微課“探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響”的實(shí)驗(yàn)改進(jìn)

王玉龍

本實(shí)驗(yàn)微課由王玉龍老師錄制，結(jié)合眾多學(xué)生的現(xiàn)場操作，還原了學(xué)生在定性和定量上探究光強(qiáng)對光合作用強(qiáng)度影響的過程。

高中生雖然學(xué)習(xí)了光合作用的原理和過程，但對光合作用的理解大多還停留在原料和產(chǎn)物上，并不能從速率上深刻理解光合作用，也不能深刻理解影響光合作用的因素。實(shí)驗(yàn)探究中，學(xué)生在區(qū)分定性與定量實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)科學(xué)的實(shí)驗(yàn)記錄表、保障單一變量原則、得出結(jié)論等方面，還存在一些知識(shí)或技能短板，“探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響”這一實(shí)驗(yàn)為解決此問題提供了契機(jī)。該實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)必修1中的重要實(shí)驗(yàn)，但教材對實(shí)驗(yàn)中具體的操作和細(xì)節(jié)并未涉及，而這些操作對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性及可重復(fù)性有較大影響。為使實(shí)驗(yàn)結(jié)果和重復(fù)性更穩(wěn)定，并提高學(xué)生的探究能力，本實(shí)驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)材料、抽氣裝置、抽氣方法、光照強(qiáng)度的控制及測量、CO2濃度的控制與測量、數(shù)據(jù)處理等方面進(jìn)行了改進(jìn)，并進(jìn)行了定性和定量探究，且效果顯著。

定性實(shí)驗(yàn)中選用不結(jié)球小白菜為材料，利用真空滲水法進(jìn)行抽氣，將放有小圓葉片的燒杯置于不透光的小攝影棚內(nèi)，通過調(diào)節(jié)LED的亮度，不同小組選用不同的光強(qiáng)，觀察5分鐘內(nèi)葉片上浮情況，結(jié)合全班數(shù)據(jù)，繪制光強(qiáng)對光合作用強(qiáng)度的影響曲線。定量實(shí)驗(yàn)中選用菠菜為材料，采用“朗威-DISLab”系統(tǒng)進(jìn)行測定，該系統(tǒng)包含密閉瓶、光照強(qiáng)度傳感器、CO2傳感器、數(shù)據(jù)采集器、電腦軟件讀取系統(tǒng)等。通過改變光強(qiáng)測定密閉瓶內(nèi)CO2濃度的變化，進(jìn)而獲得光強(qiáng)對光合作用強(qiáng)度影響定量曲線。

學(xué)生經(jīng)歷此探究過程后，能鍛煉實(shí)驗(yàn)操作技能，掌握“真空滲水法”，應(yīng)對一些復(fù)雜的、有技術(shù)含量的操作；增強(qiáng)小組合作學(xué)習(xí)的能力；理解結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)的生命觀念；培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神；掌握科學(xué)探究的一般步驟及相應(yīng)的思維范式。 *視頻見光盤