巫靜

[摘? ?要]學(xué)生對(duì)于光合作用的概念比較熟悉，但是對(duì)于光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程卻是陌生的?！肮夂献饔谩苯虒W(xué)中，既要讓學(xué)生構(gòu)建出光合作用的反應(yīng)過(guò)程，更重要的是讓學(xué)生跟著科學(xué)家的腳步一步一步地去探索光合作用，學(xué)習(xí)科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

[關(guān)鍵詞]光合作用;教學(xué)案例;科學(xué)家

[中圖分類(lèi)號(hào)]? ? G633.91? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]? ? A? ? ? ? [文章編號(hào)]? ? 1674-6058（2019）17-0092-02

“光合作用”這部分內(nèi)容是生物七年級(jí)上冊(cè)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。學(xué)生對(duì)于光合作用并不陌生，大部分學(xué)生都能說(shuō)出光合作用的概念，但是對(duì)于光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程卻是陌生的。生物教師應(yīng)更重視教會(huì)學(xué)生像科學(xué)家一樣經(jīng)歷仔細(xì)觀察、提出問(wèn)題、作出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、得出結(jié)論等一系列科學(xué)探究的過(guò)程，由此讓學(xué)生感受到對(duì)照性原則和單一變量原則對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的重要性，及任何一個(gè)科學(xué)結(jié)論都是科學(xué)家們不懈努力地研究和不斷完善而得出的。

【案例一】展示兩千多年前亞里士多德提出的觀點(diǎn)“植物的根是一張嘴，植物生活和生長(zhǎng)所需的一切物質(zhì)，都是通過(guò)根吸收土壤汁得到的?！碧釂?wèn)學(xué)生是否認(rèn)同他的觀點(diǎn)，學(xué)生都表示不認(rèn)同，因?yàn)樗茨芡ㄟ^(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證自己的觀點(diǎn)，無(wú)法確定觀點(diǎn)的正確性。既然學(xué)生已經(jīng)意識(shí)到實(shí)驗(yàn)的重要性，教師就因勢(shì)利導(dǎo)讓學(xué)生提出簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)想。

在讓學(xué)生提出實(shí)驗(yàn)設(shè)想后再自然引出海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能容易理解實(shí)驗(yàn)的過(guò)程并能順利分析出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

【案例二】教師提問(wèn)：“同學(xué)們，你們知道為什么普利斯特萊的實(shí)驗(yàn)一中的小鼠會(huì)死亡，蠟燭會(huì)熄滅嗎？”學(xué)生回答：“因?yàn)樾∈蟮拇婊詈拖灎T的燃燒都需要氧氣，而密閉的鐘罩里氧氣是有限的，所以當(dāng)氧氣用完了，小鼠就會(huì)窒息而亡，蠟燭也會(huì)熄滅?！苯處熣f(shuō)：“這位同學(xué)對(duì)實(shí)驗(yàn)一的分析非常仔細(xì)。那我想再問(wèn)一下為什么實(shí)驗(yàn)二中的植物也死亡了呢？”立刻有學(xué)生舉手回答：“植物應(yīng)該也是因?yàn)槿鄙傺鯕舛劳龅?。”有學(xué)生提出不同的意見(jiàn)：“我覺(jué)得植物是因?yàn)槿鄙俣趸级劳龅?，因?yàn)橹参镞M(jìn)行光合作用需要二氧化碳??！”教師進(jìn)一步引導(dǎo)：“大家各說(shuō)各有理，但是這些都是同學(xué)們的猜測(cè)，要想驗(yàn)證自己的猜測(cè)是否正確，應(yīng)該怎么做呀？”學(xué)生齊聲回答：“設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，加以驗(yàn)證?！苯處煟骸捌绽固厝R已經(jīng)幫我們把實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)好了，我們一起來(lái)分析實(shí)驗(yàn)三，看看它對(duì)于我們剛才的猜測(cè)的驗(yàn)證有什么幫助？”學(xué)生閱讀相關(guān)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容后很快有了結(jié)論：“我認(rèn)為實(shí)驗(yàn)二中植物死亡的原因是缺乏二氧化碳。因?yàn)槿绻参锼劳鍪且驗(yàn)槿鄙傺鯕獾脑?，那么將綠色植物和存活的小鼠或者燃燒的蠟燭放在一起，第三組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象應(yīng)該是蠟燭更快地熄滅，小鼠和綠色植物更早地死亡，因?yàn)樗鼈兌荚跔?zhēng)奪有限的氧氣。但是實(shí)驗(yàn)三中綠色植物和小鼠的存活時(shí)間以及蠟燭燃燒的時(shí)間都延長(zhǎng)了，說(shuō)明綠色植物提供了小鼠存活和蠟燭燃燒所需要的氧氣;而小鼠呼吸和蠟燭燃燒釋放的二氧化碳恰好可以被綠色植物利用。它們可以各取所需。”教師總結(jié)：“這位同學(xué)通過(guò)細(xì)致地觀察和分析，給了我們一個(gè)讓人信服的答案。大家同意他的見(jiàn)解嗎？”學(xué)生表示同意，并報(bào)以熱烈的掌聲?！巴瑢W(xué)們通過(guò)這三組實(shí)驗(yàn)的分析，可以發(fā)現(xiàn)科學(xué)的發(fā)展過(guò)程離不開(kāi)大膽設(shè)想、質(zhì)疑，更離不開(kāi)在細(xì)致分析后設(shè)計(jì)有效的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中要嚴(yán)格遵照對(duì)照性原則和單一變量原則。希望科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)方法和精神可以給大家?guī)?lái)啟發(fā)，以后學(xué)會(huì)用這些方法去探究大自然和生活中的種種問(wèn)題！”

【案例三】教師：“同學(xué)們閱讀完課本90頁(yè)中普利斯特萊的實(shí)驗(yàn)一、二、三后，誰(shuí)能告訴我這些實(shí)驗(yàn)遵循了哪些實(shí)驗(yàn)原則？”學(xué)生回答：“遵循了對(duì)照原則。”教師：“能具體地說(shuō)一說(shuō)如何形成對(duì)照的嗎？”一名學(xué)生回答：“小鼠實(shí)驗(yàn)和蠟燭實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)照?！苯處煟骸霸O(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)的目的是為了找到想要研究的因素對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響作用。那么在普利斯特萊的這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，他想要研究的因素是小鼠或是蠟燭嗎？”另一名學(xué)生回答：“普利斯特萊想要研究的影響因素是綠色植物對(duì)周?chē)諝獬煞值挠绊?，所以?yīng)該是‘單獨(dú)放在密閉玻璃鐘罩里的燃燒的蠟燭與‘一盆綠色植物和燃燒的蠟燭共同放在密閉玻璃鐘里這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，‘單獨(dú)放在密閉玻璃鐘罩里的小鼠與‘一盆綠色植物和小鼠共同放在密閉玻璃鐘罩里這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)構(gòu)成另一組對(duì)照實(shí)驗(yàn)?！苯處煟骸斑@位同學(xué)總結(jié)得非常準(zhǔn)確完整?！苯處熃又鍪菊n件（如下圖），說(shuō)：“我現(xiàn)在將普利斯特萊的實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)三的實(shí)驗(yàn)圖放在一起對(duì)比，構(gòu)成了剛才這位同學(xué)總結(jié)出來(lái)的兩組對(duì)照實(shí)驗(yàn)。大家對(duì)照課件上的圖片，說(shuō)一說(shuō)這個(gè)實(shí)驗(yàn)遵循的另一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)原則是什么。”學(xué)生回答：“單一變量原則，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的單一變量是植物的有無(wú)?！苯處熆偨Y(jié)：“很好。這兩組對(duì)照實(shí)驗(yàn)中由于植物的存在，使得蠟燭燃燒或者小鼠存活的時(shí)間延長(zhǎng)?！边M(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論：植物可以更新因蠟燭燃燒或小鼠呼吸而變得污濁的空氣。

【案例分析和反思】

“案例一”中，教師以亞里士多德的觀點(diǎn)引入這節(jié)課的學(xué)習(xí)，目的不僅僅是為了否定他的結(jié)論直接引入海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)，而是利用“這個(gè)結(jié)論不是建立在科學(xué)實(shí)驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上得出”的這個(gè)情境，試著讓學(xué)生提出簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)想，體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體地位，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性和參與性。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下提出了實(shí)驗(yàn)設(shè)想，既獲得了成就感，也能更自然地進(jìn)入實(shí)驗(yàn)的具體實(shí)施過(guò)程，也就是海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。通過(guò)定量分析，更加直觀地得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論，讓學(xué)生感受到科學(xué)家設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的智慧。

“案例二”涉及教師對(duì)課堂的預(yù)設(shè)問(wèn)題。在備課時(shí)，想到學(xué)生在分析完普利斯特萊的第一組實(shí)驗(yàn)后，很有可能也會(huì)認(rèn)為第二組實(shí)驗(yàn)中植物死亡的原因也是因?yàn)槿鄙傺鯕?。與其直接否定學(xué)生的結(jié)論，不如讓學(xué)生通過(guò)分析第三組實(shí)驗(yàn)自然而然地得出正確的結(jié)論。這樣，既可以培養(yǎng)學(xué)生大膽質(zhì)疑和假設(shè)的精神，更重要的是讓他們學(xué)會(huì)通過(guò)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和分析去驗(yàn)證或反駁自己的假設(shè)。

“案例三”，教材中普利斯特萊的實(shí)驗(yàn)中只有實(shí)驗(yàn)三的插圖，而并沒(méi)有實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二對(duì)應(yīng)的插圖。為了讓學(xué)生對(duì)于這組實(shí)驗(yàn)有完整的認(rèn)知并強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中對(duì)照原則和單一變量原則的重要性，利用課件出示了實(shí)驗(yàn)一與實(shí)驗(yàn)三對(duì)應(yīng)的圖片，并分別將小鼠的實(shí)驗(yàn)與蠟燭的實(shí)驗(yàn)分開(kāi)進(jìn)行對(duì)照。這樣，可以幫助學(xué)生更清晰地看出這幾組實(shí)驗(yàn)之間的關(guān)聯(lián)，以及體會(huì)到嚴(yán)格遵守對(duì)照性原則和單一變量原則對(duì)于保證實(shí)驗(yàn)結(jié)論可靠性的重要性。

通過(guò)這節(jié)課的教學(xué)，筆者對(duì)科學(xué)發(fā)展史在學(xué)科教學(xué)中所起的作用進(jìn)行了認(rèn)真的思考和反思，得出以下結(jié)論：

第一，對(duì)于初一學(xué)生，由于他們第一次正式接觸生物這門(mén)學(xué)科，所以更多地認(rèn)為生物學(xué)科只是對(duì)一些自然現(xiàn)象的了解和動(dòng)植物種類(lèi)的認(rèn)知。殊不知，生物和小學(xué)的自然學(xué)科是有很大區(qū)別的。進(jìn)入初中階段，學(xué)生需要學(xué)會(huì)更加主動(dòng)地參與到學(xué)習(xí)和探究的過(guò)程中，意識(shí)到不能永遠(yuǎn)停留在前人留下的成果上，而是應(yīng)該繼續(xù)通過(guò)科學(xué)探究去獲取科學(xué)知識(shí)，認(rèn)識(shí)世界并改造世界?？茖W(xué)的探究方法和科學(xué)家的探究精神正是通過(guò)科學(xué)發(fā)展史的學(xué)習(xí)而領(lǐng)悟和感受的。其實(shí)學(xué)生對(duì)于光合作用的概念已經(jīng)非常熟悉了，所以本節(jié)課的重要目標(biāo)除了讓學(xué)生最后能夠構(gòu)建出光合作用的反應(yīng)過(guò)程外，更要讓學(xué)生跟著科學(xué)家的腳步一步一步地去探索光合作用，學(xué)習(xí)科學(xué)家仔細(xì)觀察、大膽假設(shè)、合理巧妙地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、認(rèn)真分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果的實(shí)驗(yàn)精神和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，并且應(yīng)用到自己的學(xué)習(xí)中。

第二，學(xué)習(xí)的主體永遠(yuǎn)是學(xué)生，教師需要充分利用好教材中的資料，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行合理規(guī)劃和安排。而探究性課堂，學(xué)生的思維比較發(fā)散，所以需要教師對(duì)課堂進(jìn)行預(yù)設(shè)，對(duì)于課堂中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，要有準(zhǔn)備以及巧妙的處理方法，處理得當(dāng)甚至可能成為整節(jié)課的亮點(diǎn)。雖然學(xué)生是探究的主體，但是需要沿著教師設(shè)定好的路線進(jìn)行探究，否則會(huì)顯得課堂散亂沒(méi)有主線。教師既然是幕后導(dǎo)演，那就需要認(rèn)真設(shè)定好課堂中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，由淺入深、逐級(jí)遞進(jìn)地引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)入科學(xué)探究的秘境。學(xué)生通過(guò)思考獲得的知識(shí)一定比簡(jiǎn)單告知的內(nèi)容要印象深刻得多。

第三，在科學(xué)發(fā)展史的教學(xué)中學(xué)生可以學(xué)到很多巧妙的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法以及了解更多先進(jìn)的生物技術(shù)，在這個(gè)過(guò)程中會(huì)有圖片信息和數(shù)字信息，如果學(xué)生善于進(jìn)行圖形和文字之間的轉(zhuǎn)換，以及數(shù)據(jù)分析，對(duì)于他們后期學(xué)習(xí)能力的提升是非常有幫助的。

（責(zé)任編輯 黃春香）