《綠葉在光下制造有機物》的課堂教學

【摘 要】 “光合作用”是綠色植物最基本的物質代謝和能量代謝，是七年級生物學教科書中最為核心的概念。人教版教材，正是通過引導學生完成“綠葉在光下制造有機物”這個實驗，理解光合作用的概念及意義，進一步掌握控制單一變量、設置空白對照的實驗原則，認同綠色植物在生物圈中的重要作用，從而養成愛綠護綠的情感。

【關 鍵 詞】 課堂教學；生物；光合作用

一、教材分析

“光合作用”是綠色植物最基本的物質代謝和能量代謝，是七年級生物學教科書中最為核心的概念。人教版教材，正是通過引導學生完成“綠葉在光下制造有機物”這個實驗，理解光合作用的概念及意義，進一步掌握控制單一變量、設置空白對照的實驗原則，認同綠色植物在生物圈中的重要作用，從而養成愛綠護綠的情感。

二、教學目標

1. 知識目標

①闡明綠色植物通過光合作用制造有機物；②闡明光是光合作用的必要條件；③說明綠色植物制造有機物對于生物圈的重要意義。

2. 能力目標

①嘗試設計簡單的對照實驗來探究綠葉在光下制造淀粉；②運用實驗的方法檢驗綠葉在光下制造有機物。

3. 情感、態度與價值觀目標

認同綠色植物的光合作用對于生物圈的重要意義，培養學生愛綠護綠的情感。

三、教學重、難點

控制單一變量、設置空白對照是實驗法的基本原則，也是本次實驗成功的關鍵，七年級上的學生對此僅有初步的認識；同時由于該實驗涉及的實驗器材較多，實驗操作的規范和有序相對比較困難，所以：①教學重點是：設計實驗方案探究“綠葉在光下制造有機物”；②教學難點是：組織好“綠葉在光下制造有機物”的實驗活動。

四、教學流程及難點處理

為了突破重、難點，使三維目標最終達成，設計了以下教學流程：（如圖1）

整個流程穿插著兩條明線和兩條暗線：

明線1：教學課件上的大標題“打開探究之門”“步入探究之路”“總結探究所獲”奏響了課堂教學的三步曲，此為明線一。

明線2：提出問題——作出假設——制定計劃——實施計劃——分析結果——得出結論，是本節課教學的核心路線，也是第二條明線。

暗線1：同時，發現問題——提出問題——分析問題——解決問題，學生探究能力的培養是本節課的一條隱含線索。

暗線2：從“5000億噸”切入，由“5000億噸”延伸，到“5000億噸”升華，一個普通的數據串出一段生動的探究歷程，此為暗線二。

第一篇章：打開探究之門。

如何讓學生對這樣一個有一定難度的植物生理實驗感興趣呢？采用了這樣一段引入：

同學們，請把目光聚焦大屏幕。把你看到的數據大聲地讀出來。Are you ready？

大屏幕上依次出現5，50，500，5000，5000億。

這5000億不是人民幣，也不是dollar，但是，它比dollar更有價值。它是什么呢？那就是每一年，地球上的綠色植物通過綠葉在光下制造的有機物，約為5000億噸。當你獲得這樣一個信息，除了驚訝還有什么疑惑？

這樣一來，極大限度地激發了學生探究的欲望，學生自然而然地提出了許多問題：這5000億噸有機物是什么？怎樣生產的？必須在有光的條件下才能生產嗎？有哪些用處？學生的探究熱情被徹底點燃。

第二篇章：步入探究之路。

Step 1：提出問題。

從學生之前提出的眾多問題中，選取本節課需要探究的兩個問題：

①綠葉在什么條件下制造有機物？

②綠葉制造的有機物是什么？

Step 2：作出假設。

對于探究1，學生根據生活經驗很快作出假設：綠葉在光下制造有機物；對于探究2，學生因為對有機物認識不夠，作出假設遇到了困難。所以我引導學生復習了有機物的種類，然后聯系生活，做出假設：植物在光下制造的有機物主要是淀粉。

Step 3：制定計劃。

關鍵需要做好兩點：一是設置對照，二是控制變量。一方面將實驗原則和備選的實驗用具提示在課件和學案上；另一方面讓學生分組討論，共同制定實驗方案；然后邀請一個小組到展臺，匯報展示，其他組參與交流完善。展示的小組設計是這樣的：

a. 選用兩盆天竺葵，一盆放在光下，另一盆把光遮住；

b. 放一段時間以后，在兩盆天竺葵上各取一片葉子，滴加碘液；

c. 觀察實驗結果。

接下來老師引導學生開展生生互評。對于第一步，其他組的同學立刻提出了修改意見：認為應該用一盆天竺葵→為什么？→兩盆天竺葵差異太大→用一盆怎么操作？→半盆遮光，半盆不遮光，然后兩邊各取一片葉子→這樣變量就控制好了嗎？學生經過思考，立刻想到：兩片不同的葉片還是存在著差異，那怎么改進？→用一片葉子一半遮光一半不遮光。當學生得出這一步后，教師立即出示已經做好遮光處理的天竺葵，肯定學生的思維成果，同時利用多媒體，播放老師在課前進行遮光處理的錄像，向學生示范如何操作。

很明顯，在這一步之前，實驗還需要進行黑暗處理，但是學生在此很難想到這一點。為了真正做到以學生為本，遵從學生的認知規律，在此并不做過多提示，而是先放下這一步，接著往后討論展示的方案。

對于這個方案的第二步——直接往葉片上滴加碘液檢測淀粉，全班同學都沒有看出問題，沒能提出意見。此時，老師順勢取一片光照后的葉子直接滴加碘液，讓學生觀察，學生發現變色并不明顯。然后啟發提問：經過光照的綠葉有沒有淀粉？→有→那理論上滴加碘液后應不應該發生顏色變化？→應該→但我們現在沒能看出顏色變化，這是為什么呢？學生經過思考回答“被葉片的綠色遮蓋了”→那我們需要怎么處理一下呢？有學生就想到了“把綠葉的顏色去掉”→怎么去？有學生說用水來煮。老師當即又出示了課前水煮過的葉片，學生觀察發現，脫色效果并不理想。該怎么辦呢？這里學生因為化學知識的欠缺，想不到用酒精隔水加熱的方法，此時打開事先預設的PPT鏈接“化學博士支招”，讓學生通過閱讀獲取幫助。然后逐步提出完善的檢驗方法“用酒精隔水加熱”。這時老師再追問“加熱后直接從酒精里取出來滴加碘液嗎？”學生很快想到酒精的干擾，回答“要先把酒精洗干凈”。在這個師生交流的過程中，老師根據學生的回答適時演示具體操作，一方面讓學生直觀地觀察這樣的操作效果究竟如何，另一方面彌補了學生實驗技能的不足，讓學生觀察學習老師的操作規范。

然后，帶領學生一起梳理了全班討論出來的實驗方案：遮光照射→酒精脫色→清水漂洗→滴加碘液，然后反問學生“實驗步驟是否完善？”學生遲疑，覺得已經完善了，老師追問：同學們仔細看看整個步驟，遮光照射之前天竺葵有沒有受到光照？→有→會不會產生淀粉？→會→這對本次實驗有沒有干擾？→有→那怎么辦？學生思考后回答：讓天竺葵葉片把原有的淀粉消耗掉。→怎么樣才能消耗呢？老師提示學生，植物在晚上只能進行呼吸作用消耗淀粉，不能進行光合作用制造淀粉。學生馬上就會應用這個知識，完善步驟“黑暗處理”。這樣一來，制定的計劃就完善了。

Step 4：實施計劃。學生開始親自動手。為了保證實驗在一課時內做完，黑暗處理和遮光照射由老師在課前完成，學生繼續完成脫色及檢驗。為了縮短酒精脫色的時間，提前準備熱水供學生隔水加熱時使用，但課堂上學生操作時還是有幾分鐘等待時間，再將預期實驗結果安排進來，課堂效率大大提高。實驗過程中為了確保學生酒精加熱的安全，老師準備了濕毛巾，并將酒精燈的注意事項標注在了課件上和每位學生的學案上。同時老師加強巡視，及時指導學生規范有序地開展實驗。

Step 5：分析結果，得出結論。學生將小組的實驗結果記錄在學案上，拿上展臺展示交流。對于實驗不成功，卻依然能如實記錄結果，認真分析誤差的小組，老師大力表揚他們實事求是、科學嚴謹的實驗態度。最后在交流中學生總結出“綠葉在光下制造有機物，主要是淀粉”，老師點出光合作用的概念，并進一步引導學生理解光合作用的意義。

第三篇章：總結探究所獲。呼應課前提出的5000億噸，總結這5000億噸是什么→主要是淀粉，如何來→光合作用，有何用→為植物自身和其他生物提供營養。總結知識的過程中，還引導學生對學習方法、實驗態度等做出總結。在此基礎上，設計了一個為植物撰寫頒獎詞的活動，讓學生在活動中，充分認可植物對生物圈的重要性，養成愛綠護綠的情感，德育目標得到升華。

五、教學總結

1. 新穎的引入。本節課選取教材中一個常常被忽略的數據切入。充分發揮引入的作用——設置懸念，創設情境，激發熱情，為本節課的最后環節“光合作用意義”的教學和情感態度價值觀的升華做鋪墊，首尾呼應相得益彰。

2. 突出學生主體地位和教師引導作用。如設計實驗方案，遭遇控制變量與設置對照的教學難點時，老師通過課件和學案提示、分組討論的教學設計，大膽放手，讓學生自主設計實驗方案，再進行全班討論，教師發揮引導作用。

3. 注重課堂的生成性。如全班討論實驗方案時，以展示的方案為素材，主要采取生生互評，從學生認知規律出發，老師適時點撥引導，得出最終方案。

4. 實驗教學中三維目標巧妙落實。如設計活動“為植物寫頒獎詞”，讓學生重新審視綠色植物，體會植物對人類和生物圈的意義，情感升華水到渠成。

【參考文獻】

[1] 范文浩. “光合作用”一節的課堂教學設計[J]. 生物學雜志，2000（1）.

[2] 張蕾. “光合作用和呼吸作用原理的應用”一節的教學設計[J]. 考試周刊，2012（3）.

[3] 劉新華. 初中生物課堂教學設計[M]. 海口：南方出版社，2000.