《植物生长素的探索史》主要通过达尔文、杰逊、温特和郭葛等科学家的实验,讲述了生长素的发现过程。因此在教学过程中应以科学探究的历程与特点为主要内容,以科学探索过程中折射出的科学研究的严谨与科学的魅力为主线。激发学生的探究欲望。
本节课学习前学生已有一定的生活认知。知道植物会向光弯曲生长等,高中学生的思维水平、学习能力已经发展到较高阶段,所以本节课主要借助“AI学”平台推送层层递进的问题串。引导学生通过小组合作学习、交流讨论等方式自主分析植物生长素发现过程中科学家的各种实验,感悟生命科学探究的基本步骤,促进科学思维和科学探究能力的发展。
基于课程标准的内容要求、学业要求和学业质量标准,并围绕培养学生核心素养的要求,制订了如下教学目标:
(1)通过分析科学家的实验和细胞学的证据,阐明植物向光生长的原因,理解“物质与能量观”。 (2)通过分析植物生长素发现过程中科学家的实验,探讨这些实验的巧妙设计思路,促进科学思维和科学探究能力的发展。 (3)通过对科学史的梳理,感悟科学探究过程中科学家严谨的科学态度。
课堂上请生物兴趣小组学生代表分享实验过程和实验现象。此后,教师引导学生阅读教材,让学生知道:原来早在100多年前达尔文也关注到了植物向光弯曲的现象,并且他曾尝试解释这一现象。由此引入本节课关键问题:植物为什么会向光弯曲?
设计意图:教师引导学生在课前体验实验过程、关注“植物向光弯曲”这一实验现象。培养学生科学探究的能力,激发学生进一步探究的兴趣。课堂上以课前的学生实验这一真实情境导人,有利于激发学生学习积极性。学生代表分享展示的形式,不仅锻炼了学生的表达能力,也能更好地引起班级同学的共情。
课中开展自主学习。问题串提示重难点教师借助“AI学”平台.通过问题串引导学生在课堂开展自主学习。 分析达尔文的实验教师通过PPT展示达尔文父子的实验,同时通过“AI学”平台向学生推送问题串,具体包括:①实验中分别遮盖胚芽鞘尖端和尖端以下部位的目的是什么?②设置实验3(即用透光的小帽套在胚芽鞘顶端)的目的是什么?③胚芽鞘哪一部分发生了弯曲生长?④通过实验现象,推测感受光刺激的是胚芽鞘哪一部分?⑤分别说出每组实验的实验现象。如何解释该实验现象?在问题串的引导下,学生自行阅读教材,四人为一组讨论分析达尔文的实验,并通过“甜学”提交讨论结果,此后请每小组代表通过“AI学”进行展示和陈述,其问教师予以补充.分析杰逊的实验教师追问:上述达尔文的实验是否激发了你的好奇心,让你产生了新的疑问:胚芽鞘尖端是否真的产生了某种物质?如何验证?当成功引发学生深入探究的欲望后,教师通过“AI学”平台再次向学生推送问题串:①杰逊是如何设计实验来验证的?②观察到了什么现象,能得出什么结论?③杰逊的实验有何不足之处?学生在问题引导下自主学习教材中杰逊的实验,其间教师就学生自主学习过程中遇到的问题开展师生交流。由此学生知道:杰逊的实验只是证明确实有物质向下传递,但却无法解释为何会出现背光侧生长快的现象。
分析温特的实验教师继续追问:如何解决杰逊的实验中的不足之处?接下来,教师引导学生通过自主学习教材第30页温特的实验,思考教师通过“AI学”再次推送的问题串:①在温特之前,科学家研究初步认为,胚芽鞘向光生长是由 部位产生某种化学物质向下运输后引起的,温特推想这种物质也可以扩散到琼脂块中;②经过一段时间的培养,实验2的现象是 。该现象说明A琼脂块中确含有某种化学物质,且这种物质的作用是长:④设置实验5和6的目的是排除 对胚芽鞘生长的影响;⑤该实验应在黑暗环境中进行,其原因是该物质分布会受到的影响。学生以四人为一组讨论分析温特的实验,并通过“AI学”提交讨论结果,随后派小组代表通过“AI学”进行展示和陈述。
郭葛的实验教师追问:基于温特的实验,你们知道,植物尖端产生了促进植物生长的物质,这类物质的化学本质是什么呢?在问题引导下,学生再次自主学习教材相关内容,最终引出生长素是名为吲哚乙酸的小分子有机酸。
设计意图:学生在问题串的引导下,通过自主阅读教材及与同学合作讨论,经历科学家发现生长素的整个过程,不仅培养了他们科学思维能力和探究能力,而且让学生体会到科学研究的严谨性。
课尾分析向光性原因,真实问题促使知识迁移教师引导学生基于上述过程,对植物向光性的原因进行分析和梳理,并以生产生活中常见的现象促进学生思考。
分析向光性原因 基于上述科学家的实验,请学生通过“AI学”平台总结植物向光弯曲的原因是生长素的不均匀分布导致的。此时,教师追问:细胞是生物结构与功能的基本单位,背光侧生长快是否真的表现为背光侧细胞比向光侧细胞生长得快?如何开展实验验证?学生很快想到可以采用显微镜观察以及比较背光侧和向光侧细胞的大小和多少。此外,教师在PPT上展示相应的示意图。
设计意图:通过向光性原因的分析,培养学生推理和归纳总结的能力。通过细胞学证据的分析,有利于学生进一步感悟科学探究的科学性和严谨性。同时进一步完善向光性原因的分析。
促使知识迁移最后,教师通过“AI学”推送问题:同一植株的叶片不会相互遮蔽、黄山迎客松的枝叶生长方向、向日葵幼嫩花盘的向光生长以及棉花顶端随阳光转动等自然现象是否与植物生长素有关?请学生课后查阅资料回答该问题。
设计意图:通过向学生推送问题,引导他们关注与植物生长素相关的真实案例,不仅巩固了本节学习的知识,而且感悟了学科价值。此外,课后查阅资料的过程起到了将课堂学习延伸到课后的作用。对数据进行智能分析,实现课堂实时反馈。
本节课充分利用了“AI学”平台的优势,实时收集、展示、运用和挖掘课堂上生成的教学资料,实现了从传统课堂静态呈现到智慧教育课堂动态呈现的转变,大大增强了学生的课堂参与度。但是,在实践教学中,教师也要注意以下问题:课前准备要充分,课堂活动和问题串的设计应符合学情,并且具有引导性。课堂上,通过层层递进的问题串引导学生讨论、思考和分析,并借助“AI学”高效汇总、展示学生课堂讨论的结果,进而有针对性地进行讲评,避免因使用新技术而导致学生的探究活动流于形式。在实际教学中运用“址学”平台,还应考虑到新平台与传统教学模式的融合,根据教学内容和学情,合理选择和运用“AI学”平台的功能,最大化其优势,从而实现优化课堂、提高教学效率的目标。