□福建省漳州市長泰縣第一中學 劉建春
當學生第一次接觸光合作用這個知識點時,他們大腦里不會有相應的概念幫助他們理解,這時教師可以利用學生身邊熟知的事物引導學生對植物的光合作用進行感性認知。例如,教師展示一些雨林的圖片,讓學生想象一下如果自己身處山林間,是不是會覺得空氣更加清新,整個人會更加舒暢,而要是在人群密布的話室內,有時會感到煩悶、壓抑。通過這些情境感受讓學生明白氧氣跟二氧化碳給我們帶來的感覺,隨后再展示一些其他植物的圖片,讓學生認識到氧氣來源于植物。
在學習金字塔中我們可以知道,通過討論我們可以獲得50%左右的知識,通過實踐性操作我們可以獲得75%的知識,通過教授他人我們可以掌握將近90%的知識,由此揭示了實踐教學的重要性。對于生物學而言,實踐性教學的意義重大,因為許多生理方面的知識是難以通過語言描述出來的,只有實驗的方法,才能夠體現(xiàn)整個生理概念。在光合作用的概念教學中,教師可以分點解析,抓住實驗的根本原理,利用實驗手段開展,在實驗中提煉結論,使整個光合作用過程有點有面地呈現(xiàn)在學生面前。
實驗原理是實驗能夠正常進行的基本依據(jù),因此在進行光合作用的實驗教學時必須理清實驗原理。實驗原理的分解包括實驗設計思路和實驗具體操作以及操作意義等,因此掌握實驗原理就能夠順利地使實驗步驟開展下去。例如,教師在介紹“植物在光的作用下制造淀粉”的概念時,需要先對綠葉進行暗處理,隨后遮蓋部分綠葉,最后再用碘處理葉片,觀察結果。在這個實驗中,主要分為三個實驗步驟,每個實驗步驟都有其設計意義,暗處理是為了使葉片中原本存在的淀粉經(jīng)過植物的呼吸作用后消耗干凈,我們知道淀粉遇碘會變藍。于是為了形成對比,證明植物在光下能夠產(chǎn)生淀粉,因此遮蓋部分葉片也就是設置實驗的參照物,最后的碘液處理則是實驗的檢測手段,通過明顯的實驗現(xiàn)象讓人明白綠葉在光的作用下能夠產(chǎn)生淀粉。當學生對這些實驗的設計步驟有了全面而深刻的認識后,就能夠理解每個操作的目的是什么,在實際的實驗過程中,學生能夠嚴格地按照實驗步驟完成實驗,因此能夠得出“光是光合作用的必要條件”這一結論。
實驗方法是實驗教學中的核心部分,實驗方法的正確與否關系到實驗的成敗,而且恰當?shù)膶嶒灧椒ㄟ€能夠提升實驗結果的可信度,讓實驗數(shù)據(jù)更加理想化。因此,在實驗教學中,教師除了要理清實驗設計思路外,還要針對實驗方法進行分析,構建有效的實驗概念。例如,在驗證光合作用的產(chǎn)物中存在氧氣時,為了檢測氧氣的存在,需要教會學生掌握倒罩玻璃漏斗收集氣體的方法,在收集好的氣體中檢驗氧氣的存在,需要采用帶火星的火柴棒去試驗。在整個實驗過程中,有許多細節(jié)是需要注意的,玻璃罩內不能留有空氣,否則實驗將不準確,在火柴棒檢驗氧氣時,操作務必要快,否則可能不會產(chǎn)生理想的現(xiàn)象。最后,學生通過帶火星的火柴棒最終燃燒起來了,可以判斷植物在光合作用時產(chǎn)生了氧氣,于是通過實驗的方法將理論概念驗證成功。
在實驗過程中,每個不同的實驗都能夠得出不同的實驗結果與推論,雖然這些結論都是科學正確的,但是每個結論所表達的含義有限,而且比較零散,此時教師就需要對這些散亂的實驗概念進行梳理,構建完整的實驗結論系統(tǒng)。例如,通過實驗,我們能夠驗證植物光合作用能夠產(chǎn)生淀粉和氧氣,也能夠利用實驗知道植物光合作用的條件是光和綠葉,我們更能夠在實驗中得到二氧化碳是植物光合作用所必需的原料,于是綜合以上的實驗結論,我們可以歸納出氧氣、二氧化碳、綠葉、光、淀粉之間的轉化關系,如下如所示:
但是通過進一步研究我們發(fā)現(xiàn),有的植物沒有綠葉,只有綠色的組織結構,但是同樣能夠進行光合作用,于是我們發(fā)現(xiàn)植物進行光合作用的另一個條件用綠葉來表述并不恰當,于是在進一步的研究中得出了葉綠體的作用。另外,按照常識,我們都知道植物生長需要水和無機鹽,那么光合作用是否有這些物質參與,在進一步的研究中,我們可以得出水也是光合作用的原料之一這個結論。此外,淀粉只是植物體內的一種有機物,在實驗中發(fā)現(xiàn)植物并非總在光合作用中產(chǎn)生淀粉,還能產(chǎn)生其他有機物,于是最后我們梳理總結出植物光合作用的具體表達。