關于“植物進行光合作用的場所”的探究式教學

諸華平

(丹陽市實驗學校，江蘇丹陽，212300)

一、背景探索

“探究植物進行光合作用的場所”是蘇科版《生物》七年級上冊第四章《綠色植物是有機物的生產者》第一節《植物的光合作用》的第二課時一個重要活動，是在學生學習了“探究陽光在植物生長中的作用”(薩克斯實驗)后進一步去發現光合作用發生的場所。

這個實驗看似很簡單，操作過程中卻存在以下幾個方面的困難：

1.葉綠體尋找困難

學生還未學過細胞的結構，“葉綠體”對他們來說是一個全新概念，甚至許多孩子認為只有葉片中才有葉綠體。怎樣引導學生快速有效地尋找出植物體中含有葉綠體的部位是這個實驗成功的首要因素。

2.對照實驗設計困難

對于剛進入初中不久的學生來說，設計出對照實驗存在著很大的困難，需要教師有效引導。

3.葉綠素脫色時間長

葉綠素水浴脫色需要較長時間，這讓教學無法在一節課內完成，如何改進現實驗是這節課成敗的一個關鍵。

4.排除影響淀粉運輸的因素困難

在探究植物不同器官是否能發生光合作用的實驗中，沒有排除淀粉運輸的影響，或即使考慮到淀粉運輸的影響，操作起來也很困難。能否巧妙地改進實驗、控制無關的影響因素是決定這個實驗成敗的關鍵。

二、教學設計

(一)教學目標

1.知識目標

闡明光合作用是在葉綠體中進行的。

2.能力目標

嘗試設計對照實驗，初步學會科學探究的方法。

3.情感態度價值觀目標

體驗科學探究的艱辛與快樂，養成嚴謹的科學態度和實事求是、敢于創新的科學精神。

(二)教學重難點和教學思路

1.教學重難點

探究光合作用的場所。

2.教學思路

重現經典，提出問題→聯系生活，知識鋪墊→走進超市，激發靈感→合作學習，尋找方案→實踐操作，完善細節→歸納匯總，得出結論→聯系實際，遷移應用。

三、教學過程

(一)重現經典，提出問題

用動畫重現科學家恩吉爾曼的經典實驗，引導學生思考：從恩吉爾曼實驗中你發現了什么？(光合作用的場所是葉綠體)提出問題：葉綠體真的是光合作用的場所嗎？

(二)聯系生活，知識鋪墊

展示黃豆芽、綠黃豆芽各一盤，讓學生根據生活經驗猜測：兩種顏色的豆芽是怎樣形成的。引導學生體驗：葉綠體中含有葉綠素，葉綠素在光下使植物呈現綠色。

(三)走進超市，激發靈感

帶領學生走進“植物超市”，這里有盆栽的青菜、仙人掌、銀邊天竺葵，以及結有紅色、綠色果實的盆栽番茄，讓學生選出這些植物中富含葉綠體的部位。根據剛才的經驗，學生很快找出青菜的葉、仙人掌的莖、天竺葵的綠色部分和盆栽番茄的綠果含較多的葉綠體，而青菜的莖、根，天竺葵葉的銀邊部分，仙人掌的葉，盆栽番茄的紅果中不含葉綠體或只含很少的葉綠體。

(四)合作學習，尋找方案

引導學生根據剛才的發現，在“植物超市”中選取實驗材料，并設計對照實驗。通過合作討論，學生設計出的方案有以下幾種(如圖1所示)：

圖1 學生設計的對照實驗方案

(五)實驗操作，完善細節

組織學生根據提出的方案做實驗，具體的實驗步驟如下：將植物放在黑暗處1—2天(實驗證明2天效果更好)；將植物放在陽光下照射3—4小時，取下實驗材料；把實驗材料放在酒精中水浴加熱，脫去葉綠素；等葉片褪成黃白色后取出，清洗，滴加碘液；3—5分鐘后，用清水洗掉葉片上的碘液；觀察比較各部分實驗材料的不同。

實踐中，出現了一系列的問題，需要進一步完善和改進實驗。

1.脫色時間太長

天竺葵、青菜、仙人掌、番茄果實脫色都需要較長的時間，這讓我們的實驗無法在一節課內完成，怎樣有效地縮短時間呢？筆者從雞蛋清營養成分鑒定的實驗中得到啟示：為何不直接使用開水進行水浴脫色(如圖2所示)？這一嘗試極大地縮短了脫色的時間，使這一環節在10多分鐘內順利完成。

圖2 使用開水進行水浴脫色示意圖

2.在探究實驗中沒有排除淀粉運輸的干擾

在教學中，筆者發現實施方案1的各實驗小組均沒有考慮到淀粉運輸的干擾，怎樣有效引導學生完成實驗呢？暗處理后，光照前，我悄悄地對同一盆植物剩余的一些材料進行環剝處理，如表1所示。匯報交流時，組織學生加以對比。

表1 使用不同方式處理的材料

注：“++”表示深藍色；“+”表示藍色； “±”表示略顯藍色； “-”表示未顯藍色

引導學生分析：①為什么會出現不同的結果？②它們的實驗過程有什么不同？③從中你得到什么啟示？

學生通過對照發現：A組材料沒有作環剝處理，葉片中制造的淀粉通過篩管向莖、根中運輸；B組材料作了環剝處理，篩管切斷，淀粉不能往下運輸。學生從中感悟到設計探究實驗時要排除其他因素的干擾。

(六)歸納匯總，得出結論

組織學生交流、探究結果，并用表格匯總(見表2)，最后得出結論：植物只有綠色部分才能進行光合作用，光合作用是在葉綠體中發生的。

表2 不同實驗材料的實驗結果

(七)聯系實際，遷移應用

播放最新科技信息：冰箱里的“光合作用”——容聲艾弗爾系列冰箱上市。這個系列的冰箱可以在冰箱里合成為 “人工陽光”，對果蔬進行照射，使果蔬在冰箱里也能繼續通過光合作用不斷合成營養素，使果蔬能夠持續保鮮，真正達到原味狀態。讓學生了解最新的科技動態，開闊視野，深化理解，初步形成利用所學知識服務生活的意識。

四、教學反思

(一)聯系生活，有效鋪墊

“生活即教育”，用生活中學生熟悉的發豆芽活動搭建支點，引導學生找到簡單的尋找葉綠體的方法，完成了“實踐—認識”的認知形成過程，并為繼續深入學習作好鋪墊。

(二)走進實際，激發靈感

在這節課中，對照實驗的設計是一大難點，怎樣有效引導、突破難點呢？“植物超市”的開設，讓學生在參觀中激起了靈感，難點在無形中迎刃而解。可見，在教學中，教師的引導是一門藝術、一門學問，需要我們用心思考、不斷探索，巧妙的引導能激活思維，創造精彩。

(三)巧妙預設，促進生成

生成性教學資源是可遇而不可求的，不能急于求成，但也不能守株待兔，有時可在全面了解學生的基礎上進行一定的預設。在本課中，“環剝”對照實驗的創設，促進了生成，提高了生物學知識的價值品位。

[1] 〔美〕國家研究理事會科學、數學及技術教育中心.科學探究與國家科學教育標準——學與教的指南[M].羅星凱，等，譯.北京：科學普及出版社，2004.

[2] 〔美〕喬伊斯.教學模式[M].荊建華，等，譯.北京：中國輕工業出版社，2002.

[3] 〔美〕蘭本達，等.小學科學教育的“探究——研討”教學法[M].陳德磷，等，譯.北京：人民教育出版社，1983.