例談“基于實(shí)際問(wèn)題解決的教學(xué)策略”在高三復(fù)習(xí)課教學(xué)中的應(yīng)用

黃春娟

摘 要 結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，以人教版“影響光合作用的因素”的高三一輪復(fù)習(xí)為例，從“基于實(shí)際問(wèn)題解決的教學(xué)策略”在生物復(fù)習(xí)課教學(xué)中的應(yīng)用方面，闡述了該教學(xué)策略在復(fù)習(xí)課教學(xué)中的實(shí)踐和體會(huì)。

關(guān)鍵詞 光合作用 高三復(fù)習(xí) 問(wèn)題解決

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

1 核心概念界定

所謂“問(wèn)題解決”是指當(dāng)學(xué)習(xí)者面對(duì)問(wèn)題情境時(shí)，綜合運(yùn)用已有知識(shí)、技能和經(jīng)驗(yàn)指向于將已知情境轉(zhuǎn)化為目標(biāo)情境的認(rèn)知過(guò)程。而“實(shí)際問(wèn)題解決”是一系列有目的、指向STS（科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)）的認(rèn)知操作活動(dòng)。生活中充滿了需要解決的各類問(wèn)題，解決實(shí)際問(wèn)題是人類生活的核心，也理所當(dāng)然地成為生物教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)和目的地。課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念是倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決問(wèn)題的能力以及交流與合作的能力。下面就以“光合作用與細(xì)胞呼吸”的高三復(fù)習(xí)課為例，談?wù)勗摾碚撛趯?shí)踐中的應(yīng)用及體會(huì)。

2 創(chuàng)設(shè)情境、引入問(wèn)題

教師呈現(xiàn)“農(nóng)民收獲水稻”的圖片，并提出問(wèn)題：水稻生長(zhǎng)的過(guò)程離不開(kāi)光合作用與細(xì)胞呼吸這兩大生理作用，請(qǐng)從內(nèi)因與外因方面談?wù)動(dòng)绊懝夂献饔玫囊蛩赜心男?？小組討論后，由組長(zhǎng)匯報(bào)。學(xué)生在小組討論后，一般能歸納出：外因有光照強(qiáng)度、CO2濃度、溫度、水、礦質(zhì)元素等；內(nèi)因有葉齡、葉綠體的數(shù)量、色素含量、酶的數(shù)量和活性、葉面積指數(shù)等因素。此時(shí)，可以通過(guò)生生互動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)充。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在復(fù)習(xí)過(guò)光合作用的生理過(guò)程后，對(duì)影響因素有所了解，但不一定很全面。通過(guò)小組之間的生生互動(dòng)，歸納出內(nèi)因、外因兩方面的常見(jiàn)影響因素，并在表達(dá)交流過(guò)程中加深初步印象。

3 設(shè)計(jì)活動(dòng)，通過(guò)“問(wèn)題解決”突破難點(diǎn)

3.1 學(xué)習(xí)活動(dòng)一：構(gòu)建環(huán)境因素影響光合作用的數(shù)學(xué)模型

教師提出問(wèn)題：在最適溫度的條件下，隨著光照強(qiáng)度的上升，植物葉肉細(xì)胞對(duì)CO2吸收速率如何變化？請(qǐng)畫出曲線走勢(shì)。

設(shè)計(jì)意圖：曲線圖的繪制是構(gòu)建數(shù)學(xué)模型的常用方法，通過(guò)學(xué)生自主繪圖，主動(dòng)解決以下問(wèn)題：縱坐標(biāo)所示的CO2吸收速率可以表示什么？曲線的起點(diǎn)是原點(diǎn)還是在原點(diǎn)以下部分？

教師展示學(xué)生繪制的不同曲線，辨清光合作用中凈光合速率、總光合速率、呼吸速率、光補(bǔ)償點(diǎn)、光飽和點(diǎn)等核心概念在曲線圖中表示形式，學(xué)會(huì)繪制曲線并解讀曲線。

教師在此環(huán)節(jié)提醒學(xué)生歸納凈光合速率的其他描述方法，如O2的釋放速率、有機(jī)物的積累速率等，并注意與真正光合作用速率表述上的區(qū)別。

教師提出問(wèn)題：已知某植物光合作用的最適溫度是25℃，呼吸作用的最適溫度是30℃，若圖1為CO2濃度一定時(shí)，環(huán)境溫度為25℃時(shí)，不同光照條件下測(cè)得的該植物的光合強(qiáng)度，請(qǐng)?jiān)趫D中繪出環(huán)境溫度為30℃時(shí)，光合作用強(qiáng)度隨光照強(qiáng)度變化的曲線。

學(xué)生通過(guò)小組討論，分析后繪出的曲線中A點(diǎn)下移，B點(diǎn)右移，C點(diǎn)下移。

設(shè)計(jì)意圖：在前一個(gè)問(wèn)題的基礎(chǔ)上，對(duì)環(huán)境因素變化引起的曲線上關(guān)鍵點(diǎn)的移動(dòng)，進(jìn)行模型變式，促使學(xué)生理解內(nèi)化外界因素對(duì)光合作用的影響。通過(guò)小組展示交流環(huán)節(jié)，學(xué)生歸納出光補(bǔ)償點(diǎn)B點(diǎn)移動(dòng)的一般規(guī)律：呼吸作用加強(qiáng)、光合作用變?nèi)?，則光補(bǔ)償點(diǎn)右移；反之左移。

教師在該環(huán)節(jié)進(jìn)行變式訓(xùn)練：若溫度仍為25℃，但CO2濃度由空氣中的0.03%上升至實(shí)驗(yàn)條件下的0.1%，則曲線中的B點(diǎn)怎么移動(dòng)？

教師提出問(wèn)題：圖2為某植物光合作用速率與環(huán)境因素之間的關(guān)系，限制甲圖中A、B兩點(diǎn)光合速率的主要環(huán)境因素分別是什么？根據(jù)乙圖，在甲圖中繪出50℃時(shí)的光合作用速率曲線。

學(xué)生在小組討論過(guò)程中，就甲圖中的A點(diǎn)的限制因素產(chǎn)生爭(zhēng)議：限制A點(diǎn)的因素到底是光照強(qiáng)度，還是溫度或是其他因素？這就在問(wèn)題解決的過(guò)程中，學(xué)生自己提出了新問(wèn)題，并通過(guò)小組的合作學(xué)習(xí)，最終解決這一問(wèn)題，加深了對(duì)曲線變化的理解。另外在繪圖展示時(shí)，筆者發(fā)現(xiàn)有學(xué)生把50℃時(shí)的曲線繪在30℃的上方，也有學(xué)生把OA段繪在原曲線的下方。通過(guò)自評(píng)、互評(píng)、師評(píng)等環(huán)節(jié)，學(xué)生及時(shí)糾錯(cuò)。

設(shè)計(jì)意圖：由單個(gè)曲線模型到多曲線模型，由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，隨著思維的層層深入，學(xué)生嘗試從曲線模型中獲取信息，并以曲線圖形式呈現(xiàn)。在曲線模型構(gòu)建的過(guò)程中，學(xué)生的形象思維、邏輯思維能力得到了培養(yǎng)，并以較為直觀的形式呈現(xiàn)。

3.2 學(xué)習(xí)活動(dòng)二：結(jié)合實(shí)例分析植物生長(zhǎng)過(guò)程中的影響因素

（1） 外界環(huán)境因素影響植物生長(zhǎng)的實(shí)例。

【例1】 黑藻是一種常見(jiàn)的單子葉沉水植物，某興趣小組用圖3裝置探究光照強(qiáng)度對(duì)黑藻光合速率的影響。

① 用多套圖示裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，如何控制實(shí)驗(yàn)的自變量？

② 黑藻培養(yǎng)液中加入適量NaHCO3目的是什么？

③ 本實(shí)驗(yàn)中的光源用熒光燈比白熾燈更好，為什么？

④ 預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么？

⑤ 表1中數(shù)據(jù)是在不同溫度下對(duì)密閉容器中綠藻光合速率和呼吸速率測(cè)量的結(jié)果。

據(jù)表1的數(shù)據(jù)，若每天對(duì)綠藻進(jìn)行10 h光照、14 h黑暗，溫度均保持在25 ℃的條件下，綠藻能否正常生活？為什么？

學(xué)生先獨(dú)立思考，再小組合作討論，主要在光源選擇、能否正常生活的理由表述上產(chǎn)生爭(zhēng)議。在展示交流環(huán)節(jié)，學(xué)生提到爭(zhēng)論的背景：由于不是很清楚白熾燈是什么樣的燈，聯(lián)想不到溫度對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。而植物能否正常生活可以從有機(jī)物的積累量方面去闡述，總積累量為光下凈光合作用量-黑暗時(shí)呼吸消耗的量，若大于零，則可以生長(zhǎng)。

（2） 植物本身生理?xiàng)l件影響植物生長(zhǎng)的實(shí)例。

【例2】 （2015·江蘇高考）為了研究2個(gè)新育品種P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人員分別測(cè)定了新育品種與原種（對(duì)照）葉片的凈光合速率、蛋白質(zhì)含量和葉綠素含量，結(jié)果如圖4所示。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

（1） 圖4的凈光合速率是采用葉齡一致的葉片，在相同的_______實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)得的單位時(shí)間、單位葉面積_______的釋放量。

（2） 由圖可知，P1的葉片光合作用能力最強(qiáng)，推斷其原因有：一方面是其葉綠素含量較高，可以產(chǎn)生更多的_______；另一方面是其蛋白質(zhì)含量較高，含有更多的_____________。

（3） 栽培以后，P2植株干重顯著大于對(duì)照，但籽實(shí)的產(chǎn)量并不高，最可能的生理原因是？

學(xué)生獨(dú)立思考，小組討論后展示交流。在交流過(guò)程中注意到，學(xué)生對(duì)于籽實(shí)產(chǎn)量并不高的原因有較多爭(zhēng)議。有學(xué)生認(rèn)為是呼吸作用太強(qiáng)導(dǎo)致，但又被其他學(xué)生用干重顯著大于對(duì)照組否決，只是怎么解釋仍有困難。教師適時(shí)引導(dǎo)學(xué)生從光合作用產(chǎn)物的分布情況出發(fā)，P2干重大說(shuō)明光合作用較強(qiáng)，但籽實(shí)產(chǎn)量不高，說(shuō)明光合作用產(chǎn)物運(yùn)往籽實(shí)的較少。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)例題讓學(xué)生關(guān)注在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)注意對(duì)變量的控制，并把影響因素對(duì)光合作用的變化綜合到植物生長(zhǎng)上去，嘗試從實(shí)驗(yàn)裝置圖、表格、曲線圖、柱狀圖、背景資料等多種途徑獲取信息，解決問(wèn)題。

4 教后體會(huì)

本節(jié)課以問(wèn)題解決為主線，模型構(gòu)建為輔線，層層遞進(jìn)幫助學(xué)生突破難點(diǎn)。教師通過(guò)設(shè)計(jì)兩大活動(dòng)，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)參與，充分利用曲線圖這一數(shù)學(xué)模型，以畫圖—析圖—變圖—看圖這一形式，借助問(wèn)題層層深入，由抽象到具體、由簡(jiǎn)單到復(fù)雜、由點(diǎn)到面，突破重難點(diǎn)。通過(guò)活動(dòng)中不斷的“問(wèn)題解決”，讓學(xué)生帶著問(wèn)題思考，使學(xué)生擁有學(xué)習(xí)的主動(dòng)權(quán)；通過(guò)組織學(xué)生合作交流與小組展示，給了學(xué)生思考的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題的機(jī)會(huì)，提高了學(xué)生分析問(wèn)題的能力和語(yǔ)言表達(dá)能力。

總之，問(wèn)題是學(xué)習(xí)的載體，恰當(dāng)?shù)膯?wèn)題情境能適時(shí)地啟發(fā)學(xué)生自己提出問(wèn)題。隨著一個(gè)個(gè)新問(wèn)題的提出與解決，學(xué)生得到了展示自我的機(jī)會(huì)，體驗(yàn)了自主合作學(xué)習(xí)的樂(lè)趣。而如何將教材中重、難點(diǎn)知識(shí)轉(zhuǎn)化為與實(shí)際生活相聯(lián)系的問(wèn)題，激發(fā)學(xué)生主動(dòng)思考，是教師在準(zhǔn)備問(wèn)題時(shí)要思考的重點(diǎn)，要不斷實(shí)踐、不斷探索。