倪紅謙

摘 要：生物學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)，本研究從高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)的基本內(nèi)涵為出發(fā)點(diǎn)，以改進(jìn)創(chuàng)新后的課本實(shí)驗(yàn)為具體案例，說明如何在教學(xué)實(shí)踐中滲透生物學(xué)科核心素養(yǎng)，真正實(shí)現(xiàn)從知識本位到學(xué)生素養(yǎng)發(fā)展本位的轉(zhuǎn)型，使育人文化得到理性回歸。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);光合作用

生物學(xué)科核心素養(yǎng)是指學(xué)生在生物學(xué)課程學(xué)習(xí)過程中逐漸發(fā)展起來的，在解決實(shí)際問題時(shí)所表現(xiàn)出來的必備品格和關(guān)鍵能力。它包括生命觀念、科學(xué)思維、科學(xué)探以及社會責(zé)任四個(gè)方面。

生物學(xué)學(xué)科學(xué)核心素養(yǎng)貫穿于課程標(biāo)準(zhǔn)的各個(gè)部分，是教學(xué)實(shí)踐的方向和總體要求。以下就人教版必修一第五章第4節(jié)中《探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響》內(nèi)容，結(jié)合高中生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)進(jìn)行相關(guān)教學(xué)案例分析。

1.教學(xué)目標(biāo)

1）掌握科學(xué)探究的一般過程，以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則與方法。

2）學(xué)會對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象用數(shù)據(jù)來表示，并能通過分析，得出結(jié)論，形成科學(xué)思維的習(xí)慣。

3）能夠利用光合作用原理指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐。

2.教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

探究不同環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

3.教學(xué)資源準(zhǔn)備

①自制三格暗箱;②水稻培育過程視頻、探究CO2濃度對光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)操作視頻

4.教學(xué)過程

4.1引入課題

【視頻播放】播放“水稻培育的過程”視頻，思考：提高農(nóng)作物產(chǎn)量的措施有哪些？用簡短的動詞記錄這些措施。

學(xué)生觀看視頻，得出增產(chǎn)措施有：施肥、通風(fēng)、搭建溫棚、合理密植等。

【啟發(fā)思考】這些增產(chǎn)措施的背后分別蘊(yùn)含什么生物學(xué)原理呢？

學(xué)生分析得出：這些措施都是通過調(diào)控某種環(huán)境因素來增加光合作用強(qiáng)度，具體的調(diào)控水平需要借助于探究實(shí)驗(yàn)來探究。

教學(xué)意圖：培養(yǎng)學(xué)生利用生命觀念認(rèn)識植物世界，并解釋植物生長受環(huán)境因素影響的現(xiàn)象。同時(shí)引出本節(jié)課的探究主題及探究意義。

4.2探究環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響

4.2.1如何設(shè)計(jì)“探究CO2濃度對光合作用強(qiáng)度的影響”的實(shí)驗(yàn)方案？

1）圖片展示實(shí)驗(yàn)所用的實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)用具等。

2）本實(shí)驗(yàn)的自變量是什么，如何控制？本實(shí)驗(yàn)的因變量是什么，如何測量？本實(shí)驗(yàn)的無關(guān)變量是什么，如何控制？

學(xué)生小組討論，得出自變量：CO2濃度，可以用不同濃度的NaCO3溶液來控制;因變量：光合作用強(qiáng)度，可以用單位時(shí)間內(nèi)液滴移動的距離表示光合作用強(qiáng)度;無關(guān)變量：光照強(qiáng)度、光照時(shí)間、溫度等，需保證無關(guān)變量相同且最適。

3）視頻播放課前探究小組成員的完整實(shí)驗(yàn)演示過程。

教師總結(jié)“探究CO2濃度對光合作用強(qiáng)度的影響”的實(shí)驗(yàn)方案：

用不同濃度的NaHCO3溶液、相同瓦數(shù)的燈泡進(jìn)行探究，通過比較紅色液滴移動的距離來分析CO2濃度對光合作用強(qiáng)度的影響。

教學(xué)意圖：教師按照探究實(shí)驗(yàn)的一般步驟，引導(dǎo)學(xué)生對某一特定實(shí)驗(yàn)進(jìn)行詳細(xì)分析后，學(xué)生能夠觸類旁通，獨(dú)立進(jìn)行其他相關(guān)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

4.2.2【觸類旁通】

學(xué)生小組討論，分析得出“探究光照強(qiáng)度對光合作用強(qiáng)度的影響”的實(shí)驗(yàn)方案：用不同瓦數(shù)的燈泡，相同濃度的NaHCO3溶液，其他操作與探究CO2濃度對光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)一致。

“探究光質(zhì)對光合作用強(qiáng)度的影響”的實(shí)驗(yàn)方案：用相同瓦數(shù)但不同顏色的燈泡，相同濃度的NaHCO3溶液，其他操作不變。

教學(xué)意圖：訓(xùn)練學(xué)生分析、總結(jié)問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維習(xí)慣。

4.2.3【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

安排任務(wù)：三個(gè)探究實(shí)驗(yàn)由六個(gè)小組完成，每兩個(gè)小組間做為平行對照實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生通過小組合作，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。觀察測量實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，在學(xué)案上填寫實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、實(shí)驗(yàn)結(jié)論。

教學(xué)意圖：通過直觀的實(shí)驗(yàn)操作，讓學(xué)生深刻理解生物與環(huán)境相適應(yīng)的生命觀念，提高學(xué)生綜合實(shí)踐能力和團(tuán)隊(duì)合作意識。

4.3總光合作用速率的測定

【設(shè)疑討論】：上節(jié)課我們講到總光合作用速率和呼吸作用速率有什么樣的關(guān)系呢？裝置甲實(shí)際測量的是什么？為了測總光合作用速率，需如何設(shè)置裝置乙？

小組討論后作答：總光合作用速率=凈光合作用速率+呼吸作用速率

裝置甲中，紅色液滴單位時(shí)間內(nèi)向右移動的距離代表凈光合作用速率;裝置乙中，紅色液滴單位時(shí)間內(nèi)向左移動的距離代表呼吸作用速率。裝置甲和裝置乙中液滴移動的距離之和可以代表總光合作用速率。

教學(xué)意圖：將微觀的生命現(xiàn)象轉(zhuǎn)化為直觀的液滴移動現(xiàn)象，便于學(xué)生理解植物內(nèi)部復(fù)雜的生命過程。

4.4學(xué)以致用

【實(shí)踐應(yīng)用】大棚種植蔬菜時(shí)，應(yīng)該選擇什么顏色的塑料薄膜或補(bǔ)充光源？為什么？如何利用實(shí)驗(yàn)一中的裝置，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)以驗(yàn)證上述結(jié)論呢？

學(xué)生小組討論，發(fā)表見解：應(yīng)該用白色塑料薄膜，補(bǔ)充紅光或藍(lán)紫光?？梢杂脛偛胖写罱ǖ膶?shí)驗(yàn)裝置設(shè)置白光組、藍(lán)光組、紅光組、綠光組實(shí)驗(yàn);預(yù)期實(shí)驗(yàn)結(jié)果：白光組液滴移動距離最遠(yuǎn)，紅光組、藍(lán)光組次之，綠光組最近。

教師展示課前探究小組成員的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論。

教學(xué)意圖：在探究活動中增強(qiáng)對自然現(xiàn)象的好奇心和求知欲，以及利用所學(xué)解決實(shí)際問題的社會責(zé)任意識與能力。另外，利用直觀的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，讓學(xué)生認(rèn)識到生物與環(huán)境相適應(yīng)的生命觀念，并培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析能力。

5.教學(xué)反思

本節(jié)課從各個(gè)方面滲透生物學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，將探究作為課堂主線貫穿始終，通過創(chuàng)設(shè)探究情境，引導(dǎo)學(xué)生逐層分析，在自主梳理新知的同時(shí)，培養(yǎng)了學(xué)生科學(xué)思維習(xí)慣與科學(xué)探究能力，通過對生活實(shí)例的分析，培養(yǎng)了學(xué)生解決生活問題的擔(dān)當(dāng)和能力，以及生物與環(huán)境相適應(yīng)的生命觀念。

參考文獻(xiàn)

[1]梁紅丁.高中生生物核心素養(yǎng)的培養(yǎng)策略[J].甘肅教育，2020（05）.