基于論證式教學(xué)的“其他植物激素”教學(xué)設(shè)計(jì)

吳佐建+謝惠燕+蔡寶惜

摘 要 以論證式教學(xué)為主要教學(xué)策略，進(jìn)行“其他植物激素”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞 核心素養(yǎng) 論證式教學(xué) 植物激素 植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 教學(xué)分析和設(shè)計(jì)思路

1.1 教材分析

“其他植物激素”是人民教育出版社2011年版《必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第三章“植物的激素調(diào)節(jié)”第三節(jié)的內(nèi)容。本章前兩節(jié)已經(jīng)介紹了生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)歷程和生理作用。本節(jié)內(nèi)容主要包括“其他植物激素的種類和作用”和“植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用”兩個(gè)方面的內(nèi)容。

1.2 學(xué)情分析

學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了“生長(zhǎng)素的發(fā)現(xiàn)”和“生長(zhǎng)素的生理作用”，對(duì)植物激素的研究方法和作用機(jī)制有一定的認(rèn)知。因此，從科學(xué)史的角度切入，歸納植物激素的種類和作用，有利于學(xué)生學(xué)習(xí)的延續(xù)性。學(xué)生對(duì)應(yīng)用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的案例已有所耳聞。教師還可要求學(xué)生進(jìn)一步查找有關(guān)的資料，在論證活動(dòng)中做到“有話可說(shuō)”。

1.3 設(shè)計(jì)思路

本節(jié)課嘗試以論證式教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的生物學(xué)核心素養(yǎng)，主要包括兩個(gè)論證活動(dòng)：① 將重點(diǎn)內(nèi)容“其他植物激素的種類和作用”融入科學(xué)史資料中，引導(dǎo)學(xué)生以論證的方式對(duì)其他植物激素的發(fā)現(xiàn)歷程進(jìn)行探討，培養(yǎng)學(xué)生生命觀念、理性思維和科學(xué)探究等方面的素養(yǎng)；② 論證植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的合理性和規(guī)范性，培養(yǎng)學(xué)生理性思維和社會(huì)責(zé)任等方面的素養(yǎng)。

2 教學(xué)目標(biāo)

2.1 生命觀念

以細(xì)胞分裂素為例，討論激素結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。

2.2 理性思維

基于科學(xué)史，論證植物激素的種類和作用。

2.3 科學(xué)探究

以乙烯的三重反應(yīng)為例，進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析。

2.4 社會(huì)責(zé)任

論證植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑應(yīng)用的合理性和規(guī)范性。

3 教學(xué)過(guò)程

3.1 創(chuàng)設(shè)情境，激發(fā)興趣

教師以教材中的“問(wèn)題探討”欄目中“紅柿摘下未熟，每籃用木瓜三枚放入，得氣即發(fā)，并無(wú)澀味（宋·蘇軾《格物粗談·果品》）”創(chuàng)設(shè)情境，提出問(wèn)題：“乙烯在植物體內(nèi)能發(fā)揮什么作用？你聽說(shuō)過(guò)用乙烯利催熟香蕉等水果的做法嗎？你同意這種做法嗎？”教師以此引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注本節(jié)課的兩大內(nèi)容：植物激素和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。

3.2 科學(xué)論證，探索新知

3.2.1 赤霉素的發(fā)現(xiàn)

教師提供資料：1926年，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)水稻感染了赤霉菌后，會(huì)出現(xiàn)惡苗病?？茖W(xué)家將赤霉菌培養(yǎng)基的濾液噴施到健康水稻幼苗上，發(fā)現(xiàn)這些幼苗雖然沒(méi)有感染赤霉菌，卻出現(xiàn)了惡苗病的癥狀。

教師要求學(xué)生對(duì)惡苗病產(chǎn)生的原因進(jìn)行推論：惡苗病是由赤霉菌分泌的某種化學(xué)物質(zhì)誘導(dǎo)所致。教師要求學(xué)生思考進(jìn)一步證明推論的方法，引導(dǎo)學(xué)生提出通過(guò)提純證明這種化學(xué)物質(zhì)的存在。

教師提供資料：1938年，藪田和住木從赤霉菌培養(yǎng)基的過(guò)濾液中分離獲得了非純結(jié)晶的赤霉素。1954年，英國(guó)科學(xué)家獲得了化學(xué)純產(chǎn)品，并闡明了其結(jié)構(gòu)。

教師提出問(wèn)題：這能證明赤霉素是一種新的植物激素嗎？教師以此問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑，研究所得的結(jié)果只能證明赤霉素是赤霉菌產(chǎn)生的，不能證明植物也能產(chǎn)生赤霉素。

教師及時(shí)補(bǔ)充證據(jù)：1958年，從高等植物紅花菜豆的種子中鑒定到了赤霉素。

3.2.2 細(xì)胞分裂素的發(fā)現(xiàn)

教師提供資料：1948年，斯庫(kù)格和崔澂等發(fā)現(xiàn)在一定條件下腺嘌呤能刺激煙草髓培養(yǎng)組織發(fā)生細(xì)胞分裂。教師引導(dǎo)學(xué)生得出推論：能促進(jìn)細(xì)胞分裂的植物激素可能與腺嘌呤的化學(xué)結(jié)構(gòu)相似。

教師進(jìn)一步補(bǔ)充證據(jù)：1955年，米勒和斯庫(kù)格等發(fā)現(xiàn)經(jīng)高壓滅菌處理的鯡魚精細(xì)胞DNA能誘導(dǎo)煙草髓組織的細(xì)胞分裂。他們分離出了這種活性物質(zhì)，并命名為激動(dòng)素（圖1）。教師引導(dǎo)學(xué)生從結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系角度對(duì)圖1進(jìn)行分析，并引導(dǎo)學(xué)生質(zhì)疑：研究所得的結(jié)果仍不能證明發(fā)現(xiàn)一種新的植物激素。

教師進(jìn)步一補(bǔ)充證據(jù)：1973年，萊撒姆從未成熟的玉米子粒中分離出了一種類似于激動(dòng)素的細(xì)胞分裂促進(jìn)物質(zhì)，命名為玉米素（圖2）。1965年，斯庫(kù)格等提議將來(lái)源于植物的、其生理活性類似于激動(dòng)素的化合物統(tǒng)稱為細(xì)胞分裂素。教師進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)圖2理解結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)系。

3.2.3 脫落酸的發(fā)現(xiàn)

教師提供資料：1963年，Addicott提純、結(jié)晶出一種促進(jìn)棉花果實(shí)脫落的物質(zhì)，稱為脫落素Ⅱ。大約在同一時(shí)間，WareIng用樺樹作材料發(fā)現(xiàn)一種促進(jìn)芽休眠的物質(zhì)，稱為休眠素。教師提問(wèn)：脫落素Ⅱ、休眠素可能是同一種物質(zhì)，應(yīng)該如何證明呢？

在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，教師進(jìn)一步展示科學(xué)家的研究：1965年，Cornforth等從干槭樹葉中得到了休眠素純結(jié)晶，通過(guò)與脫落素Ⅱ的相對(duì)分子質(zhì)量、紅外光譜和熔點(diǎn)等的比較鑒定，確定休眠素和脫落素Ⅱ是同一物質(zhì)。1967年，這種生長(zhǎng)調(diào)節(jié)物質(zhì)正式被命名為脫落酸。

3.2.4 乙烯的發(fā)現(xiàn)

教師提供資料：早在1864年就有關(guān)于燃?xì)饨譄袈鈺?huì)促進(jìn)附近的樹落葉的報(bào)道。

教師提問(wèn)：這種落葉的現(xiàn)象是脫落酸引起的嗎？以此引導(dǎo)學(xué)生分析：脫落酸是一種結(jié)晶而非氣體，可能是其他物質(zhì)引起這種現(xiàn)象。

教師補(bǔ)充證據(jù)：1901年Neljubow才首先證實(shí)是照明氣中的乙烯在起作用。

教師提供資料：1959年，氣相色譜的應(yīng)用推動(dòng)了乙烯研究的發(fā)展。Burg等測(cè)出了未成熟果實(shí)中有極少量的乙烯產(chǎn)生，并且隨著果實(shí)的成熟，產(chǎn)生的乙烯量不斷增加。

教師引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：乙烯具有促進(jìn)果實(shí)成熟的作用。

3.2.5 植物激素之間的作用

教師提供資料：Neljubow還發(fā)現(xiàn)乙烯能引起黃化豌豆幼苗的三重反應(yīng)（圖3）。教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)觀察圖3分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的探究能力。endprint

教師根據(jù)教材中的材料，進(jìn)一步向?qū)W生指出：乙烯的產(chǎn)生與生長(zhǎng)素有關(guān)。在植物的生長(zhǎng)發(fā)育和適應(yīng)環(huán)境變化的過(guò)程中，各種植物激素并不是孤立地起作用，而是多種激素相互作用共同調(diào)節(jié)。

3.3 關(guān)注社會(huì)，回歸理性

教師引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用問(wèn)題：近年來(lái)，與植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑有關(guān)的“避孕黃瓜”“爆炸西瓜”“洗澡獼猴桃”等事件成為社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)。與此同時(shí)，一些不法分子道聽途說(shuō)，甚至有意散布謠言，讓廣大消費(fèi)者疑慮重重。你支持植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的應(yīng)用嗎？舉出所學(xué)知識(shí)及查找的資料論證你的觀點(diǎn)。

教師引導(dǎo)學(xué)生將觀點(diǎn)集中在自己密切關(guān)注的社會(huì)問(wèn)題上，觀點(diǎn)預(yù)設(shè)見表1。

教師根據(jù)學(xué)生進(jìn)行論證活動(dòng)的情況，進(jìn)行歸納小結(jié)：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，施用生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑時(shí)，要綜合考慮施用目的、藥物效果、藥物毒性、藥物殘留、價(jià)格和施用是否方便等因素。在施用時(shí)，還要考慮施用時(shí)間、處理部位、施用方式、適宜的濃度和施用次數(shù)等問(wèn)題。只有規(guī)范、合理使用植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑才能保障其安全性。

4 教學(xué)反思

4.1 用概念培養(yǎng)生命觀念

生命觀念的形成是建立在對(duì)生命現(xiàn)象及規(guī)律的認(rèn)識(shí)上的。本節(jié)內(nèi)容通過(guò)對(duì)細(xì)胞分裂素的結(jié)構(gòu)通式的分析，幫助學(xué)生建立“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”這一生命觀念。在植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的相關(guān)論證活動(dòng)中，學(xué)生需要運(yùn)用這一觀念分析植物激素對(duì)動(dòng)物不起作用的原因，通過(guò)應(yīng)用體現(xiàn)了生命觀念的價(jià)值。

4.2 用論證開發(fā)理性思維

理性思維的基礎(chǔ)是尊重事實(shí)和證據(jù)。論證必須從事實(shí)和證據(jù)出發(fā)，追求的是合理范圍內(nèi)的結(jié)論和認(rèn)知。在論證過(guò)程中，學(xué)生需要基于生物學(xué)事實(shí)和證據(jù)運(yùn)用歸納與概括、演繹與推理、模型與建模、批判性思維等方法，逐步發(fā)展理性思維。

4.3 用活動(dòng)進(jìn)行科學(xué)探究

科學(xué)探究包括多個(gè)維度的能力，在實(shí)際教學(xué)中，往往將能力分解到每一節(jié)課之中。本節(jié)課的重心是培養(yǎng)學(xué)生進(jìn)行探究結(jié)果的交流與討論的能力。許多的科學(xué)史素材蘊(yùn)含了科學(xué)研究的方法，應(yīng)加以開發(fā)，使學(xué)生像科學(xué)家一樣思考。

4.4 用討論滲透社會(huì)責(zé)任

社會(huì)責(zé)任是生物學(xué)核心素養(yǎng)的重要組成部分，往往對(duì)學(xué)生今后的生活產(chǎn)生影響。本節(jié)課以觀點(diǎn)和理由切入，引導(dǎo)學(xué)生對(duì)自己的看法進(jìn)行辯護(hù)、辯駁及反思，目標(biāo)指向?qū)W生運(yùn)用所學(xué)生物學(xué)知識(shí)，參與社會(huì)事務(wù)的討論，作出理性解釋和判斷。

綜上所述，論證教學(xué)可以幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)科學(xué)、理解科學(xué)，用思維過(guò)程加強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，從而培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考的科學(xué)精神。學(xué)生能慢慢從體驗(yàn)科學(xué)精神到踐行科學(xué)精神，最終將論證的思維、用事實(shí)說(shuō)話的思維，貫徹落實(shí)到今后的工作生活之中，真正獲得終生受益的生物學(xué)核心素養(yǎng)。

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