动取得了较好的效果，积累了一些经验，获得了一些素材，简单总结如下：首先，根据本地区教学计划，本探究活动安排在高一下期，实验操作简单、易行，通过此次探究活动重在培养学生实验设计能力以及对实验数据的处理、分析能力。其次，实验材料的选择。生物学实验的开设一般要考虑实验材料易得、节钱省时、操作简便、成功率高等因素
13、，但这限制了很多探究性实验的开设和实施。教材中提供的是绿化树种或花卉植物，这些植物生根慢，耗时长，影响教学计划以及学生探究的积极性。本实验时间在5月份左右，通过大量预实验，“因地因时制宜”的选择本地随处可得的空心莲子草这种生态入侵物种作为实验材料，不但效果好，还极大地缩短了实验周期，一般只需培养5天左右就可统计结果。第三，2,4D溶液的配制。2,4D溶液属于生长素类似物，用量少、浓度低，学生配制难度大，技术要求高，加之本实验的重点是引导学生自己设计可行的实验方案以及对实验数据的处理、分析，2,4D溶液的配制并非重点，所以由教师实先分别配制好一系列浓度的2,4D溶液供学生设计实验时选择，即保证了实验效果，又节约了课堂时间。第四，利用本实验引入生态安全教育，为学习“生态环境的保护”埋下伏笔。如选用空心莲子草作为实验材料，即可避免对绿化树种或花卉植物的破坏，又可引导学生借助网络认识什么是生态入侵？如何防止生态入侵？在实验过程中，通过对2,4D溶液和生根后的空心莲子草枝条的统一回收处理，培养学生热爱自然、保护环境的意识等。附件一： 学生实验结果图片附件二：学生实验报告8
