□龐金仁

（新昌縣實驗中學(xué)，浙江新昌 312500）

《光合作用》是浙教版科學(xué)八年級下冊第三章第六節(jié)的內(nèi)容，通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生了解光合作用的條件、原料、產(chǎn)物和意義。但光合作用是一個微觀的生命活動，對初中生而言要準確全面地理解具有較大的難度，這就要教師在教學(xué)設(shè)計中多花心思，幫助學(xué)生理解光合作用的過程。光合作用的教學(xué)設(shè)計一般有以下兩種傳統(tǒng)方案：

一、驗證式教學(xué)設(shè)計

按照教材編排，先給出光合作用的表達式，并詳細介紹其原理再一一驗證。

片段1：

引入新課：展示各種水果。

問：你知道水果中的有機物從何而來的嗎？會不會是從土壤中吸收來的？若不是如何證明？

師：到底是不是從土壤中直接得來的呢？我們來做個實驗。

實驗1：分別在土壤浸出液和稀米湯中加入幾滴碘液。

現(xiàn)象：土壤浸出液不變色，稀米湯變藍（淀粉遇碘變藍）。

結(jié)論：植物中的淀粉不是來自土壤，是來自綠色植物的光合作用。

問：什么是光合作用？其過程又怎樣呢？

概念：綠色植物通過葉綠體利用光能，把二氧化碳和水等物質(zhì)合成有機物，并釋放氧氣的過程叫光合作用。

問：從概念中你認為光合作用在物質(zhì)方面和能量方面發(fā)生了什么變化？

結(jié)論：物質(zhì)方面的轉(zhuǎn)化：簡單的無機物轉(zhuǎn)化成復(fù)雜的有機物，并釋放出氧氣；能量方面的轉(zhuǎn)化：光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能。光合作用的條件是光，光合作用的場所是葉綠體。

問：光合作用過程中物質(zhì)的轉(zhuǎn)化及條件和場所能用實驗來證明嗎？

實驗2：證明光合作用制造淀粉的實驗。

第一步 將天竺葵在暗處進行饑餓處理一晝夜（24小時）；

第二步 用鋁箔紙蓋在葉片上，在陽光下放4小時；

第三步 在熱的酒精中脫葉綠素（水浴加熱）；

第四步 滴加碘液，觀察顏色變化。

碘能使淀粉變藍，可以利用碘液鑒定淀粉的存在。

現(xiàn)象：葉片照光的部分顯藍色，而遮光部分沒有變藍色。

結(jié)論：光合作用產(chǎn)生了淀粉，同時也說明光是光合作用的條件之一。

直接給出光合作用的概念，對于學(xué)生而言是很突然的，他們能從描述中體會到光合作用復(fù)雜的過程，但能真正理解的卻很少。教材中安排了三個實驗來驗證光合作用的條件、原料和產(chǎn)物，其前提是知道光合作用的進行可以用淀粉來檢驗。其實八年級的學(xué)生對于光合作用并非一無所知，通過小學(xué)科學(xué)的學(xué)習(xí)以及生活中的熏陶，他們知道光合作用這個詞，但對于光合作用能產(chǎn)生淀粉這個知識點是十分生疏的，一下子讓他們利用這一點來驗證光合作用的相關(guān)內(nèi)容，既不符合學(xué)生的認知規(guī)律，也不利于科學(xué)思維的培養(yǎng)。

二、探究式教學(xué)設(shè)計

很多教師在實際教學(xué)中會更改教學(xué)順序，先不直接給出光合作用的概念，而是先通過一些啟發(fā)式教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生提出光合作用這個詞，然后師生配合一起開展實驗探究光合作用的過程，最后總結(jié)光合作用的條件、原料和產(chǎn)物。

片段2：

引入新課：大家好，今天老師來小露一手——制作蛋糕，看看有哪些主要原料？制造車間……

生：面粉、雞蛋、牛奶等。（教師板書）

隨著蛋糕的出爐，咱的問題也來了：面粉這樣的有機物從何而來？

生：植物。

師：那原料中的牛奶和雞蛋呢？（展示圖片）

生：最終都是從植物而來。

師：以淀粉為例，會不會是植物直接從土壤中吸收而來？

演示實驗1：土壤浸出液、淀粉液中分別滴加碘液。

學(xué)生觀察、分析：淀粉并非是植物直接從土壤中吸收而來的。

引出本課主題：光合作用。

師：大家對光合作用了解多少？讓我們一起通過實驗來了解光合作用需要什么條件。（實驗前請學(xué)生仔細觀察，并做好相關(guān)記錄）

演示實驗2：取下一片葉子投影觀察，再去掉遮光片展示（確認沒有異常），展示道具（實驗用品），熱水加熱……

師：這個過程需要一段時間，現(xiàn)在請同學(xué)們把剛才記錄的問題提出來，我們一起來試著解決。

1.為什么要用鋁箔紙在一片完整的葉片上進行部分遮光？

2.為什么要將葉片放入酒精中？

3.為什么要水浴加熱?

4.為什么要將天竺葵放在黑暗處一晝夜？……

教師給出部分先前自己實驗后的照片及資料（投影），讓學(xué)生分析得出結(jié)論：

1.進行對照；2.脫色處理；3.酒精易燃；4.消耗原有的有機物（淀粉），避免干擾。

……

師：現(xiàn)在我們來看看實驗的結(jié)果：通過葉片遮光與不遮光部分的顏色對比，引導(dǎo)學(xué)生分析得出光合作用的必要條件——光照（板書）。

師：那么光合作用發(fā)生在什么場所呢？是不是植物的所有部位都能進行光合作用呢？

展示圖片：銀邊吊蘭。

引導(dǎo)學(xué)生分析原因，得出結(jié)論：光合作用的場所——葉綠體。

在這個教學(xué)設(shè)計中沒有先呈現(xiàn)光合作用復(fù)雜的原理，而是借用學(xué)生的前概念先引出光合作用，然后一一開展實驗探究光合作用的產(chǎn)物、條件和原料，但仍離不開淀粉是光合作用的產(chǎn)物，以及我們可以通過檢驗淀粉驗證光合作用的發(fā)生這一環(huán)節(jié)，學(xué)生心中的疑惑并沒有得到疏通。顯然這樣的教學(xué)方法也不符合學(xué)生認識事物的規(guī)律，不利于培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維。

綜合以上兩種教學(xué)設(shè)計，在光合作用的教學(xué)中首先需要突破的應(yīng)該是產(chǎn)物中有淀粉這一環(huán)節(jié)，且不宜采用直接告知的方式。只有讓學(xué)生知道光合作用能產(chǎn)生淀粉這一事實，再開展后續(xù)的實驗進行探究才會變得有意義，看似抽象的知識如果能建立在可見可操作的實驗上，再借助學(xué)生原有的知識儲備，就能輕而易舉地破解難點。

三、尊重學(xué)生認知規(guī)律的教學(xué)設(shè)計

綠色植物的光合作用是微觀的生命活動，內(nèi)容抽象。對八年級初中學(xué)生來說，要正確、全面地理解具有較大的難度。如何從學(xué)生認知發(fā)展規(guī)律[1]出發(fā)，逐步呈現(xiàn)相關(guān)知識是值得探究的，為此我們有了片段3的設(shè)計：

片段3：

課前準備：在透明的玻璃瓶內(nèi)裝好綠色植物（黑藻或空心蓮子草[2]），并加入適量碳酸氫鈉（濃度為1%），裝滿水并且用一個橡皮塞密封，橡皮塞中插一根導(dǎo)管（可以用水性筆筆芯代替，取材方便）。將玻璃瓶放在陽光下，一段時間后就會看到瓶內(nèi)葉片表面（主要是下表面）出現(xiàn)氣泡，慢慢地導(dǎo)管口有水珠吐出，玻璃瓶內(nèi)的水面下降。另外再設(shè)置兩個一樣的玻璃瓶，一個只裝清水，另一個也裝滿綠色植物，但在外面套上黑色塑料袋，形成對照。

師：同學(xué)們，課前我們一起觀察了三個神奇的瓶子，大家發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象呢？

生：看到導(dǎo)管口有水珠，葉片表面有氣泡，液面下降……

師：每個瓶子都有這些現(xiàn)象嗎？

生：不是，裝清水的瓶子和用黑色塑料袋遮住的瓶子沒有這些現(xiàn)象。

師：這說明什么呢？

生：說明綠色植物在光照下會產(chǎn)生一種氣體。

師：大家猜想一下這種氣體可能是什么氣體呢？

生：氧氣？二氧化碳？……

師：如果我們想知道這種氣體是不是氧氣，我們可以怎么檢驗?zāi)兀?/p>

生：用帶火星的木條去檢驗。

實驗1：打開橡皮塞，將帶火星的木條放入瓶內(nèi)，木條復(fù)燃。說明該氣體是氧氣。

板書：綠色植物在光照下能夠產(chǎn)生氧氣。

通過讓學(xué)生在課前對“神秘瓶子”的觀察，激發(fā)學(xué)生的求知欲，學(xué)生都能說出看到瓶子內(nèi)有氣泡，導(dǎo)管口出現(xiàn)水珠，同時瓶內(nèi)水面下降，這是學(xué)生親眼看到的現(xiàn)象，他們自然會思考瓶內(nèi)的氣體究竟是什么？根據(jù)學(xué)生的知識水平很容易考慮該氣體可能是氧氣，并且檢驗氧氣也是他們能自行解決的問題。在這個環(huán)節(jié)中更重要的是滲透控制變量的思想和進行嚴密的邏輯推理的思維。實驗1中三個玻璃瓶含有兩組對照，通過遮光和見光的對照，讓學(xué)生推斷見光玻璃瓶中的物質(zhì)能產(chǎn)生某種氣體，又通過清水組與加綠色植物的對照排除清水中會產(chǎn)生氣體的可能，從而確定是綠色植物在光照下產(chǎn)生了氣體，再通過帶火星的木條復(fù)燃驗證該氣體是氧氣。

這樣的設(shè)計前后邏輯嚴密，又能借助學(xué)生原有的知識，易于接受，同時又能激發(fā)學(xué)生繼續(xù)思索：綠色植物在光照下除了能產(chǎn)生氧氣外還能產(chǎn)生什么物質(zhì)，教師可以借此很自然地過渡到下一個實驗。

片段4：

師：綠色植物在陽光下除了能產(chǎn)生氧氣，還會產(chǎn)生什么呢？為此，老師準備了一盆植物。

展示：黑色塑料袋包裹的一盆馬尾巴草。

師：這盆植物已經(jīng)在暗處放了24小時，課前老師還請一位同學(xué)從校園里采了同一品種的一株植物。展示學(xué)生采來的另一株馬尾巴草。

師：這兩株馬尾巴草一個處于暗處（已經(jīng)饑餓處理24小時），另一個處于正常光照下，形成對照，如果我們能找到一種物質(zhì)是光照下馬尾巴草有的，但在暗處的馬尾巴草所沒有的，那么這種物質(zhì)就是綠色植物在光照條件下產(chǎn)生的。

實驗2：

1.分別取暗處條件下和光照條件下的兩張葉片，放入酒精中，并置于燒杯內(nèi)水浴加熱。

師：為什么要用水浴加熱的方法，而不是直接加熱酒精呢？加熱一會兒后，大家看到了什么？

生：酒精易燃，直接加熱危險；酒精由無色變成綠色。

2.大約3分鐘后葉片綠色慢慢褪去，將葉片取出放在清水中漂洗一遍，在白瓷板上展平。[3]

3.在兩張葉片上分別滴加碘液，顯色后在清水中再漂洗一遍。

4.觀察。

師：大家看到兩張葉片有什么不同呢？

生：光照下的葉片呈現(xiàn)深藍色，暗處的葉片呈現(xiàn)黃棕色（與原來顏色一樣，沒有變色）。

師：對，那是什么物質(zhì)遇到碘液會呈現(xiàn)藍色呢？

生：淀粉。

師：總結(jié)綠色植物在光照條件下還能產(chǎn)生淀粉。

實驗2比實驗1更挑戰(zhàn)學(xué)生的觀察力和思維力，為了探究綠色植物在光照下會產(chǎn)生什么新物質(zhì)，需要嚴格控制實驗條件，選擇相同品種的兩株植物，一株經(jīng)過24小時的暗處理[4]，另一株生長在陽光充足處，經(jīng)過一系列實驗檢驗出兩株植物葉片內(nèi)所含物質(zhì)的差異。本實驗于學(xué)生而言是全新的過程，有好幾處拓展思維的地方，如：為什么要將葉片在酒精中水浴加熱進行脫色？為什么要對植物進行24小時黑暗處理？教師可在實驗中啟發(fā)學(xué)生一一化解這些難題，加深學(xué)生對實驗的理解。通過設(shè)置見光和不見光兩盆植物間的對照，檢驗出見光植物葉片中含有不見光植物所沒有的淀粉，從而得出綠色植物在光照下還可以產(chǎn)生淀粉。在本實驗中演示的實驗技能也為下個環(huán)節(jié)的小組實驗做好鋪墊。

到此，學(xué)生就能自然地接受光合作用能產(chǎn)生淀粉的事實，也能理解用淀粉的合成來證明光合作用的發(fā)生[5]，這對于后續(xù)光合作用場所和原料的研究意義重大。教學(xué)中又能把對照實驗的方法滲透在其中，學(xué)生能循著教師的足跡尋找到實驗中的變量，從而通過單一變量的方法一一揭示光合作用的相關(guān)知識，為下一步學(xué)生自己開展實驗探究打下基礎(chǔ)。

片段5：

師：通過實驗我們知道綠色植物在光照下能產(chǎn)生氧氣和淀粉，大家知道這個過程叫什么嗎？

生：光合作用。

師：是的，對光合作用的探究我們?nèi)砸^續(xù)下去，但老師想把這個重要的任務(wù)交給同學(xué)們自己去完成，老師在一旁協(xié)助大家（光合作用需要葉綠體，光合作用需要光照等）。

……

教師在教室里來回觀察，指正學(xué)生操作中的問題，關(guān)注課堂生成。

如上的教學(xué)設(shè)計巧妙地利用實驗解決了光合作用產(chǎn)生淀粉的難點，不用先介紹光合作用的原理，避免給學(xué)生的理解帶來沉重的負擔(dān)，也不會因為學(xué)生對淀粉相關(guān)知識的陌生對后續(xù)的研究帶來困難。

總的說來，光合作用的教學(xué)應(yīng)該巧妙地利用實驗代替復(fù)雜的原理介紹，必須尊重學(xué)生的認知規(guī)律，循序漸進地培養(yǎng)學(xué)生嚴密的邏輯思維能力。在教學(xué)設(shè)計中要關(guān)注學(xué)生的認知障礙，并且利用實驗降低學(xué)生理解概念、原理的難度，幫助其順利地內(nèi)化書本知識。

［1］時海清.從尊重學(xué)生認知發(fā)展規(guī)律談綠色植物光合作用的教學(xué)［J］.教研論壇，2010（8）：49-50.

［2］李朝木.改進植物光合作用實驗教具的嘗試［J］.實驗教學(xué)與儀器，2000（2）：12-13.

［3］周傳偉.綠葉快速褪色法［J］.生物學(xué)教學(xué)，2004（7）：35.

［4］姜中相.對初一兩個實驗的改進［J］.中學(xué)生物教學(xué)，1997（6）：14.

［5］徐惠芬.光合作用實驗教學(xué)的改進［J］.中國現(xiàn)代教育裝備，2004（9）：26-27.