_生长素类似物促进插条生根的最适浓度_的探究教学_孔爱华

2011年第46卷第4期生物学通报27

“生长素类似物促进插条生根的最适浓度”的探究教学

孔爱华

刘建飞

江苏泰兴

（江苏省泰兴市第三高级中学

225400）

摘要关键词

以“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”为例，尝试运用美国生物学“5E”“5E”教学模式

教学策略

探究

教学模式进行实验教学，介绍了该模式的教学策略和操作程序。

中国图书分类号：G633.91

文献标识码：C

习材料，弥补学生的知识缺陷；提供足够的实验仪器、实验材料，创设开放的实验环境，为学生自主学习和创新留足空间。

“5E”教学模式是美国生物学课程研究（BSCS，

1989）开发的一种基于建构主义教学理论，致力于

引起学生学习兴趣的教学模式,是BSCS课程的一个重要特征。该模式包括吸引（Engagement）、探究（Exploration）、解释（Explanation）、精制（Elaboration）和评价（Evaluation）5个环节，既可用于某一节具体课，也可用于某一章节或课题。本文以“探究生长素类似物促进插条生根的最适浓度”为例介绍“5E”教学模式的教学策略和操作程序。

4.3问题驱动探究探究始于学生未知答案的

问题，解决问题是贯穿探究过程的主线，探究止于新问题的产生。

4.4强调自主建构学生是信息的主体和学习

的自我监控者，是活动的中心和意义的积极建构者。教师角色定位应是学生意义建构的指导者、帮助者和促进者。

11．11.2

教学目标

知识性目标：①解释生长素类似物的作用特能力性目标：发展科学探究能力，主要是确

4.5合理安排时间安排2课时。第1课时进行

点；②评述植物激素的应用价值。

认变量、设计可行的实验方案、收集处理数据和结果分析等。

实验方案设计和完成实验装置；课后继续进行实验操作和撰写实验报告；第2课时进行结果分析和表达交流。

1.3情感性目标：①认识生物科学的价值，乐于

5课前准备

5.1建立实验小组

按照“组间同质、组内异质”

学习生物科学；②养成质疑创新、勇于实践、实事求是的科学态度和精神。

的原则，将全班56人分成14组，并进行分工；每组选择1位对生物学课外活动有兴趣的学生组成课外兴趣小组；对学生进行合作学习技能的培训。

2教学重点

设计实验方案，完成实验装置、实验数据统计

5.2完成预实验教师带领兴趣小组按照“初步

处理和实验评价。实验→探索性实验→修改或完善原实验设计”的程序进行预实验，建立完整的预实验记录档案，并尽量形成电子档案，便于充实和修改教学过程。

3教学难点

本实验是分组实验，一般需要7～10d，很多

实验操作需要课后自主进行，因此合理安排实验时间、制定详细的计划和严格的要求是本实验教学成功的关键。

5.3

删）

材料用具（各小组可根据实验方案进行增大叶黄杨、月季、杨柳、鸭跖草等枝条；天

平；量筒；移液管；容量瓶；烧杯；滴管；玻璃棒；恒温箱；蒸馏水；完全培养液；无水乙醇；生根粉等。

杜威提出“从做中学”，认为

44.1

教学策略体验探究过程

66.1

教学过程第1课时：

吸引———创设问题情境，激发学生探究欲望

科学教育不仅是让学生获得知识，更重要的是学习科学研究的过程和方法。因此，探究过程也是达成教学目标的重要途径。

1）发现问题。某兴趣小组的学生运用生根粉

提供相关的背景知识、学

溶液促进葡萄扦插枝条生根，他们用2种浓度的

4.2提供“支架”支持

28生物学通报2011年第46卷第4期

生根粉溶液分别处理扦插枝条，用蒸馏水处理作对照，结果发现3组扦插枝条生根无差异。请分析这一现象。

上述情境与学生已知的前概念（生长素类似物能促进扦插枝条生根）产生认知冲突，由此激发学生对学习任务的探究兴趣。

②时至深秋，气温较低，教师预实验时将不同

浓度生根粉溶液处理的枝条在室温下水培10d，结果所有枝条均未生根且插条切口霉变（展示图片）；教师经过认真反思和查阅资料，对实验设计进行了改进，将实验装置置于恒温箱（设置25℃）中培养，获得了预期的实验结果（展示图片）。教师在预实验中的成败得失对你们实验设计有何启发？

2）梳理问题。生长素类似物促进扦插枝条生

根与浓度有关，适宜浓度的生长素类似物才能使插条生根更容易。

③生长素类似物难溶于蒸馏水，可溶于醇、醚

等有机溶剂，但有一定的溶解度，倘若有机溶剂的用量不足，必然有大量的生长素类似物粉末未溶解而残留在瓶底，导致所配的生长素类似物浓度偏低，与所设定的浓度有很大的差距，而生长素类似物的浓度又直接关系到实验的成败。

讨论：植物生长调节剂使用时浓度较低,如果都直接秤取配制,那么,由于存在实验误差，势必导致溶液浓度出现较大的偏差。如何解决呢？

小组讨论提纲：①你们小组准备选用哪种植物的枝条？②本实验中自变量是什么？用什么方法控制自变量？③你们将设定哪几个生根粉溶液的浓度值？如何利用母液配制不同浓度的生根粉溶液？④本实验中因变量是什么？怎样观察或检测因变量？⑤枝条的老幼、芽的有无、芽的数目对实验结果有影响吗？插条的位置、长短、叶片的大小和数量对实验结果有无影响？插条下端如何处理？⑥温度对实验结果有影响吗？若有影响，如何排除？

3）确定问题。教师展示预实验中用不同浓度

生根粉溶液处理柳树插条后的生根情况。

表1

不同浓度生根粉溶液对柳树插条处理后的生根数量

生根的数目

生根粉溶液浓度

（㎏/mL）

Ⅰ[1**********]382

Ⅱ[**************]

Ⅲ[1**********]581

平均值

00.5×10-61×10-61.5×10-62×10-62.5×10-63×10

-6

[1**********]382

3.5×10-64×10-6

表1中生根最多的是最适浓度吗？如果不是，怎样确定最适浓度范围？利用数学曲线分析得到最适浓度范围是2×10-6～3×10-6㎏/mL，通过梳理和分析，问题的本质就出来了：探究生根粉溶液促进植物插条生根的最适浓度。这样该探究实验的指向性就会更强。

⑦本实验中是否有必要进行重复实验？若有必要，

如何进行？⑧对照实验如何设置？是否需要空白对照？⑨你们小组准备选用哪些器材和用具？

尝试撰写设计方案。建议各小组用列表和绘图的形式简要地展示实验设计方案：列出实验材料和用具清单、写出方法步骤、绘出实验装置图、设计记录实验数据的表格、预期实验结果等。

交流优选最佳方案。教师选择2～3个小组的设计方案进行全班展示交流，引导学生质疑和纠偏，并适时提供相关的背景材料，帮助学生进一步理清思路，领悟方法，完善方案。

6.2

究

探究———搭建思维“支架”，引导学生主动探

1）设计实验方案。讨论确定设计思路。提供学

习材料：

①表2是用生根粉溶液处理不同植物后的生根

情况,请依据表2确定本组实验的最适浓度范围。

表2植物

生根粉溶液处理不同植物插条后的生根数量

生根粉溶液浓度（×10

-6

㎏/mL）

大叶黄杨杨柳月季鸭跖草

0.558415

11011710

1.5141298

21119134

2.5724102

341361

3.51830

40200

教师展示预实验的相关图片：①不同植物枝条预实验的结果；②有芽和无芽插条生根的情况；

36212

③枝条老幼生根情况的比较；④同一枝条上不同

位置的插条（梢部、中部、基部）实验的结果。提问学生思考他们实验材料的选择是否合适。

讨论学习材料③，明确溶液配制的方法：用天

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平称取生根粉，少量95%酒精溶解，用水定容得到母液；然后举例说明稀释母液得到不同浓度的生根粉溶液。

创设一些新的类似的情境，鼓励每个小组任选一个课题，讨论实验设计思路，拟定研究计划。如：

2）完成实验装置。课外兴趣小组学生在预实

验中全程参与了准备和操作，通过筛选材料、摸索条件、调试仪器等过程，体验了一次科学探究过程，已经成为实验骨干。因此，本环节教师应充分发挥这些实验骨干的作用，带领和指导各实验小组进行实验。

①你们小组所研究的生长素类似物促进这种植物生根的最适浓度,会因为季节的变化而有差异吗?

②一年生、二年生和多年生的插条用最适浓

度的生长素类似物处理，生根效果一样吗？请设计实验探究扦插繁殖时选用几年生枝条最易成活。

③据研究表明，用0.5～1g／L萘乙酸溶液对

葡萄插条进行蘸根（速蘸）处理，可提高扦插成活率，并可增加生根量。请运用本实验获得的技能和方法探究促进葡萄扦插生根的最适浓度。

①配制溶液：配制母液→根据本组设置的各

种浓度值分别计算所需的母液量→利用移液管或量筒量取母液，加水定容→装瓶并贴上标签备用。

6.5评价———交流实验报告，促进学生反思探究本阶段采用非正式的评价方法，对各组提交的

②制作插条：选择枝条→剪取枝条的合适部

位→下端削成斜面。

个性化的实验报告进行激励性评价，鼓励学生反思探究过程。

③分组处理：将插条分别在不同浓度的生根

粉溶液蘸一下。

1）举行实验报告会。每个小组逐一展示探究

过程和结果，汇报成功的经验和失败的教训，使全班共享科学态度、方法、精神等方面的收获，反思探究过程中的不足和缺憾，体验科学探究的乐趣，领略生命世界的精彩。展示实验报告的过程也是学生自我评价的过程，有助于学生认知自己的思路、方法、操作和努力程度。

④清水培养：将处理过的插条浸在清水或完

全培养液中，置于恒温箱中培养，保持25℃。此间呈现预实验中正插、倒插下的插条生根图片，通过比较让学生领悟插条培养的方法。

3）观察记录。每天观察记录生根情况，如生根

条数、最长与最短根的长度等。本环节安排在课后完成，是对学生意志和耐心的锻炼，既需要小组内的分工协调，也需要教师的督查和指导。为指导学生观察，教师还应提供相关信息：浓度适宜的生长素类似物处理插条约3～5d后，在绿色树皮的皮孔处出现白色根原体；此后，在枝条下端斜面树皮与木质部之间长出白色根原体。

第2课时（7～10d后）：

2）教师精彩点评。教师课前批阅各组实验报

告时，应精心准备课堂点评。点评要着眼于学生的发展，对于小组在探究活动中出色的表现要毫不吝啬地肯定和表扬，对于存在的问题也要一针见血地指出并指引路径。

3）关注生成性问题。对学生在探究中遇到一些

意外的、值得进一步探究的现象或问题，教师千万不能回避，应及时启发、引导和鼓励学生进行深入研究。例如，某小组学生在培养柳树插条时，将一组中的2个枝条倒插，3d后才发现，此时这2个插条的皮孔处也出现了白色的根原体，然后他们及时调整成正插，最后却发现这个枝条生根数量比同组的其他枝条明显多。这是偶然还是必然？教师不妨引导有兴趣的学生去探究一下“先倒插后正插对插条生根有无影响”，将实验教学延伸到课外。

主要参考文献

123

吴成军，张敏.美国生物学“5E”教学模式的内涵、实例及其本质特征.课程教材教法，2010,30（6）:108—112.张成军.中学生物学实验教学.北京:科学出版社,2009.徐作英,王重力.中学生物学实验教学论.北京:北京师范大学出版社,2009.

6.3解释———分析实验结果，鼓励学生质疑释义

1）数学方法处理数据。教师要求各小组整理

实验数据，绘制成表格或图形并投影展示出来。小组间相互质疑、辩论，努力提高表格、曲线等设计的科学性。

2）分析结果与预测是否一致。若一致，得出实

验结论；若不一致，如不能生根，要求学生分析原因（如枝条上有无芽、枝条是否倒插、温度是否适宜、生长素类似物溶液浓度设置是否合理等），并提出实验的改进措施。

6.4迁移———解释类似情境，提升学生探究技能

本环节主要是让学生运用新知识、新技能、新方法来解决新问题，进行扩展性探究和实践。教师可

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