“環(huán)境因素對(duì)葉綠素形成的影響”實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

徐永強(qiáng)

(貴州省遵義市務(wù)川自治縣城關(guān)中學(xué) 遵義 564300)

1 教材分析

“環(huán)境因素對(duì)葉綠素形成的影響”是北師大版生物學(xué)教材七年級(jí)上冊(cè)第3單元“生物圈中的綠色植物”第5章“綠色開(kāi)花植物的生活方式”第1節(jié)“光合作用”中的一個(gè)重要探究實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)由于沒(méi)有配套的實(shí)驗(yàn)裝置，開(kāi)展該實(shí)驗(yàn)需要實(shí)驗(yàn)前指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)裝置。

2 學(xué)情分析

七年級(jí)的學(xué)生由于年齡較小，對(duì)實(shí)驗(yàn)的重要性認(rèn)識(shí)不足，認(rèn)為實(shí)驗(yàn)課就是玩耍課，雖然熱情高，但對(duì)實(shí)驗(yàn)缺乏目的性、耐心和恒心，更缺乏嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。因此，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中教師應(yīng)有目的地、適時(shí)地進(jìn)行引導(dǎo)，培養(yǎng)其嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度。

2.1 學(xué)生完成本實(shí)驗(yàn)的優(yōu)勢(shì) 學(xué)生在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，在教師的指導(dǎo)下，進(jìn)行過(guò)“環(huán)境因素對(duì)霉菌生活的影響”“環(huán)境因素對(duì)鼠婦生活的影響”“探究一種動(dòng)物的行為”等活動(dòng)，對(duì)探究活動(dòng)有一定的認(rèn)識(shí)，具有一定的認(rèn)知基礎(chǔ)。

2.2 學(xué)生完成本實(shí)驗(yàn)存在的障礙 學(xué)生雖然對(duì)探究實(shí)驗(yàn)具有一定的認(rèn)識(shí)，但對(duì)科學(xué)探究的基本步驟還不熟悉，尤其是對(duì)觀察到的生物學(xué)現(xiàn)象不會(huì)正確提出需要探究的問(wèn)題、對(duì)問(wèn)題不能正確做出假設(shè)，不會(huì)設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，不會(huì)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)觀察記錄表格，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中對(duì)需要的實(shí)驗(yàn)材料、儀器往往考慮不周，實(shí)驗(yàn)步驟安排不恰當(dāng)，學(xué)生獨(dú)立完成探究過(guò)程存在應(yīng)一定難度，實(shí)驗(yàn)前教師需要作實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)。

3 課前準(zhǔn)備

3.1 制作簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)裝置 “環(huán)境因素對(duì)葉綠素形成的影響”活動(dòng)的開(kāi)展，教材沒(méi)有配套的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)前需要教師指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)易實(shí)驗(yàn)裝置。

根據(jù)對(duì)照實(shí)驗(yàn)原理(有光與無(wú)光的對(duì)照)，裝置設(shè)計(jì)成光室與暗室兩部分。規(guī)格為長(zhǎng)55cm×寬30cm×高30cm的木質(zhì)長(zhǎng)方體，由活動(dòng)隔板平分為左、右兩部分，左部為光室，右部為暗室。光室頂端設(shè)計(jì)推拉式活動(dòng)蓋板，鑲嵌無(wú)色透明玻璃，光室前、后、左三壁鑲嵌無(wú)色透明玻璃；暗室均為木質(zhì)材料，不透明，暗室頂端設(shè)計(jì)推拉式活動(dòng)蓋板，暗室正面設(shè)計(jì)一個(gè)活動(dòng)觀察窗。光室與暗室之間的活動(dòng)隔板，下端距底部保持4cm的空間、上端距頂部保持0.5cm的空間，以保障裝置內(nèi)光室與暗室之間的空氣流通；裝置左、右側(cè)板與頂部活動(dòng)蓋板之間保持0.5cm的空間，保障裝置通氣不通光(圖1)。

3.2 實(shí)驗(yàn)培訓(xùn) 探究實(shí)驗(yàn)前，需要就本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行培訓(xùn)，使學(xué)生了解實(shí)驗(yàn)探究?jī)?nèi)容。①本實(shí)驗(yàn)的變量是什么？什么是單一變量？②探究實(shí)驗(yàn)為什么要設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)？怎樣區(qū)別實(shí)驗(yàn)組與對(duì)照組？③怎樣觀察生活中的生物學(xué)現(xiàn)象；④怎樣提出問(wèn)題，做出假設(shè)；⑤怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，如該實(shí)驗(yàn)需要使用哪些實(shí)驗(yàn)材料、用具？

圖1 實(shí)驗(yàn)裝置模式圖

操作步驟分為哪幾步？先后順序怎樣安排？⑥觀察記錄表格需設(shè)計(jì)哪些內(nèi)容？表格怎樣設(shè)計(jì)更為科學(xué)？⑦該實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)有哪些？

4 探究過(guò)程

生活中的生物學(xué)現(xiàn)象： 菜市場(chǎng)有綠色的蔬菜、淡黃色的豆芽出售。一般蔬菜都是綠色的，豆芽卻是淡黃色的。菜農(nóng)介紹豆芽的生長(zhǎng)過(guò)程： 將豆子(綠豆種子或黃豆種子)用水浸泡膨脹后置于容器內(nèi)，遮光，每天澆水，直至萌發(fā)成熟。

4.1 問(wèn)題和假設(shè) 一般蔬菜都是綠色的(自然生長(zhǎng)、見(jiàn)光)，豆芽淡黃色(遮光生長(zhǎng))。植物的綠色是因?yàn)轶w內(nèi)含有葉綠素的緣故。豆芽呈淡黃色而不是綠色，是因?yàn)樯L(zhǎng)過(guò)程中沒(méi)有光(遮光)。師生共同提出假設(shè)： 葉綠素的形成需要光。

4.2 實(shí)驗(yàn)方案與實(shí)施 實(shí)驗(yàn)操作步驟： ①選擇粒大飽滿的花生種子100粒，置于培養(yǎng)皿中浸泡，待萌發(fā)出胚根時(shí)備用；②取下裝置光室蓋板、暗室蓋板、取出活動(dòng)隔板，在裝置底部墊一層濕紙巾；③將萌發(fā)的種子均勻分布在紙巾上；④插入插板，蓋上暗室蓋板，蓋上光室蓋板，將裝置放置在溫暖、通風(fēng)、通光的地方，每天適時(shí)澆水。

實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)： 保持裝置內(nèi)紙巾足夠的含水量，防止種子萌發(fā)生長(zhǎng)缺水；若裝置內(nèi)出現(xiàn)霉?fàn)€的種子時(shí)及時(shí)清除。

4.3 觀察記錄 分別在1、4、6、12d觀察測(cè)量植物生長(zhǎng)狀況和顏色，記錄于表中(表1)，同時(shí)用手機(jī)拍照記錄。

表1 “環(huán)境因素對(duì)葉綠素形成的影響”實(shí)驗(yàn)觀察記錄表

4.4 分析與結(jié)論 光室內(nèi)的花生植株深綠色，暗室內(nèi)的花生植株淡黃色。實(shí)驗(yàn)組(光室)與對(duì)照組(暗室)除變量“光”不同外，其他變量均相同，說(shuō)明植株是否呈綠色與光照有直接關(guān)系，光可以促進(jìn)植物葉綠素的形成。實(shí)驗(yàn)結(jié)論與假設(shè)相符。

5 教學(xué)反思

實(shí)驗(yàn)前，師生對(duì)裝置的設(shè)計(jì)方案、制作方法、制作材料的探討，可以充分發(fā)揮學(xué)生的想象力，激活學(xué)生的思維，培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)；實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生通過(guò)記錄表格的設(shè)計(jì)，動(dòng)手操作，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察記錄、分析，得出結(jié)論等過(guò)程的學(xué)習(xí)，有助于養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)態(tài)度，習(xí)得科學(xué)探究的基本方法，提升科學(xué)探究能力，是培養(yǎng)學(xué)生生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的有效途徑。

*前文受合肥翰思科學(xué)儀器公司關(guān)注*