淺談初中生物“光合作用”系列實驗的研究和創(chuàng)新

袁霞

[摘 要]生物學課程是自然科學領域的學科課程，其精要是展示生物科學的基本內容，反映自然科學的本質，因此把生物學定位為一門實驗科學。我通過不斷的實驗探究和總結，對“光合作用”系列實驗的實驗教學研究和實驗創(chuàng)新方面有了更深刻的認識，并和我校生物組成員以及學生生物興趣小組致力于“光合作用”系列實驗的研究和創(chuàng)新。

[關鍵詞]生物學；實驗；光合作用；研究；創(chuàng)新

生物學課程是自然科學領域的學科課程，其精要是展示生物科學的基本內容，反映自然科學的本質，因此把生物學定位為一門實驗科學。作為生物學科教師的我們，應該不斷改進自己的教育教學觀念，積極倡導教師和學生在教學過程中的科學精神，用新課改的理念進行教育教學，著力培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力，使學生能夠對生物學產(chǎn)生更濃厚的興趣，對生物學知識有更深入的理解。因此作為生物學科教師，我們對教材中的部分實驗應該結合實際并進行大膽的研究和創(chuàng)新。

“光合作用”系列實驗（義務教育教科書《生物學》七年級上冊北師大版）不僅是初中生物學的重點內容，而且能為高中生物學光合作用的教學奠定基礎。我通過不斷的實驗探究和總結，對“光合作用”系列實驗的實驗教學研究和實驗創(chuàng)新方面有了更深刻的認識，并和我校生物組成員以及學生生物興趣小組致力于“光合作用”系列實驗的研究和創(chuàng)新。下面我就談談我對“光合作用”系列實驗研究和創(chuàng)新的幾點看法。

一、“光合作用”系列實驗的內容

“光合作用”系列實驗（義務教育教科書《生物學》七年級上冊北師大版）主要包括以下實驗：（1）驗證綠葉在光下合成淀粉；（2）檢驗光合作用釋放氧氣；（3）檢驗光合作用需要二氧化碳。

二、“光合作用”系列實驗在實際的實驗操作中存在的問題

如按照書上的方法步驟完成存在以下問題：（1）課本上該內容正好在每一年的11月份授課，我們所處的地區(qū)在中國西南部黔北所在地。處在秋冬季做“光合作用”系列實驗，實驗操作困難，實驗效果不好。（2）課本中“光合作用”系列實驗的實驗材料單一，用的是天竺葵和金魚藻。在實驗材料的選擇上可以用效果更好的植物材料代替課本中的材料。（3）課本中的酒精脫色過程用點燃酒精燈的方法進行水浴加熱，因酒精是易燃物，在實驗中存在著很大的安全隱患。如能通過創(chuàng)新改進加熱器材和方法就能避免因酒精燃燒帶來的安全隱患了。（4）關于淀粉的鑒定結果。課本中的實驗結果為，經(jīng)過遮光處理的綠葉遇碘液后，見光部分呈深藍色，但在實驗的實際操作中，見光有淀粉部分不一定都呈深藍色。出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因需要實驗并進行分析研究。

三、“光合作用”系列實驗的研究目標

（1）獲得“光合作用”系列實驗中簡單經(jīng)濟的植物材料；（2）獲得水浴加熱時酒精脫色使葉片褪色的最適溫度范圍、最適酒精容量以及時間；（3）通過“光合作用”系列實驗對水浴加熱器材進行改進。（4）驗證綠葉在光下合成淀粉經(jīng)碘液鑒定呈現(xiàn)藍色或紫色的原因進行分析。

四、“光合作用”系列實驗的創(chuàng)新方面

（1）在義務教育教科書《生物學》七年級上冊中使用的植物材料在“驗證綠葉在光下合成淀粉”和“檢驗光合作用需要二氧化碳”中植物材料主要使用天竺葵；在“檢驗光合作用釋放氧氣”中植物材料主要使用金魚藻。我們將對實驗材料單一的情況對實驗材料進行創(chuàng)新和改進。

（2）在義務教育教科書《生物學》七年級上冊P70、P72中的注意事項中都提到：不可直接在酒精燈上加熱。用酒精燈加熱時要小心，以免被沸水、蒸汽燙傷。針對因使用酒精燈加熱帶來的安全隱患，我們將對水浴加熱器材進行創(chuàng)新和改進。

五、“光合作用”系列實驗的研究和創(chuàng)新方法

（1）實驗法：對“檢驗綠葉在光下釋放氧氣”、“檢驗光合作用需要二氧化碳”、“驗證綠葉在光下合成淀粉”進行實驗；（2）觀察法：在實驗中觀察酒精脫色的情況和淀粉遇碘液變色的等情況；（3）比較法：對用于實驗的植物材料以及水浴加熱器材的實驗效果進行比較；（4）分類法：通過對淀粉的鑒定對含直鏈淀粉和支鏈淀粉的植物進行分類；（5）文獻法：通過查閱相關的文獻資料以獲得對實驗研究進行相應的驗證。

六、“光合作用”系列實驗研究和創(chuàng)新的優(yōu)點

（1）實驗器材創(chuàng)新方面。改變植物材料選擇的單一性，通常采用天竺葵做實驗的選擇上是否還有效果更好的其他植物代替。在水浴加熱的過程中用酒精燈加熱的存在很大的安全隱患，改進水浴加熱器材的使用可以確保實驗的安全性和可行性。（2）實驗課實效性研究方面。在進行水浴加熱時，對于水浴加熱的溫度范圍，酒精的容量，盛裝酒精的器皿以及時間的把控問題上一直是老師們困擾的問題，最終在課堂上影響實驗的效果以及課堂的時間。所以通過實驗的研究和改進獲得水浴加熱時酒精脫色使葉片褪色的最適溫度范圍、最適酒精容量以及時間上非常重要。（3）實驗課中定性知識的研究方面。關于淀粉的鑒定結果的研究，課本中的實驗結果為：經(jīng)過遮光處理的綠葉遇碘液后，見光部分呈深藍色。但在實驗的實際操作中，見光部分并不一定都呈深藍色。根據(jù)淀粉的分類，淀粉分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，而直鏈淀粉和支鏈淀粉遇碘液呈現(xiàn)不同的顏色，在研究過程中我們將對用于實驗的各種植物材料水浴加熱后，進行提取淀粉溶液進行實驗并研究，最后獲得淀粉遇碘液呈現(xiàn)深藍色和紫色的植物材料。（4）通過研究和創(chuàng)新使該實驗在操作上更加簡單、快捷、安全、有效。

七、“光合作用”系列實驗研究和創(chuàng)新的意義

（1）通過對實驗的研究和創(chuàng)新，有效提高了生物實驗課的課堂效率。（2）更好的體現(xiàn)生物學課程的基本理念，倡導探究性學習。通過實驗探究改變學生的學習方式，幫助學生領悟科學的本質，引導學生主動參與、勤于動手、積極思考，逐步培養(yǎng)學生收集和處理科學信息的能力，以及交流與合作的能力等，突出創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。（3）實現(xiàn)實驗設計的多樣化。采用生物實驗材料設計實驗；采用規(guī)范的實驗儀器設備設計實驗；采用加入多媒體技術運用于實驗；同時鼓勵學生參與設計實驗。（4）注重實驗的安全性，在實驗中采用更好的水浴加熱儀器，避免因使用酒精燈引起酒精燃燒所帶來的安全隱患。（5）提升生物教師的科研能力和實驗創(chuàng)新能力。