例談“基于實際問題解決的教學策略”在高三復習課教學中的應用

黃春娟

摘 要 結合教學實踐，以人教版“影響光合作用的因素”的高三一輪復習為例，從“基于實際問題解決的教學策略”在生物復習課教學中的應用方面，闡述了該教學策略在復習課教學中的實踐和體會。

關鍵詞 光合作用 高三復習 問題解決

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

1 核心概念界定

所謂“問題解決”是指當學習者面對問題情境時，綜合運用已有知識、技能和經驗指向于將已知情境轉化為目標情境的認知過程。而“實際問題解決”是一系列有目的、指向STS（科學、技術與社會）的認知操作活動。生活中充滿了需要解決的各類問題，解決實際問題是人類生活的核心，也理所當然地成為生物教學的出發點和目的地。課程標準的基本理念是倡導探究性學習，注重與現實生活的聯系，培養學生分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。下面就以“光合作用與細胞呼吸”的高三復習課為例，談談該理論在實踐中的應用及體會。

2 創設情境、引入問題

教師呈現“農民收獲水稻”的圖片，并提出問題：水稻生長的過程離不開光合作用與細胞呼吸這兩大生理作用，請從內因與外因方面談談影響光合作用的因素有哪些？小組討論后，由組長匯報。學生在小組討論后，一般能歸納出：外因有光照強度、CO2濃度、溫度、水、礦質元素等；內因有葉齡、葉綠體的數量、色素含量、酶的數量和活性、葉面積指數等因素。此時，可以通過生生互動進行補充。

設計意圖：學生在復習過光合作用的生理過程后，對影響因素有所了解，但不一定很全面。通過小組之間的生生互動，歸納出內因、外因兩方面的常見影響因素，并在表達交流過程中加深初步印象。

3 設計活動，通過“問題解決”突破難點

3.1 學習活動一：構建環境因素影響光合作用的數學模型

教師提出問題：在最適溫度的條件下，隨著光照強度的上升，植物葉肉細胞對CO2吸收速率如何變化？請畫出曲線走勢。

設計意圖：曲線圖的繪制是構建數學模型的常用方法，通過學生自主繪圖，主動解決以下問題：縱坐標所示的CO2吸收速率可以表示什么？曲線的起點是原點還是在原點以下部分？

教師展示學生繪制的不同曲線，辨清光合作用中凈光合速率、總光合速率、呼吸速率、光補償點、光飽和點等核心概念在曲線圖中表示形式，學會繪制曲線并解讀曲線。

教師在此環節提醒學生歸納凈光合速率的其他描述方法，如O2的釋放速率、有機物的積累速率等，并注意與真正光合作用速率表述上的區別。

教師提出問題：已知某植物光合作用的最適溫度是25℃，呼吸作用的最適溫度是30℃，若圖1為CO2濃度一定時，環境溫度為25℃時，不同光照條件下測得的該植物的光合強度，請在圖中繪出環境溫度為30℃時，光合作用強度隨光照強度變化的曲線。

學生通過小組討論，分析后繪出的曲線中A點下移，B點右移，C點下移。

設計意圖：在前一個問題的基礎上，對環境因素變化引起的曲線上關鍵點的移動，進行模型變式，促使學生理解內化外界因素對光合作用的影響。通過小組展示交流環節，學生歸納出光補償點B點移動的一般規律：呼吸作用加強、光合作用變弱，則光補償點右移；反之左移。

教師在該環節進行變式訓練：若溫度仍為25℃，但CO2濃度由空氣中的0.03%上升至實驗條件下的0.1%，則曲線中的B點怎么移動？

教師提出問題：圖2為某植物光合作用速率與環境因素之間的關系，限制甲圖中A、B兩點光合速率的主要環境因素分別是什么？根據乙圖，在甲圖中繪出50℃時的光合作用速率曲線。

學生在小組討論過程中，就甲圖中的A點的限制因素產生爭議：限制A點的因素到底是光照強度，還是溫度或是其他因素？這就在問題解決的過程中，學生自己提出了新問題，并通過小組的合作學習，最終解決這一問題，加深了對曲線變化的理解。另外在繪圖展示時，筆者發現有學生把50℃時的曲線繪在30℃的上方，也有學生把OA段繪在原曲線的下方。通過自評、互評、師評等環節，學生及時糾錯。

設計意圖：由單個曲線模型到多曲線模型，由簡單到復雜，隨著思維的層層深入，學生嘗試從曲線模型中獲取信息，并以曲線圖形式呈現。在曲線模型構建的過程中，學生的形象思維、邏輯思維能力得到了培養，并以較為直觀的形式呈現。

3.2 學習活動二：結合實例分析植物生長過程中的影響因素

（1） 外界環境因素影響植物生長的實例。

【例1】 黑藻是一種常見的單子葉沉水植物，某興趣小組用圖3裝置探究光照強度對黑藻光合速率的影響。

① 用多套圖示裝置進行實驗時，如何控制實驗的自變量？

② 黑藻培養液中加入適量NaHCO3目的是什么？

③ 本實驗中的光源用熒光燈比白熾燈更好，為什么？

④ 預期實驗結果是什么？

⑤ 表1中數據是在不同溫度下對密閉容器中綠藻光合速率和呼吸速率測量的結果。

據表1的數據，若每天對綠藻進行10 h光照、14 h黑暗，溫度均保持在25 ℃的條件下，綠藻能否正常生活？為什么？

學生先獨立思考，再小組合作討論，主要在光源選擇、能否正常生活的理由表述上產生爭議。在展示交流環節，學生提到爭論的背景：由于不是很清楚白熾燈是什么樣的燈，聯想不到溫度對實驗的影響。而植物能否正常生活可以從有機物的積累量方面去闡述，總積累量為光下凈光合作用量-黑暗時呼吸消耗的量，若大于零，則可以生長。

（2） 植物本身生理條件影響植物生長的實例。

【例2】 （2015·江蘇高考）為了研究2個新育品種P1、P2幼苗的光合作用特性，研究人員分別測定了新育品種與原種（對照）葉片的凈光合速率、蛋白質含量和葉綠素含量，結果如圖4所示。請回答下列問題：

（1） 圖4的凈光合速率是采用葉齡一致的葉片，在相同的_______實驗條件下，測得的單位時間、單位葉面積_______的釋放量。

（2） 由圖可知，P1的葉片光合作用能力最強，推斷其原因有：一方面是其葉綠素含量較高，可以產生更多的_______；另一方面是其蛋白質含量較高，含有更多的_____________。

（3） 栽培以后，P2植株干重顯著大于對照，但籽實的產量并不高，最可能的生理原因是？

學生獨立思考，小組討論后展示交流。在交流過程中注意到，學生對于籽實產量并不高的原因有較多爭議。有學生認為是呼吸作用太強導致，但又被其他學生用干重顯著大于對照組否決，只是怎么解釋仍有困難。教師適時引導學生從光合作用產物的分布情況出發，P2干重大說明光合作用較強，但籽實產量不高，說明光合作用產物運往籽實的較少。

設計意圖：通過例題讓學生關注在實驗設計時注意對變量的控制，并把影響因素對光合作用的變化綜合到植物生長上去，嘗試從實驗裝置圖、表格、曲線圖、柱狀圖、背景資料等多種途徑獲取信息，解決問題。

4 教后體會

本節課以問題解決為主線，模型構建為輔線，層層遞進幫助學生突破難點。教師通過設計兩大活動，引導學生主動參與，充分利用曲線圖這一數學模型，以畫圖—析圖—變圖—看圖這一形式，借助問題層層深入，由抽象到具體、由簡單到復雜、由點到面，突破重難點。通過活動中不斷的“問題解決”，讓學生帶著問題思考，使學生擁有學習的主動權；通過組織學生合作交流與小組展示，給了學生思考的過程中發現新問題的機會，提高了學生分析問題的能力和語言表達能力。

總之，問題是學習的載體，恰當的問題情境能適時地啟發學生自己提出問題。隨著一個個新問題的提出與解決，學生得到了展示自我的機會，體驗了自主合作學習的樂趣。而如何將教材中重、難點知識轉化為與實際生活相聯系的問題，激發學生主動思考，是教師在準備問題時要思考的重點，要不斷實踐、不斷探索。