關(guān)于光合作用發(fā)現(xiàn)過程的教學(xué)思考

隨著新課改的實(shí)施，考綱對生物學(xué)史的要求在逐步提高，那么便出現(xiàn)了一個問題—要求變了，教師可能適應(yīng)不過來。關(guān)于這方面的教學(xué)，到底應(yīng)該怎樣進(jìn)行呢？在這里，本人以光和作用發(fā)現(xiàn)過程為例，提出自己的一點(diǎn)意見，與同行交流。

首先，要引起學(xué)生對發(fā)現(xiàn)史的重視。另外，還要提高學(xué)生對發(fā)現(xiàn)史的興趣。在教學(xué)這部分內(nèi)容時，決不能讓學(xué)生僅僅把其當(dāng)做一門課程來學(xué)，當(dāng)然這也要求老師的教法有所改變。

而要讓學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)過程，必須先學(xué)會設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟。當(dāng)然這對學(xué)生來說有點(diǎn)困難，所以要利用這些實(shí)驗(yàn)來提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力?？梢韵劝才乓还?jié)課來講授對照實(shí)驗(yàn)。

設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)步驟必須有科學(xué)性、可操作性。

設(shè)計(jì)步驟：

第一步：分組編號。

如果分組的對象是植物，可這樣敘述—取長勢相同的某植物平均分為兩組，分別編號為甲乙。

如果分組的對象是動物，可以這樣敘述—取大小性別體重健康一致的某動物平均分為兩組，分別編號為甲乙。

如果分組的對象是器皿，可這樣敘述—取大小相同潔凈的某器皿兩只，編號為甲乙。

第二步：進(jìn)行單一變量處理（也是實(shí)驗(yàn)中唯一的變量）。

這是實(shí)驗(yàn)中唯一的一個變量，所以前面第一步取材必須要求一致不能出現(xiàn)變量。往往單一變量就是實(shí)驗(yàn)要研究的問題。

第三步：進(jìn)行相同且適宜條件的處理。

觀察現(xiàn)象記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

強(qiáng)調(diào)：第一步，第三步就是想同的處理，同時也是為了保證第二步才是實(shí)驗(yàn)中唯一的變量。

第二課時再來講光合作用發(fā)現(xiàn)過程。為了保證教學(xué)過程的完整性，可從最早人們對光合作用的認(rèn)識開始。很早以前人們都普遍認(rèn)為植物能長大所需要的原料全部來自土壤（主要是受到亞里士多德的影響），接著是1642年比利時科學(xué)家海爾蒙特對人們的認(rèn)識提出質(zhì)疑，他的實(shí)驗(yàn)如下：事先稱量了幼苗和泥土的重量，然后把一顆幼苗種在花盆中加入前面稱量了的泥土，平時只給植物提供水。幾年后再次稱量植物和泥土，發(fā)現(xiàn)植物的重量增加很多，而泥土的重量幾乎不變（只減少很少一點(diǎn)），從而說明了植物能長大所需要的原料不是來自土壤，而是來自水。在本實(shí)驗(yàn)中雖然沒專門設(shè)立對照組，但還是遵循了對照的，其運(yùn)用的是前后對照或稱自身對照，即實(shí)驗(yàn)組和對照組都在同一組上完成的。接著讓學(xué)生分析一下本實(shí)驗(yàn)的問題所在，老師最后給出答案：忽略了空氣的作用。這樣來開課能很好地激起學(xué)生的興趣（學(xué)生肯定會想：亞里士多德這樣偉大的科學(xué)家也會出錯，有意思?。?/p>

以下的實(shí)驗(yàn)，老師可先安排學(xué)生寫出實(shí)驗(yàn)的步驟，再請學(xué)生來分析實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過程，老師作點(diǎn)評（特別是點(diǎn)出學(xué)生出錯的地方）。最后老師再敘述一遍實(shí)驗(yàn)的步驟，學(xué)生對自己設(shè)計(jì)的步驟進(jìn)行修改。

1.1771年英國科學(xué)家普里斯特利的實(shí)驗(yàn)

第一步：取2個完全相同的玻璃罩，編號為甲、乙。

第二步：在甲玻璃罩中放入一盆植株，乙玻璃罩中不放。

第三步：在甲乙兩玻璃罩中同時各放入一只點(diǎn)燃的蠟燭，觀察兩只蠟燭燃燒的情況。

預(yù)期結(jié)果：甲玻璃罩中的蠟燭較乙玻璃罩中的蠟燭后熄滅。

結(jié)論：植物能更新空氣。

當(dāng)然另外一個小鼠與綠色植物的實(shí)驗(yàn)與上相同，可以叫學(xué)生來說出其步驟。接著讓學(xué)生來分析本實(shí)驗(yàn)的不足，老師可以提示：植物更新的是空氣中的哪種成分，普利斯特里有沒有具體得出來？

2.1864年德國科學(xué)家薩克斯的實(shí)驗(yàn)

第一步：取一片兩半幾乎相同的葉片，把兩半分別編號為甲、乙，然后放在黑暗處一段時間（解釋：這叫饑餓處理）。

第二步：給甲半葉片進(jìn)行遮光處理，乙半葉片進(jìn)行曝光處理。

第三步：一段時間后，給甲乙兩半葉片滴加碘液，觀察其顏色變化情況，并做好記錄。

預(yù)期結(jié)果：甲半葉片不變色，而乙半葉片變藍(lán)

結(jié)論：綠色葉片光合作用產(chǎn)生了淀粉。

3.1880年美國科學(xué)家恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)

當(dāng)然這個實(shí)驗(yàn)不便于表述?？梢岳蠋熛确治霰緦?shí)驗(yàn)，再讓學(xué)生思考本實(shí)驗(yàn)取得成功的因素。老師可提示學(xué)生從選材、處理方面去思考，其實(shí)學(xué)生在思考這些問題的時候也必須遵循對照實(shí)驗(yàn)的原則。所以能取得殊途同歸的效果。最后得出實(shí)驗(yàn)的優(yōu)點(diǎn)：

第一：實(shí)驗(yàn)材料水綿有細(xì)而長的帶狀葉綠體，便于觀察。

第二：臨時裝片放在沒有空氣的黑暗環(huán)境中能很好地排除外界光線和氧氣的影響，其實(shí)就是為了保證實(shí)驗(yàn)中只有一個變量。

第三：用極細(xì)的光線照射處理，能準(zhǔn)確地判斷出產(chǎn)生氧氣的部位（有光線的地方和沒光線的地方就可以形成對照）。

第四：用好氧細(xì)菌來檢驗(yàn)產(chǎn)生氧氣的部位。

4.20世紀(jì)30年代美國科學(xué)家魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)

第一步：取兩只大小、潔凈度一致的試管，分別編號為甲、乙。

第二步：向甲、乙兩只試管分別加入等量的小球藻懸浮液。

第三步：給甲試管提供一定量的C18O2和H2O；給乙試管提供與甲試管等量的CO2和H218O。

第四步：給甲乙兩只試管相同且適宜的光照，用儀器檢驗(yàn)兩只試管釋放出O2的放射性情況。

預(yù)期結(jié)果：乙試管中釋放出的氧氣有放射性，而甲試管中釋放的氧氣沒有放射性。

結(jié)論：光合作用產(chǎn)生的氧氣中氧原子來源于H2O。

通過這樣的教學(xué)，可以使學(xué)生參與到教學(xué)活動中，不會讓學(xué)生感到內(nèi)容的枯燥，從而真正提高了學(xué)生的興趣。最關(guān)鍵的是使學(xué)生扮演了科學(xué)研究者的角色，更能體會到成功的自豪感，從而提升他們自覺掌握科學(xué)方法的積極行為，特別是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力的培養(yǎng)?？茖W(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)基本都是經(jīng)典的對照實(shí)驗(yàn)，這也是高考必考的內(nèi)容，高考綜合能力測試的特點(diǎn)是注重考查學(xué)生的綜合能力，把教材中科學(xué)家的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)成學(xué)生的實(shí)驗(yàn)題目，有利于學(xué)生綜合能力的培養(yǎng)，也為將來適應(yīng)高考綜合能力測試做好準(zhǔn)備。