“光合作用”教學(xué)單元的長周期學(xué)習(xí)活動設(shè)計

張燕

摘? ? 要：“光合作用”教學(xué)單元的長周期學(xué)習(xí)，以BBC紀(jì)錄片《植物之歌》為活動資源，在跨學(xué)科運用英語、信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，圍繞“光合作用”的核心概念開展微紀(jì)錄片剪輯譯制，促進(jìn)了學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。

關(guān)鍵詞：光合作用;長周期學(xué)習(xí)活動;紀(jì)錄片;跨學(xué)科

“光合作用”是上海高中《生命科學(xué)》基礎(chǔ)型教材第四章第二節(jié)的內(nèi)容，包括了光合作用的研究歷史、葉綠體及其色素、光合作用過程、影響光合作用的因素4課時內(nèi)容以及葉綠體中色素的提取和分離、探究影響光合作用的因素2課時實驗?！肮夂献饔谩币还?jié)的知識邏輯結(jié)構(gòu)完整，教學(xué)時長適中，因此將它單獨作為一個教學(xué)單元進(jìn)行長周期學(xué)習(xí)活動設(shè)計。

一、單元長周期學(xué)習(xí)活動的資源

《植物之歌》是英國BBC拍攝的一部經(jīng)典紀(jì)錄片，其中第一集“生命之光”介紹了植物的起源及生命機理，主要內(nèi)容包括了植物如何在進(jìn)化的過程中逐步具備了光合作用的能力，以及光合作用為地球生態(tài)帶來的改變。

二、單元長周期學(xué)習(xí)活動的目標(biāo)

通過剪輯譯制《植物之歌》制作一部有關(guān)光合作用的微紀(jì)錄片，實現(xiàn)學(xué)生對光合作用過程的再認(rèn)識和再表達(dá)，進(jìn)一步理解光合作用在分子水平的物質(zhì)變化和相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)變，形成物質(zhì)與能量觀、結(jié)構(gòu)和功能觀等生命觀念;通過了解紀(jì)錄片中科學(xué)家對光合作用的實驗研究，歸納出與教材實驗相同的思維方式，比較不同的研究方法，進(jìn)一步提升科學(xué)思維和科學(xué)探究能力;在學(xué)科專業(yè)術(shù)語的翻譯表達(dá)和微記錄片的加工剪輯過程中，鍛煉學(xué)生英語、信息技術(shù)等學(xué)科的綜合應(yīng)用能力。

三、單元長周期學(xué)習(xí)活動的實施

（一）提出任務(wù)

教師為學(xué)生提供原版紀(jì)錄片《植物之歌》，對影片做簡要介紹。要求學(xué)生以小組合作的形式，以“光合作用”為核心概念，將其中第一集“生命之光”剪輯譯制出一部5～10分鐘的微紀(jì)錄片。

（二）形成方案

學(xué)生在先行觀看紀(jì)錄片片段后進(jìn)行討論，匯總出了兩類問題：①技術(shù)問題：專業(yè)詞匯的學(xué)習(xí)和翻譯;影片的剪輯工具和技術(shù)。②學(xué)科類問題：哪些是“光合作用”一節(jié)的主要知識？紀(jì)錄片中相關(guān)的內(nèi)容有哪些？如何將二者進(jìn)行整合和表達(dá)？

針對上述問題，學(xué)生通過小組討論和組間交流，確定方案：觀看紀(jì)錄片，了解內(nèi)容梗概，記錄其中的專業(yè)詞匯并翻譯;對教材“光合作用”一節(jié)的內(nèi)容以概念圖的形式梳理出主干知識;對紀(jì)錄片中與光合作用有關(guān)的內(nèi)容進(jìn)行分段摘要;“光合作用”主干知識與影片片段進(jìn)行關(guān)聯(lián)和匹配;上網(wǎng)搜索和下載適合的視頻編輯軟件，學(xué)習(xí)如何使用;整合影片內(nèi)容和“光合作用”主干知識進(jìn)行旁白的撰寫，完成剪輯和配音。

（三）活動實施

1.紀(jì)錄片中“光合作用”相關(guān)內(nèi)容的梳理

各小組在按照既定方案實施兩周后進(jìn)行第一次組間交流，完成對紀(jì)錄片中光合作用有關(guān)內(nèi)容的梳理和整合。主要包括以下內(nèi)容：

研究光合作用的實驗：①將25億年前的紅鐵礦進(jìn)行電離產(chǎn)生了氧氣，證明25億年前生物已經(jīng)能光合作用釋放氧氣;②人與大量植物共處密閉低氧空間內(nèi)，在提供水和光照的條件下監(jiān)測空間氧含量變化和人體氧飽和度等生理指征變化;③同位素示蹤法追蹤CO2在植物體內(nèi)的物質(zhì)轉(zhuǎn)變及去向。

光合作用的進(jìn)化歷程：①早期地球的生物類型從紫色細(xì)菌到藍(lán)藻，光合色素的產(chǎn)生提高了生物對光能的利用率;②化石顯示4億年前植物登陸后進(jìn)化出了根以獲得水分進(jìn)行光合作用;③植物進(jìn)化出葉以最大程度吸收當(dāng)時空氣中稀少的CO2，同時也有利于吸收光能;④水、CO2和陽光給予巨杉生長充分的物質(zhì)和能量需求，是巨杉對抗恐龍啃食進(jìn)化出高大樹形的基礎(chǔ)。

光合作用的過程：①分子水平的光反應(yīng)動畫過程;②暗反應(yīng)的部分過程及糖類被運輸儲存至根部的動畫。

光合作用與地球環(huán)境：①植物登陸后進(jìn)化出根來解決光合作用需要水的問題，根的出現(xiàn)促進(jìn)了土壤層的形成;②光合作用產(chǎn)生并釋放的氧氣改變了大氣組成，其中一部分氧氣在紫外線的作用下形成了臭氧層。

2.資源整合及配音剪輯

每個小組確定各自的微紀(jì)錄片主題，如植物光合作用功能的進(jìn)化歷程、光合作用的過程、光合作用與地球環(huán)境變化等，選用編輯軟件（如愛剪輯、iMovie）整合相關(guān)視頻片段，再對這些片段的內(nèi)容在翻譯的基礎(chǔ)上圍繞既定主題進(jìn)行表述和配音。

以光合作用過程的暗反應(yīng)為例：紀(jì)錄片中用動畫演示了暗反應(yīng)中糖類的合成并配以簡單的過程描述，而后用碳的同位素實驗證明了植物能利用二氧化碳合成糖類。原文旁白如下：

Plants make this sugar from water， carbon dioxide from the air， and energy from the sun. And again it all happens in those tiny chloroplasts. Weve seen how light splits water into oxygen and hydrogen. Well， the plant takes that hydrogen and combines it with carbon dioxides to make sugar. By exposing a plant to carbon dioxide tagged with a radioactive marker， you can see the sugar being created.

學(xué)生在編輯此段視頻時，將同位素實驗的視頻前置編輯后，做了如下配音：

將一株植物置于含有放射性標(biāo)記的CO2環(huán)境下，我們能清晰地捕獲到植物用這些CO2生產(chǎn)出了糖類。在極短的時間內(nèi)，糖類的放射性葉開始不斷向下運輸儲存于根部，以至于我們能看到畫面上如熒光般閃爍的植物根部。那么糖類究竟是怎樣被制造出來的呢？植物制造糖類需要水分，空氣中的CO2，還間接地需要陽光。光反應(yīng)的產(chǎn)物之一H+，在葉綠體基質(zhì)中還原了CO2被固定后的第一個產(chǎn)物三碳化合物，并合成了糖類。與此同時，ATP所攜帶的能量也被轉(zhuǎn)移到糖類中，以穩(wěn)定的化學(xué)能的形式儲存了起來。這也是為什么我們會食用一些植物的根（比如紅薯、山藥），因為這里儲存著最初來自于太陽的能量呀。

這段剪輯和旁白體現(xiàn)了學(xué)生的實證思路：以科學(xué)實驗為先，首先證明了從CO2到糖類的轉(zhuǎn)變，再對具體過程加以解釋。與原文相比，旁白在講解物質(zhì)變化的同時兼顧了暗反應(yīng)中的能量轉(zhuǎn)移，可見學(xué)生對物質(zhì)與能量觀這一生命觀念有了較為準(zhǔn)確的理解。

3.小組交流與評價

完成微紀(jì)錄片后，教師組織學(xué)生進(jìn)行小組展示和交流，并設(shè)計評價量表，由學(xué)生完成自評和互評。以微紀(jì)錄片“光合作用的過程”評價量表為例（如表1）。

四、學(xué)習(xí)活動效果與反思

學(xué)生的微紀(jì)錄片作品能充分表達(dá)他們對光合作用的認(rèn)識，不同的剪輯視角展示了本單元的不同學(xué)習(xí)重點：有的作品在運用物質(zhì)與能量觀等生命觀念闡釋問題的同時，嘗試用進(jìn)化觀解釋植物的結(jié)構(gòu)與功能;有的作品運用已學(xué)的實驗探究原理和方法展示紀(jì)錄片中的實驗過程和結(jié)論，比較了不同的實驗設(shè)計方案;還有的作品關(guān)注了植物光合作用對地球環(huán)境的影響，從學(xué)科角度理解了“綠水青山就是金山銀山”的含義?？傊?，長周期學(xué)習(xí)活動有效落實了本單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，有助于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的提升。