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摘要以“植物生长素的发现”教学为例，介绍如何运用科学史组织探究性学习，并在探究过程中体验概念建立的过程，从而有效提高学生的探究能力，促进学生对概念的理解。
关键词科学史 探究性学习 生物学概念 植物激素调节
人教版高中生物教科书《必修3·稳态与环境》第三章的重要生物学概念是“植物激素调节”。本章第一节“植物生长素的发现”中蕴含了丰富的科学史资料，再现了人类首次发现植物激素的过程。在本节教学中，笔者充分发挥科学史的作用，带领学生沿着科学家的足迹展开探究之旅，追寻生物学概念的形成和发展的历程，感悟其中的探究方法和科学精神。
1课堂教学实录
1.1引入环节
生长素的发现是从研究植物的向光性开始的，本节的教学也从植物的向光性展开。教师先播放萝卜幼苗向光弯曲生长的视频，引导学生观察现象并提出问题。学生对视频内容表现出了强烈的好奇心，提出了许多问题：幼苗如何能够确定单侧光的方向？幼苗在什么部位发生弯曲？幼苗弯曲生长的机制是什么？如果没有单侧光，甚至没有光，幼苗是否还能发生弯曲生长？……
善于提出有价值的问题是重要的科学素养，该引入环节既激发了学生的学习兴趣，又培养了学生的探究能力。
1.2达尔文的工作
教师介绍达尔文的研究，使学生明确发生弯曲的部位是胚芽鞘尖端下方的伸长区。教师带领学生就“感光部位在哪里”展开探究，学生自主设计实验。学生通过思考和讨论形成了与科学家基本一致的实验思路——对尖端和尖端下方分别遮光，分别观察胚芽鞘在单侧光下的生长情况。学生发现自己的实验设计能够与科学家的经典实验设计不谋而合，兴奋不己。
教师引导学生思考核心问题：感光部位在尖端，但弯曲部位却在尖端下方，可见尖端对下方伸长区产生了影响。这种影响既传递了单侧光的信息，又调节了伸长区的生长。这种影响是什么？胚芽鞘尖端通过什么样的机制对尖端下方的生长速度进行调节？这样，对植物向光性的研究就深入到了對植物生命活动调节机制的探索。对此达尔文的假说是：这种影响很可能是尖端产生了某种物质，运输到下方伸长区起作用。
1.3詹森的工作
教师引导学生模仿科学家的探究过程，按照假说演绎法的一般过程“提出假说一进行演绎（预测现象）一实验和观察一得出结论”来尝试验证达尔文的假说。
教师引导学生深入思考达尔文的上述假说，展开演绎的过程：如果达尔文的假说是正确的，那么尖端对下方伸长区的影响实现的关键在于物质从尖端运输到下方起作用，而非尖端与下方伸长区之间的结构联系。如果把胚芽鞘尖端与下方伸长区的结构联系切断、隔开，只要物质能向下运输，那么影响仍然能够实现。
根据这一假说演绎过程，学生设计出的实验与詹森经典实验思路基本一致。
1.4拜尔的工作
教师设问：单侧光为什么能导致胚芽鞘弯曲生长？教师展示拜尔对此问题的研究过程。为了帮助学生更好地理解拜尔的实验，教师引导学生对詹森的实验和拜尔的实验进行比较。
两者的相同点有：詹森和拜尔的实验在操作上都切断了尖端与下方的结构联系；结果都出现了弯曲生长；两个实验都初步证明了达尔文的假说。两个实验的不同点是：弯曲生长的原因不同，詹森实验中弯曲的原因是单侧光；拜尔实验则排除了单侧光这种外因的影响，进而研究弯曲生长的内因，从而揭示出生命现象更本质的规律。分析拜尔的实验，可知弯曲生长的内因是尖端的影响在下方分布不均。
1.5温特的工作
教师不直接介绍温特的实验，而是尝试让学生独立思考。教师引导学生对达尔文的假说进一步演绎：如果达尔文的假说是正确的，那么只要尖端产生的物质在下方分布不均就会造成弯曲生长。这样进而引导学生根据假说——演绎过程设计实验：提取尖端产生的相关物质，放在切除尖端的胚芽鞘一侧，置于黑暗中培养，观察生长情况。
教师展示温特实验的过程和结果，引导学生分析得出结论：温特的实验摆脱了尖端的结构，彻底证明了达尔文的假说，尖端产生一种物质向下运输，在下方伸长区起作用造成弯曲生长。
教师介绍生长素的命名以及郭葛等人的分离鉴定工作：至此，生长素成为人类认识的第一种植物激素，“植物激素调节”的概念得以初步建立。
师生总结：从1880年达尔文拉开生长素研究的序幕到生长素得以被分离和鉴定，历时半个多世纪，凝聚了来自不同国家的多位科学家的智慧。每一位科学家都前进了一小步，众多的一小步最后汇成科学进步的一大步。
2教学反思
在本节教学中，教师避免了对科学史经典实验平铺直叙地讲解，而是充分运用科学史的情境，引导学生像科学家一样思考，亲历假说演绎的探究过程，体验科学研究的方法和精神。学生不仅学到经典实验的知识，还能体验科学探究的过程。达尔文、詹森、拜尔和温特的经典实验并非相互独立存在，它们具有内在的逻辑关系。通过科学史背景的铺垫，学生能深切体会到科学家们在前人工作的基础上寻求突破，逐步接近事物本质规律的艰辛过程。
本节教学围绕“植物激素调节”这一概念展开，教学环节环环相扣。学生紧紧围绕“尖端如何对下方实施影响”这一中心问题，展开探究，并逐步得出结论：这种影响来自一种物质，它在胚芽鞘尖端产生，被运输到下方伸长区，对其生长起调节作用；它在本质上是一种植物激素——生长素。在这个过程中，学生对于“植物激素调节”这一概念形成了清晰而深刻的印象。
在科学史背景中探寻生物学概念的建立过程，有效促进了学生对概念的理解和把握。在学生心中，“植物激素调节”不再是毫无感情色彩的科学名词，而是凝聚着多位科学家不懈探索的智慧结晶，对学生深入理解生物学概念、增强对生物学科的热爱、提高生物学素养都大有裨益。
关键词科学史 探究性学习 生物学概念 植物激素调节
人教版高中生物教科书《必修3·稳态与环境》第三章的重要生物学概念是“植物激素调节”。本章第一节“植物生长素的发现”中蕴含了丰富的科学史资料，再现了人类首次发现植物激素的过程。在本节教学中，笔者充分发挥科学史的作用，带领学生沿着科学家的足迹展开探究之旅，追寻生物学概念的形成和发展的历程，感悟其中的探究方法和科学精神。
1课堂教学实录
1.1引入环节
生长素的发现是从研究植物的向光性开始的，本节的教学也从植物的向光性展开。教师先播放萝卜幼苗向光弯曲生长的视频，引导学生观察现象并提出问题。学生对视频内容表现出了强烈的好奇心，提出了许多问题：幼苗如何能够确定单侧光的方向？幼苗在什么部位发生弯曲？幼苗弯曲生长的机制是什么？如果没有单侧光，甚至没有光，幼苗是否还能发生弯曲生长？……
善于提出有价值的问题是重要的科学素养，该引入环节既激发了学生的学习兴趣，又培养了学生的探究能力。
1.2达尔文的工作
教师介绍达尔文的研究，使学生明确发生弯曲的部位是胚芽鞘尖端下方的伸长区。教师带领学生就“感光部位在哪里”展开探究，学生自主设计实验。学生通过思考和讨论形成了与科学家基本一致的实验思路——对尖端和尖端下方分别遮光，分别观察胚芽鞘在单侧光下的生长情况。学生发现自己的实验设计能够与科学家的经典实验设计不谋而合，兴奋不己。
教师引导学生思考核心问题：感光部位在尖端，但弯曲部位却在尖端下方，可见尖端对下方伸长区产生了影响。这种影响既传递了单侧光的信息，又调节了伸长区的生长。这种影响是什么？胚芽鞘尖端通过什么样的机制对尖端下方的生长速度进行调节？这样，对植物向光性的研究就深入到了對植物生命活动调节机制的探索。对此达尔文的假说是：这种影响很可能是尖端产生了某种物质，运输到下方伸长区起作用。
1.3詹森的工作
教师引导学生模仿科学家的探究过程，按照假说演绎法的一般过程“提出假说一进行演绎（预测现象）一实验和观察一得出结论”来尝试验证达尔文的假说。
教师引导学生深入思考达尔文的上述假说，展开演绎的过程：如果达尔文的假说是正确的，那么尖端对下方伸长区的影响实现的关键在于物质从尖端运输到下方起作用，而非尖端与下方伸长区之间的结构联系。如果把胚芽鞘尖端与下方伸长区的结构联系切断、隔开，只要物质能向下运输，那么影响仍然能够实现。
根据这一假说演绎过程，学生设计出的实验与詹森经典实验思路基本一致。
1.4拜尔的工作
教师设问：单侧光为什么能导致胚芽鞘弯曲生长？教师展示拜尔对此问题的研究过程。为了帮助学生更好地理解拜尔的实验，教师引导学生对詹森的实验和拜尔的实验进行比较。
两者的相同点有：詹森和拜尔的实验在操作上都切断了尖端与下方的结构联系；结果都出现了弯曲生长；两个实验都初步证明了达尔文的假说。两个实验的不同点是：弯曲生长的原因不同，詹森实验中弯曲的原因是单侧光；拜尔实验则排除了单侧光这种外因的影响，进而研究弯曲生长的内因，从而揭示出生命现象更本质的规律。分析拜尔的实验，可知弯曲生长的内因是尖端的影响在下方分布不均。
1.5温特的工作
教师不直接介绍温特的实验，而是尝试让学生独立思考。教师引导学生对达尔文的假说进一步演绎：如果达尔文的假说是正确的，那么只要尖端产生的物质在下方分布不均就会造成弯曲生长。这样进而引导学生根据假说——演绎过程设计实验：提取尖端产生的相关物质，放在切除尖端的胚芽鞘一侧，置于黑暗中培养，观察生长情况。
教师展示温特实验的过程和结果，引导学生分析得出结论：温特的实验摆脱了尖端的结构，彻底证明了达尔文的假说，尖端产生一种物质向下运输，在下方伸长区起作用造成弯曲生长。
教师介绍生长素的命名以及郭葛等人的分离鉴定工作：至此，生长素成为人类认识的第一种植物激素，“植物激素调节”的概念得以初步建立。
师生总结：从1880年达尔文拉开生长素研究的序幕到生长素得以被分离和鉴定，历时半个多世纪，凝聚了来自不同国家的多位科学家的智慧。每一位科学家都前进了一小步，众多的一小步最后汇成科学进步的一大步。
2教学反思
在本节教学中，教师避免了对科学史经典实验平铺直叙地讲解，而是充分运用科学史的情境，引导学生像科学家一样思考，亲历假说演绎的探究过程，体验科学研究的方法和精神。学生不仅学到经典实验的知识，还能体验科学探究的过程。达尔文、詹森、拜尔和温特的经典实验并非相互独立存在，它们具有内在的逻辑关系。通过科学史背景的铺垫，学生能深切体会到科学家们在前人工作的基础上寻求突破，逐步接近事物本质规律的艰辛过程。
本节教学围绕“植物激素调节”这一概念展开，教学环节环环相扣。学生紧紧围绕“尖端如何对下方实施影响”这一中心问题，展开探究，并逐步得出结论：这种影响来自一种物质，它在胚芽鞘尖端产生，被运输到下方伸长区，对其生长起调节作用；它在本质上是一种植物激素——生长素。在这个过程中，学生对于“植物激素调节”这一概念形成了清晰而深刻的印象。
在科学史背景中探寻生物学概念的建立过程，有效促进了学生对概念的理解和把握。在学生心中，“植物激素调节”不再是毫无感情色彩的科学名词，而是凝聚着多位科学家不懈探索的智慧结晶，对学生深入理解生物学概念、增强对生物学科的热爱、提高生物学素养都大有裨益。