從光合作用談素質(zhì)教育

如何在教學(xué)中對(duì)學(xué)生實(shí)施素質(zhì)教育，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的目的，是擺在我們每一位生物教育工作者面前的一項(xiàng)重要任務(wù)，也是深化生物教學(xué)改革的重點(diǎn)課題。本文就作者在講授“光合作用”一節(jié)中進(jìn)行素質(zhì)教育的作法談點(diǎn)體會(huì)。

1、利用光合作用發(fā)現(xiàn)史，了解科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法

教材在光合作用一節(jié)中首先通過(guò)幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)講述了光合作用發(fā)現(xiàn)的過(guò)程。教學(xué)時(shí)，我重點(diǎn)介紹了科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和方法。

例如，在介紹1880年德國(guó)科學(xué)家恩吉爾曼用水綿做實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我簡(jiǎn)要介紹了水綿的生理特征之后，先請(qǐng)學(xué)生自己閱讀“實(shí)驗(yàn)過(guò)程”，然后提出問(wèn)題：此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處何在?大部分學(xué)生都是從實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程上找答案，惟獨(dú)忽略了“選擇實(shí)驗(yàn)材料的重要性”這個(gè)問(wèn)題。我就引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合水綿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，葉綠體在細(xì)胞中又呈螺旋狀分布。想到這樣的葉綠體不僅受光面積大，也便于觀(guān)察、分析和研究，并且強(qiáng)調(diào)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的選擇是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素之一。聯(lián)系前不久剛做過(guò)的“觀(guān)察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)”實(shí)驗(yàn)，觀(guān)察不到細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的原因，主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)材料選擇不當(dāng)造成的。這樣使學(xué)生認(rèn)識(shí)到選擇一種理想的實(shí)驗(yàn)材料，可以使實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯可靠，也是成功的先決條件。通過(guò)這些講述不僅拓寬了學(xué)生的思路，而且使學(xué)生清醒地意識(shí)到選擇實(shí)驗(yàn)材料的重要性。接著提問(wèn)：恩吉爾曼設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，為何要把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣并且是黑暗的環(huán)境里呢?學(xué)生經(jīng)過(guò)討論，一致認(rèn)為：排除了氧氣和光線(xiàn)的影響，保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。為什么要選用極細(xì)的光束照射，并且用好氧細(xì)菌檢測(cè)?學(xué)生回答：這樣能夠準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧氣的部位。再問(wèn)為什么要做黑暗、局部、曝光的對(duì)比實(shí)驗(yàn)?學(xué)生回答：可明確結(jié)果全是由光照引起的。這樣學(xué)生就自然得出氧是葉綠體釋放的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所的結(jié)論。

通過(guò)啟發(fā)誘導(dǎo)使學(xué)生明確：提出問(wèn)題→創(chuàng)立假設(shè)→設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)→分析結(jié)果→再實(shí)驗(yàn)再觀(guān)察，直到找出事物內(nèi)在的必然聯(lián)系，這不僅是光合作用發(fā)現(xiàn)的基本過(guò)程，而且還是生物科學(xué)研究的基本過(guò)程。從科學(xué)的角度看生物學(xué)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)，可訓(xùn)練學(xué)生的觀(guān)察能力、思維能力和分析能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法，從而達(dá)到提高其綜合素質(zhì)的目的。

2、利用色素的提取分離實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力

前蘇聯(lián)教育學(xué)家蘇霍姆林斯基說(shuō)：“讓學(xué)生體驗(yàn)到一種自己在親身參與掌握知識(shí)的情感，乃是喚起少年特有的對(duì)知識(shí)興趣的重要條件。”而生物學(xué)正是一門(mén)實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科，許多生物學(xué)知識(shí)都是在實(shí)踐中得到的。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課給學(xué)生提供了一個(gè)很好的實(shí)踐機(jī)會(huì)，也是培養(yǎng)他們的探索精神、動(dòng)手能力的有效渠道。更是落實(shí)素質(zhì)教育的極好時(shí)機(jī)。如在光合作用中安排的“葉綠體中色素的提取及分離”實(shí)驗(yàn)中，毛細(xì)吸管劃濾液細(xì)線(xiàn)不是太粗就是不齊，要不就是把紙劃破，直接影響實(shí)驗(yàn)效果。后來(lái)學(xué)生自己想辦法，不用毛細(xì)吸管，而是把濾紙?jiān)阢U筆線(xiàn)處折疊，直接在濾液上劃。這樣的濾液細(xì)線(xiàn)不僅細(xì)齊，而且沾上的色素多，在濾紙上析出的色素帶明顯，學(xué)生不僅了解了葉綠體中色素的種類(lèi)及含量，鞏固強(qiáng)化了課本知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、觀(guān)察能力和思維能力，發(fā)展了他們愛(ài)科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的志趣，提高了他們探索未知世界的勇氣，使教學(xué)質(zhì)量明顯提高。

3、利用同位素標(biāo)記法，了解學(xué)科間的滲透作用

隨著科學(xué)的發(fā)展和人們研究的深入，各學(xué)科之間的聯(lián)系越來(lái)越密切，在教學(xué)中客觀(guān)地把握它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提高學(xué)生的思維能力，而且能促進(jìn)知識(shí)的發(fā)散。生物學(xué)的發(fā)展與物理、化學(xué)的發(fā)展關(guān)系密切。也正是由于理化知識(shí)的介入，才使人們對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到分子水平。例如，光合作用關(guān)于產(chǎn)物之一的Ｏ２究竟來(lái)自反應(yīng)物中的Ｈ２Ｏ還是ＣＯ２，就是利用物理學(xué)方法——同位素標(biāo)記法來(lái)解決的。再如，葉綠體中色素的分離是利用化學(xué)方法——紙層析法來(lái)達(dá)到目的。

4、利用光合作用的意義，對(duì)學(xué)生進(jìn)行德育教育

結(jié)合生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行思想品德教育，對(duì)促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展有重要作用。因此，通過(guò)一系列德育教育的滲透，可強(qiáng)化對(duì)學(xué)生的品德素質(zhì)教育，提高學(xué)生的自我修養(yǎng)。生物學(xué)教學(xué)中存在著許多對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育的珍貴資料和契機(jī)。光合作用意義之一是制造有機(jī)物。大家知道綠色植物的生存離不開(kāi)自身通過(guò)光合作用制造的有機(jī)物；動(dòng)物的食物都直接或間接來(lái)自于光合作用制造的有機(jī)物。結(jié)合當(dāng)今世界面臨的重大問(wèn)題，如糧食問(wèn)題，給學(xué)生介紹我國(guó)目前糧食的現(xiàn)狀。例如，我國(guó)的可耕地面積僅占世界的7%，但是需要養(yǎng)活的人口占世界的22%。但是隨著生物工程技術(shù)的迅猛發(fā)展，一大批優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)農(nóng)作物相繼問(wèn)世，大大提高了單產(chǎn)量，緩解了糧食危機(jī)。光合作用意義之二是轉(zhuǎn)化并儲(chǔ)存太陽(yáng)能。煤炭、石油、天然氣等燃料中含有的能量是由古代綠色植物通過(guò)光合作用儲(chǔ)存起來(lái)的，這一問(wèn)題談到了化石能源問(wèn)題。隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，我國(guó)能源承受著巨大壓力。美國(guó)科學(xué)家在1978年成功地培育出能直接生產(chǎn)能源物質(zhì)的植物新品種——“石油草”，這種植物的莖稈被割開(kāi)后，就會(huì)流出白乳狀的液體，經(jīng)提煉就得到石油。這樣不僅開(kāi)辟了一條開(kāi)發(fā)能源的新途徑，還能降低使用煤炭、石油等造成的環(huán)境污染。通過(guò)上述方法，一方面以危機(jī)感來(lái)激發(fā)學(xué)生的愛(ài)國(guó)熱情和報(bào)國(guó)之志。另一方面也增強(qiáng)了學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，提高了學(xué)生的德育素質(zhì)，還很好地體現(xiàn)了STS（科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)）教育的精神。