徐俊杰

隨著課程改革的進(jìn)一步深入，以學(xué)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(xué)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(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，開展教材、學(xué)生、教法的“三結(jié)合”研究，尋找課程標(biāo)準(zhǔn)、教材、學(xué)生實際的最佳結(jié)合點，從而使課堂教學(xué)切實發(fā)揮最大的教育效益，并有效地提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

課堂教學(xué)是由學(xué)生、教師、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)媒體、教學(xué)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(xué)生、教法）以及相應(yīng)的三種思維（編者思維、學(xué)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(rèn)知結(jié)構(gòu)、教學(xué)結(jié)構(gòu)）。因此，教學(xué)過程中上述任何一個要素發(fā)生變化，必然導(dǎo)致課堂教學(xué)狀況的改變。活化教材，教師必須遵循課程標(biāo)準(zhǔn)，充分理解教材編寫意圖，再結(jié)合本班學(xué)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(xué)方式、改變教學(xué)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(xué)八年級下冊中“光合作用”為例，對現(xiàn)有教材內(nèi)容，適當(dāng)?shù)赝诰颉⑷∩?、改變，選擇合適的教學(xué)模式，選擇合適的教學(xué)材料和恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)手段，進(jìn)行有效的教學(xué)嘗試，從而實現(xiàn)課堂教學(xué)效益的最大化。

1教學(xué)模式的選擇

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

科學(xué)家在漫長的科學(xué)探究過程中，給人類創(chuàng)造了輝煌的科學(xué)成果，但他們在科學(xué)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(xué)習(xí)科學(xué)，不但要掌握科學(xué)家所發(fā)現(xiàn)的科學(xué)知識，而且要認(rèn)識科學(xué)發(fā)現(xiàn)的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)家的思想方法，了解科學(xué)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(xué)生的科學(xué)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(xué)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(xué)史上的出現(xiàn)時間和結(jié)論上的邏輯關(guān)系進(jìn)行有序地安排。這樣設(shè)計的好處有：使教學(xué)主線變的更加清晰；有利于學(xué)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(xué)生對實驗方案的設(shè)計和分析能力；有助于學(xué)生情感、態(tài)度與價值觀的有效達(dá)成。這樣的教學(xué)有助于學(xué)生感受科學(xué)真理的相對性，培養(yǎng)實事求是的科學(xué)態(tài)度，滲透科學(xué)方法和科學(xué)思維，大大提高了學(xué)生的科學(xué)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(qiáng)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(xué)中會出現(xiàn)等待時間較長而影響教學(xué)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(xué)時間，從而使讓學(xué)生可以充分展開討論分析，使課堂教學(xué)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(qiáng)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(xué)實踐中發(fā)現(xiàn)用更易檢測的試劑——溴百里酚藍(lán)替代常規(guī)試劑效果更好。溴百里酚藍(lán)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(lán)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(lán)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(xué)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(jìn)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(xué)生身邊的一些廢物，學(xué)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(dāng)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(xué)生用微型實驗進(jìn)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(fù)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(jìn)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(jìn)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(xué)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(qiáng)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(jìn)行定量分析。

4教學(xué)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(xué)實踐，在教學(xué)模式、實驗材料、實驗手段的選擇和改進(jìn)方面等進(jìn)行了大量的教學(xué)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(biāo)，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(jìn)學(xué)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(xué)觀念和教學(xué)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(xué)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(xué)相長。