徐俊杰

隨著課程改革的進一步深入，以學生為本靈活而合理運用教材已成為廣大教師的共識。如何靈活合理地運用教材？如何使教材在課堂教學中得到有效的開發(fā)和合理地運用？這就需要教師以課程標準為指導，開展教材、學生、教法的“三結(jié)合”研究，尋找課程標準、教材、學生實際的最佳結(jié)合點，從而使課堂教學切實發(fā)揮最大的教育效益，并有效地提升學生的科學素養(yǎng)。

課堂教學是由學生、教師、教學內(nèi)容、教學方法、教學媒體、教學環(huán)境等要素共同構(gòu)成的一個完整的實踐活動系統(tǒng)，其中包含著三維因素（教材、學生、教法）以及相應(yīng)的三種思維（編者思維、學生思維、教師思維），還包含著三種結(jié)構(gòu)形態(tài)（知識結(jié)構(gòu)、認知結(jié)構(gòu)、教學結(jié)構(gòu)）。因此，教學過程中上述任何一個要素發(fā)生變化，必然導致課堂教學狀況的改變。活化教材，教師必須遵循課程標準，充分理解教材編寫意圖，再結(jié)合本班學生的實際情況，通過改變內(nèi)容（包括實驗材料、實驗試劑等）、改變教學方式、改變教學手段等，使靜態(tài)、普適的教科書轉(zhuǎn)變?yōu)閯討B(tài)、特殊的“本班化”教材。筆者以浙教版科學八年級下冊中“光合作用”為例，對現(xiàn)有教材內(nèi)容，適當?shù)赝诰颉⑷∩?、改變，選擇合適的教學模式，選擇合適的教學材料和恰當?shù)慕虒W手段，進行有效的教學嘗試，從而實現(xiàn)課堂教學效益的最大化。

1教學模式的選擇

用HPS教學模式替代傳統(tǒng)實驗教學模式。HPS是科學史和科學哲學（History of Science and Philosophvof Science）的英文縮寫，HPS的主要內(nèi)容是把科學史、科學哲學、科學社會學的有關(guān)內(nèi)容納入到科學課程中，以期提高科學教育的質(zhì)量。HPS教育的根本目的是理解科學本質(zhì)、提升科學素養(yǎng)。

科學家在漫長的科學探究過程中，給人類創(chuàng)造了輝煌的科學成果，但他們在科學探究中所運用的思想方法以及他們所獲得的成功乃至所遭遇的失敗，對人們來說，也是一筆寶貴的遺產(chǎn)。學習科學，不但要掌握科學家所發(fā)現(xiàn)的科學知識，而且要認識科學發(fā)現(xiàn)的過程，學習科學家的思想方法，了解科學家怎樣發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題，在探究過程中陷入哪些困境、遭遇過怎樣的失敗、又是如何從這些困境和失敗中走出來等，從而為發(fā)展學生的科學思維提供啟發(fā)。

光合作用的探索發(fā)現(xiàn)中有許多實驗，如何在完成教材基本實驗的基礎(chǔ)上，有效融合這些經(jīng)典實驗，取決于教師對教學資源的有效剪裁和選擇。筆者在本節(jié)課中，安排了亞里士多德的觀點、海爾蒙特的“柳樹實驗”、薩克斯實驗、普利斯特里的“小鼠實驗”、拉瓦錫的氧氣制取實驗等，按其在科學史上的出現(xiàn)時間和結(jié)論上的邏輯關(guān)系進行有序地安排。這樣設(shè)計的好處有：使教學主線變的更加清晰；有利于學生感受各種經(jīng)典實驗中材料選取、獨特巧妙的變量控制和檢驗方法；有助于提高學生對實驗方案的設(shè)計和分析能力；有助于學生情感、態(tài)度與價值觀的有效達成。這樣的教學有助于學生感受科學真理的相對性，培養(yǎng)實事求是的科學態(tài)度，滲透科學方法和科學思維，大大提高了學生的科學素養(yǎng)。

2實驗材料的選擇

2.1用更易找到、現(xiàn)象更明顯的實驗材料代替常規(guī)材料

在探究綠色植物在光下產(chǎn)生淀粉的“薩克斯實驗”中，需要將黑暗中放置一晝夜的綠色植物，選擇一片葉子一半用鋁箔紙夾住，置于強光下4h取下，置于沸酒精中褪綠處理。一般葉片綠色深的植物葉片表面往往有一層蠟質(zhì)，如樟樹、桂花等加熱后都不易脫色。教材中提供的植物是天竺葵，在本地不常見，而且褪綠時間比較長，一般需要10min左右，在課堂教學中會出現(xiàn)等待時間較長而影響教學效果。因此，教師尋找更易獲取、現(xiàn)象更明顯的植物來代替常規(guī)材料，顯得非常有必要。筆者在課堂實踐中發(fā)現(xiàn)，葉片薄、葉片綠色淺的植物較易脫色，如豌豆葉、小白菜、三葉草等。特別是用三葉草做實驗材料具有以下優(yōu)點：取材方便；實驗操作簡便；實驗時間短；效果明顯；酒精用量少（約1mL）；安全性能高。因此，選擇用三葉草來替代天竺葵來做褪綠實驗，大大地節(jié)省課堂教學時間，從而使讓學生可以充分展開討論分析，使課堂教學效益得到明顯的提升。

2.2用更簡易檢測的試劑替代常規(guī)材料

在探究光合作用需要二氧化碳的實驗時，需要設(shè)計的實驗變量是有無二氧化碳，因此需要設(shè)計對照實驗。取兩個透明塑料袋，一個裝入少量氫氧化鈉溶液，另一個裝少量清水，分別套在同一株植物的兩張相似葉片上。然后繼續(xù)實施“探究植物光合作用需要光”的實驗：黑暗處理一晝夜、強光照射4h、褪綠、漂洗、檢驗淀粉等。步驟繁瑣、耗時很大。因此，筆者在教學實踐中發(fā)現(xiàn)用更易檢測的試劑——溴百里酚藍替代常規(guī)試劑效果更好。溴百里酚藍是一種靈敏的酸堿指示劑，在酸性環(huán)境中呈黃色，中性環(huán)境中呈綠色，堿性環(huán)境中呈藍色。將生長旺盛的沉水植物（如金魚藻）若干支放入廣口瓶中，加滿蒸餾水，滴加溴百里酚藍酸堿指示劑，再向其中一瓶內(nèi)通入二氧化碳，直到溶液變黃色，另一瓶不通二氧化碳；然后，將兩瓶置于光照適宜的環(huán)境中，觀察溶液顏色的變化。這樣的處理就不再需要褪綠、漂洗、檢驗淀粉等步驟，簡單明了，現(xiàn)象明顯。

3教學手段的選擇

3.1用微型化、綠色化實驗替代常規(guī)實驗

課本中探究植物光合作用需要光的實驗中，其中的“褪綠”步驟中需要水浴裝置，酒精用量多，耗時長。如果用微型化、綠色化實驗替代常規(guī)實驗，效果更好。

微型酒精燈的制作過程：取一個青霉素瓶和一個自行車氣門芯，在瓶蓋上鉆個小洞，將自行車氣門芯塞入橡皮蓋，然后將棉線穿過自行車氣門芯做成燈芯，燈帽可以用藥店里一些廢棄的瓶蓋做成。實驗裝置改進后具有優(yōu)點：①脫綠時間很短，只需2min，省時方便；②酒精用量少，節(jié)約了實驗成本；③由于實驗器材來自于學生身邊的一些廢物，學生有親切感，更樂于實驗；④操作方便，人人可做，實驗現(xiàn)象明顯。但是也有不足之處：①裝置不易固定：用鑷子夾住青霉素瓶，加熱過程容易掉落。②用酒精燈加熱的過程中，要適當保持兩者的距離，否則可能因為酒精的揮發(fā)造成酒精燃燒的事故，存在安全隱患。③實驗操作規(guī)范性上有缺陷。為了彌補實驗規(guī)范操作的缺陷，教師可以在學生用微型實驗進行自主探究后，再通過多媒體錄像了解常規(guī)實驗的整個演示過程。

3.2用“傳感器”替代常規(guī)實驗器材

課本中證明植物光合作用產(chǎn)生氧氣的實驗，用水生植物金魚藻置于陽光下用排水法（漏斗和試管）收集氣體，然后用帶火星的木條檢驗是否復燃，整個實驗耗時長、檢驗步驟麻煩。如果使用氧氣傳感器，不僅可在短時間內(nèi)測得水草進行光合作用時釋放的氧氣量，解決現(xiàn)有教材中實驗耗時長、結(jié)果呈現(xiàn)滯后、不能進行其他影響因素探究的問題。而且，傳感器靈敏度高，能夠檢測微弱信號的存在，捕捉到信號的微小變化和瞬間變化均可通過傳感器顯示數(shù)字，從而將抽象的“光合作用產(chǎn)生氧氣”直觀地呈現(xiàn)在學生眼前。因此大幅度地增加實驗可研究范圍的深度、廣度。同時對于其他影響因素的探究，如探究二氧化碳是光合作用的原料、探究光照強度對光合作用的影響、探究光質(zhì)對光合作用的影響等也能利用傳感器進行定量分析。

4教學反思

筆者和同組教師通過在“光合作用”中經(jīng)過多年的教學實踐，在教學模式、實驗材料、實驗手段的選擇和改進方面等進行了大量的教學嘗試。實踐證明，這樣的改變不僅能很好地落實課程中的三維目標，特別是在過程與方法、情感、態(tài)度與價值觀方面能得到有效的落實和滲透，促進學生實驗設(shè)計能力、分析和評價能力的提高；而且有助于轉(zhuǎn)變教師的教學觀念和教學行為，從單純的文本傳遞者變?yōu)檎n程的開發(fā)者、實踐者，拓展了學科知識，改善了知識結(jié)構(gòu)，提升了科研能力，從而真正實現(xiàn)了教學相長。