“看實驗、做實驗、設(shè)計實驗”連貫體驗探究教學(xué)案例

周玲　吳海燕

摘要：本節(jié)課采用了基于科學(xué)發(fā)現(xiàn)史的連貫體驗層次性探究教學(xué)，通過看實驗、做實驗、設(shè)計實驗來逐步培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，合作探究和交流展示的能力，最終達成教學(xué)目標。同時也使學(xué)生了解了科學(xué)探究的一般方法，并適時進行情感教育。

關(guān)鍵詞：看實驗 做實驗 設(shè)計實驗 連貫體驗探究教學(xué) 光合作用

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

1.教材分析

1.1教材地位

蘇教版高中生物必修1第四章第二節(jié)第1課時光合作用的發(fā)現(xiàn)史是在初中所學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，回顧了光合作用發(fā)現(xiàn)的漫長過程。本節(jié)材料容量大，但對光合作用概念的建立有重要作用。因此，本節(jié)課對學(xué)生的能力要求較高。教師可結(jié)合科學(xué)史實，運用連貫體驗探究教學(xué)的方法，構(gòu)建光合作用的產(chǎn)物、場所、原料等一步步發(fā)現(xiàn)的過程，將有利于學(xué)生拓展學(xué)科思維，促進實驗探究能力的提高，并培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神。

1.2教學(xué)重難點

光合作用的發(fā)現(xiàn)過程中各實驗的研究方法、步驟、結(jié)論及其優(yōu)缺點。

2.教學(xué)目標

2.1知識目標

了解光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，并從中理解光合作用的概念，掌握有關(guān)實驗設(shè)計的基本理論知識。

2.2能力目標

培養(yǎng)分析實驗、動手操作實驗、設(shè)計實驗的能力，掌握科學(xué)探究的一般原則，掌握參與、合作、交流、表達等基本技能。

2.3情感、態(tài)度與價值觀目標

通過對經(jīng)典實驗的分析、討論，培養(yǎng)科學(xué)嚴謹?shù)膽B(tài)度，認識到科學(xué)家的艱辛，激發(fā)創(chuàng)新意識和求知欲望。

3.教學(xué)過程

3.1創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

播放視頻，展示大自然的美景，配樂詩朗誦《葉子》。教師提示學(xué)生結(jié)合初中學(xué)習(xí)內(nèi)容思考：為什么要贊美葉子？它有什么作用？學(xué)生很自然就會想到，綠葉可以進行光合作用。

教師借機導(dǎo)人，綠色植物可以通過光合作用制造氧氣、合成有機物，但在200多年前，人們并不知道這些，現(xiàn)在沿著科學(xué)家的足跡，一起探究一下光合作用的發(fā)現(xiàn)過程。

3.2看實驗，直觀感悟

光合作用的發(fā)現(xiàn)史是由一個個經(jīng)典實驗組成的，網(wǎng)絡(luò)上有很多相關(guān)的視頻、動畫和圖片，教師可充分利用這些課程資源進行情景再現(xiàn)，讓學(xué)生在直觀上感悟科學(xué)家的艱辛及科學(xué)實驗的探究方法，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。同時，師生可以在探究過程中逐步總結(jié)出光合作用的反應(yīng)式。

3.2.1范·海爾蒙特的實驗

教師展示實驗過程的圖片，引導(dǎo)學(xué)生思考：小小的種子之所以能夠長成參天大樹，是否完全依靠土壤？從海爾蒙特的實驗中可以得出什么結(jié)論？學(xué)生得出：水是建造植物體的原料；植物生長所需的養(yǎng)料主要來自水，而不是土壤。教師再問：海爾蒙特的這一結(jié)論是否精確？為什么？學(xué)生答：他沒有考慮到空氣的作用。

3.2.2普利斯特萊的實驗

教師利用動畫演示蠟燭、小鼠和植物在密閉鐘罩中的實驗，引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象后，分析：蠟燭燃燒和小白鼠呼吸需要的是什么氣體？這個實驗說明什么問題？學(xué)生很容易答出：綠色植物可以更新空氣；植物生長需要吸收CO₂，同時釋放出O₂。

教師設(shè)疑：可是當人們重復(fù)普利斯特萊的實驗時，有的成功，有的卻失敗了，這是為什么呢？在這個實驗中，他忽略了哪一個重要的因素呢？學(xué)生思考后答：光照。

3.2.3揚·英根豪斯的實驗

教師播放金魚藻的實驗視頻，提示學(xué)生：金魚藻在光照下有氣泡產(chǎn)生，此氣體可使帶火星的木條復(fù)燃，說明綠色植物釋放的是什么氣體？再次觀看小鼠實驗，發(fā)現(xiàn)密閉鐘罩中的小鼠在有光的條件下存活時間較長。

師生共同得出結(jié)論：植物需要陽光才能制造出O₂。

3.2.4聯(lián)系實際，問題探討

教師：人們通常認為樹林中早上空氣清新，是鍛煉身體的適宜時間。你認為最佳的鍛煉時問是什么時候，（晴天的早上、中午、傍晚；陰天的早上、中午、傍晚）學(xué)習(xí)小組討論后，有幾種意見，以支持晴天早上和傍晚的居多，再各派代表進行辯論，找出依據(jù)。最后學(xué)生達成一致，晴天植物經(jīng)過白天的光合作用后，到傍晚時空氣中的氧含量相對較多，更適合鍛煉身體。

3.2.5恩吉爾曼的實驗

觀看動畫，教師設(shè)問：該實驗的巧妙之處在哪里？為什么選用水綿作為實驗材料？為什么用好氧型細菌？為什么選用黑暗并且沒有空氣的環(huán)境？學(xué)生總結(jié)出葉綠體是光合作用的場所。

3.3做實驗，親身體驗

有學(xué)者說，讀到某件事，你能記住10%：看到某件事，你能記住30%；做某件事后，你能記住90%。教師講得再多，也沒有讓學(xué)生親自嘗試一下后得到的印象更深刻。

薩克斯的實驗（課堂實錄）。

師：初中時我們就學(xué)過，植物的光合作用除了能產(chǎn)生氧氣外，還能產(chǎn)生什么？如何驗證？生：可生成淀粉，用碘液鑒定。教師展示事先處理過的植物，引導(dǎo)學(xué)生分析：

①在實驗前先用黑紙箱將植物罩住，進行暗處理，這樣做的目的是什么？（消耗掉葉片內(nèi)原有的淀粉，避免其對實驗結(jié)果的干擾）

②觀察這盆植物有什么特別之處？為什么要這樣做？（一半遮光，一半照光，可相互對照）

③葉片是綠色的，淀粉遇碘變藍，若顏色對比不明顯怎么辦？（想辦法讓綠色褪去）

教師給出實驗材料：酒精、培養(yǎng)皿、大小燒杯、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、碘液等指導(dǎo)學(xué)生完成實驗并觀察實驗現(xiàn)象。教師使學(xué)生明確此實驗中酒精是用來進行脫綠處理的，照光部分變藍，遮光部分呈棕色。最終得出緒論：光合作用在有光照的條件下會產(chǎn)生淀粉。

3.4設(shè)計實驗，能力提升

新課程的基本理念就是要提高生物科學(xué)素養(yǎng)，提倡探究性學(xué)習(xí)。學(xué)生的知識儲備雖然有限，但當他們?nèi)σ愿疤接懶枰鉀Q的疑難時，就會像真正科學(xué)家那樣肯于動腦筋和費心血。而模仿科學(xué)家的思維去設(shè)計實驗，也更有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

3.4.1魯賓和卡門的實驗

結(jié)合前面的實驗寫出光合作用的反應(yīng)式，教師要求學(xué)生思考光合作用釋放的氧氣是來自水還是二氧化碳？或者兩者兼而有之？介紹同位素標記法，給出實驗材料用具，如試管、小球藻、細玻璃管等，引導(dǎo)學(xué)生分組畫圖設(shè)計，并請學(xué)生講解其設(shè)計思路。然后教師用多媒體播放魯賓和卡門的實驗動畫，與學(xué)生的設(shè)計進行對比，師生共同得出結(jié)論：光合作用的氧氣全部來自于水。

3.4.2卡爾文的實驗

教師簡述卡爾文循環(huán)的基本過程，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)光合作用反應(yīng)式思考其采用的方法以及標記元素的種類。

3.5總結(jié)

教師列表，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)光合作用探究歷程中各科學(xué)家的實驗及其結(jié)論，并對學(xué)生進行情感教育，使他們認識到生物學(xué)的發(fā)展史就是一部眾多科學(xué)家不計個人名利，為科學(xué)事業(yè)奉獻畢生精力的奮斗史，如果大家對生物學(xué)科感興趣，也可以像科學(xué)家們一樣去細心觀察、勇于實踐、積極探索，相信一定會有所收獲。

4.教學(xué)反思

美國著名教育家杜威提出，教學(xué)不應(yīng)是直截了當?shù)刈⑷胫R，而應(yīng)誘導(dǎo)學(xué)生在活動中得到經(jīng)驗和知識。本節(jié)課采用了基于科學(xué)發(fā)現(xiàn)史的連貫體驗探究教學(xué)，通過看實驗、做實驗、設(shè)計實驗來逐步培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，合作探究和交流展示的能力，最終掌握知識點。尤其是做實驗和設(shè)計實驗，以各小組為單位進行充分的討論、發(fā)言、動手操作和體驗，是最受學(xué)生歡迎的。教師改變了以往保姆式、填鴨式的教學(xué)方法，大膽放手，只是在探究的方法上加以適當?shù)狞c撥，教學(xué)效果卻出乎意料的好，看來教師要充分相信學(xué)生的潛力。

本節(jié)課以配樂詩朗誦為開始，以光合作用的反應(yīng)式為中心，以科學(xué)家的探索過程為線索，體現(xiàn)了文理兼容、情景交融、理論和實踐相結(jié)合的設(shè)計思路。但需要注意的是，薩克斯實驗中酒精脫綠的用時較長，教師可事先準備好已脫色過的葉片進行對比，也可根據(jù)具體情況進行演示或分組實驗。