摘 要：植物细胞工程包括植物细胞工程的基本技术和实际应用。教师在复习时，通过重新整合课程教学顺序，以植物组织培养技术的科学发展史为主线，融合教材，引导学生体验科学实验的过程，理解科学的本质，提升学生理性思维和科学探究的能力。

关键词：植物体细胞杂交;植物组织培养;科学史;科学探究

1.设计理念

《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中明确指出：科学是一个发展的过程。学习生物科学史能使学生沿着科学家探索生物世界的道路，理解科学的本质和科学研究的思路和方法，学习科学家献身科学的精神。本节教学设计的理念是重新整合教材内容，引导学生通过自主学习探究植物细胞工程的科学发展史，让学生更清楚地理解植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术。并以科学史为基础，经过教师和学生的收集整理，将其中蕴涵的科学实验和科学方法转换成学生的思考方向，以思考题的方式呈现，通过学生的讨论、探究，进一步体验科学实验的过程，了解科学实验的方法，提高科学探究的能力。

2.教材分析

“植物细胞工程”选自人教版高中《生物选修3·现代生物科技专题》专题2第1节，包括植物细胞工程的基本技术和实际应用两小节。本节教学过程中重新整合了教材内容，先通过白菜—甘蓝案例引出植物体细胞杂交技术，借助科学史材料的分析，剖析了去除细胞壁的方法和原生质体的融合问题;然后以植物组织培养技术的发展史的资料为蓝本，将脱分化、再分化、愈伤组织、细胞全能性等专业词汇的概念逐层解析，为植物细胞工程的实际应用的分析作铺垫。

3.学生分析

作为高三学生，高中生物基础知识网络已经形成，熟悉细胞的结构与功能，了解细胞分化和细胞全能性，也学习过植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术的基本过程和原理，对更深的知识有探索欲望。因此，这节课主要是对知识的重拾和重整，重新整理相关内容。

4教学目标

4.1能概述植物体细胞杂交技术的过程，即将不同种植物体细胞在一定条件融合成杂合细胞，再培育成新植株的技术。

4.2能阐明植物组织培养的过程，即在一定条件下，将离体的植物组织、器官和细胞在适宜培养条件下诱导形成愈伤组织，并经再分化，形成完整植株的过程。

4.3能举例说明植物细胞工程的实际应用价值，即利用快速繁殖、脱毒、代谢产物细胞化生产、育种等方式有效提高了生产效率。

5.教学过程

5.1创设情境，激发学生学习兴趣

教师活动：展示番茄—马铃薯、白菜—甘蓝等植物图片，引入植物体细胞杂交技术课题。同时提供相关资料，让学生了解植物体细胞杂交技术的发展。

学生活动：观察图片，阅读资料，获取信息，了解植物体细胞杂交技术的发展。

设计意图：植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术是密切相关的，打破教材原有的顺序，让学生先从番茄马铃薯的杂合植株入手，引入植物体细胞杂交技术，了解它的发展背景，以激发学生学习的兴趣，导入新课。

5.2基于科学史，通过问题层层剖析

教师活动：植物细胞有特殊的结构——细胞壁，它有支持和保护的作用，主要由纤维素和果胶组成。植物体细胞杂交必须先突破细胞壁，然后才能将去除细胞壁的原生质体融合在一起。在这一环节，可以通过问题串的形式将学生引入到科学家的研究史中，了解他们的研究背景，引导学生阅读资料分析信息，再引导学生建构植物体细胞杂交技术过程图。（如图1）

學生活动：分析资料，利用资料，回顾已学知识，回答相关问题，并尝试建构植物体细胞杂交技术过程图。

设计意图：以科学史为背景，让学生了解植物体细胞杂交技术的发展背景，理解科学家的成果是得来不易的，同时提升学生分析信息解决问题的能力，并提高学生建构过程图的能力。同时引导学生对融合结果的开放性思考。

教师活动：植物体细胞杂交技术的原理有植物细胞的全能性和细胞膜的流动性，利用了植物组织培养技术。从而引入植物组织培养技术的科学探究史。以时间轴展示科学史，再一次让学生领略科学家的科学探究过程，提升分析资料提取信息的能力。并引导学生重新建构细胞全能性、脱分化、再分化、愈伤组织等相关概念，并构建植物组织培养过程图。（如图2）

学生活动：分析资料，构建概念，回答问题。有部分学生提出一些问题，比如植物激素添加的种类和比例对植物组织培养的影响是什么？植物组织培养过程中对光有什么要求？

通过教师引导和学生之间的讨论，问题得以解决，构建了生长素和细胞分裂素在植物组织培养过程中的影响的表格。（如表1）

设计意图：基于科学史的证据，引导学生重整细胞全能性、脱分化、再分化、愈伤组织等概念，复习植物组织培养技术的过程，引导学生分析讨论培养过程中生长素和细胞分裂素添加的比值和效果，以及脱分化和再分化对光的需求，强调小组合作，提高分析问题解决问题的能力。

5.3交流合作，构建知识网络

教师活动：与普通白菜相比，“白菜—甘蓝”杂种植株，生长期短、耐热性强、易于贮存。但白菜—甘蓝是几倍体？可育吗？如果是通过有性杂交产生的白菜—甘蓝杂种可育吗？

学生活动：通过分析白菜、甘蓝、白菜—甘蓝的染色体数、染色体组数及可育问题，提出相应主张。

设计意图：通过案例分析，利用学生已有的知识储备，将前后内容融会贯通，建立知识网络，为理解植物细胞工程的应用做铺垫。

教师活动：从人工种子出发，分析植物细胞工程的应用。通过资料，了解单倍体育种、制备人工种子、作物脱毒等技术的发展。

学生活动：分析资料，结合染色体变异等知识，分析植物组织培养技术的应用，如微型繁殖、作物脱毒人工种子、细胞产物工厂化等方面，重点巩固单倍体育种的过程。

设计意图：了解植物组织培养技术和植物体细胞杂交技术是关键，但掌握技术是为了应用，从而升华到植物细胞工程的应用的分析。借助科学史，了解植物细胞工程技术和应用的发展史，感悟科学家的魅力，感悟科学发展的突飞猛进。还有新旧知识的结合，达到了知识网络的构建。

6.教学反思

6.1重整教材内容，复杂问题简单化

根据学生已经掌握的知识理论，适时重新调整教材内容。先从植物体细胞杂交技术引入，去除细胞壁获得原生质体，经过原生质体融合到再生细胞壁成为杂种细胞，杂种细胞再经组织培养获得杂种植株，分析植物组织培养技术过程和条件，再纵观联系植物细胞工程的实际应用。把植物细胞从外向内层层剖析，环环相扣，紧密相连，融会贯通，就像一幅幅形象的画面呈现在眼前，非常流畅。

6.2善于利用科学史，抽象问题直观化

将科学史引入生物课堂教学过程中，并不单纯是简单的历史重现，教师可以根据课堂需求，补充科学史实，借助多媒体重现科学探究过程，将抽象问题直观化，拓宽学生视野，培养学生阅读分析能力、实验探究能力等，让学生体会科学知识和理论体系的演变和形成过程，感悟科学家的科学探究的态度和精神，培养学生科学探究意识和科学思维等。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.普通高中生物课程标准（2017年版）.北京：人民教育出版社，2018;28，60

[2]谢永佳.“线粒体”专题教学——基于科学史进行探究学习的教学设计.中学生物教学，2017（11）：69-72

[3]毕诗秀.充分挖掘科学史教育价值，提高学生生物科学素养.生物学通报，2015（8）：28-32

作者简介：邓小玲，1982.9，女，汉族，江苏省姜堰市，本科，中学一级，研究方向：生物教育