徐力

[摘 要]以“綠葉在光下產(chǎn)生淀粉”實驗為例，將教材中的驗證性實驗改為探究性實驗。通過對教材實驗的改進，更清晰地揭示光合作用的實質(zhì)，同時培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

[關(guān)鍵詞]探究性實驗;驗證性實驗;光合作用

一、設(shè)計依據(jù)與構(gòu)想

新課程旨在提高學(xué)生生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。在教學(xué)設(shè)計中體現(xiàn)以學(xué)生為主體，促進學(xué)生各種能力的培養(yǎng)[1]。本文以“綠葉在光下產(chǎn)生淀粉”實驗為例，將原有的驗證性實驗改為探究性實驗，通過創(chuàng)設(shè)情境、步步設(shè)疑、課堂探究等教學(xué)組織形式，給學(xué)生充分展示的時間和空間，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力和合作學(xué)習(xí)的意識。通過探究“綠葉在光下產(chǎn)生淀粉”，讓學(xué)生感悟探究過程，加深對光合作用的理解，掌握光合作用的實質(zhì)。

二、教學(xué)分析

1.教學(xué)目標(biāo)

（1）說明光合作用的產(chǎn)物主要是淀粉。

（2）通過實驗提高學(xué)生的觀察能力、實驗?zāi)芰退季S能力。

（3）通過實驗探究的過程，讓學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，樹立科學(xué)實驗的研究意識。

2.教學(xué)重難點

重點：探究“綠葉在光下產(chǎn)生淀粉”的實驗設(shè)計及意圖。

難點：“綠葉在光下產(chǎn)生淀粉”實驗的操作。

3.教學(xué)準(zhǔn)備

盆栽天竺葵（已經(jīng)經(jīng)過暗處理一晝夜、部分遮光和光照一上午）、黑紙片、曲別針、酒精、碘液、小燒杯、大燒杯、培養(yǎng)皿、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、鑷子、火柴、自來水。

三、 教學(xué)過程

1.結(jié)合生活經(jīng)驗，導(dǎo)入新課

教師提問學(xué)生：早飯都會吃哪些主食？學(xué)生結(jié)合自身的生活經(jīng)驗，回答：早飯主要吃粥、包子、面條、面包等。教師進一步提問：這些食物中主要的營養(yǎng)成分是什么？學(xué)生猜測出主要的營養(yǎng)成分是淀粉。教師引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么植物體內(nèi)會含有淀粉呢？淀粉的產(chǎn)生可能與植物的哪種生理活動有關(guān)？學(xué)生猜測淀粉的產(chǎn)生可能與植物的光合作用有關(guān)，從而引出本節(jié)課課題。

2.創(chuàng)設(shè)情境，層層設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗方案

讓學(xué)生直接設(shè)計該實驗方案是比較困難的，教學(xué)過程中教師需要給學(xué)生設(shè)置一些問題情境，步步設(shè)疑，再讓學(xué)生去分析、去解決，從而抽絲剝繭地引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計出合理的實驗方案。

問題情境一：實驗的原理

引導(dǎo)學(xué)生思考問題：如何檢測葉片是否產(chǎn)生了淀粉？教師演示：向用淀粉溶液書寫“淀粉”兩字的紙上噴灑碘液，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象。學(xué)生觀察到噴灑碘液后“淀粉”兩字變藍。教師解釋實驗原理：淀粉遇碘變藍。從而學(xué)生得出：可以向葉片上滴加碘液，如果發(fā)現(xiàn)變藍，則證明有淀粉產(chǎn)生;如果不變藍，則證明沒有淀粉產(chǎn)生。

問題情境二：對照實驗的設(shè)計。

引導(dǎo)學(xué)生思考：如何判斷葉片產(chǎn)生淀粉的過程是否需要光？學(xué)生回答：設(shè)置對照實驗（有光和無光）。進一步引導(dǎo)學(xué)生思考：如何設(shè)置對照實驗？

教師展示三位同學(xué)所做的對照實驗：甲同學(xué)取兩盆植物 ，一盆照光，一盆放暗處，一段時間后檢測哪盆植物葉片產(chǎn)生了淀粉;乙同學(xué)取一盆植物的兩片葉片，一片全部遮光，一片不做任何處理，光照一段時間后檢測哪片葉片產(chǎn)生了淀粉;丙同學(xué)取一盆植物的一片葉片進行部分遮光，光照一段時間后檢測這片葉片的哪一部分產(chǎn)生了淀粉。引導(dǎo)學(xué)生從實驗單一變量原則分析哪一位同學(xué)的設(shè)計更合理。學(xué)生觀察、分析三組對照實驗，可知為了防止葉片的不同對實驗結(jié)果造成干擾丙同學(xué)的設(shè)計更合理。

問題情境三：實驗前暗處理。

教師展示探究實驗所需的材料，創(chuàng)設(shè)以下情境，讓學(xué)生找漏洞。情境：小明選取光下一株植物的葉片直接進行部分遮光，經(jīng)過一段時間光照后摘下葉片，用酒精脫去綠色，滴加碘液，發(fā)現(xiàn)遮光部位和未遮光部位都變藍。小明說：這說明綠葉制造淀粉不需要光。學(xué)生分析小明說法的漏洞：選取的植物本身就是在光下的，葉片本身中就可能含有淀粉，即使進行部分遮光，遮光部分之前也已經(jīng)有淀粉產(chǎn)生了，所以做出來的結(jié)果是整個葉片都有淀粉產(chǎn)生。引導(dǎo)學(xué)生進一步思考：為了避免葉片本身已經(jīng)含有的淀粉對實驗結(jié)果產(chǎn)生干擾，在遮光之前要怎么處理？學(xué)生回答：要先將葉片中原有的淀粉除去。讓學(xué)生思考：如何先將葉片中原有的淀粉除去呢？學(xué)生回答：將植物先放在黑暗的條件下一晝夜，讓葉片中原有的淀粉耗盡或運走。教師講解第一步稱作暗處理，解釋原理：經(jīng)過暗處理，葉片中原有的淀粉，一部分通過葉脈運輸?shù)街参矬w其他器官，另一部分則直接在葉片中消耗掉。引導(dǎo)學(xué)生思考：暗處理之后要進行的步驟是什么？學(xué)生回答：部分遮光。進一步思考：部分遮光怎么去遮？遮葉片的一面還是上下兩面都遮？強調(diào)用黑紙片將葉片的一部分上下兩面都進行覆蓋，并用曲別針夾緊。思考：部分遮光后要進行的步驟是什么？學(xué)生回答：再次照光。思考：再次照光的目的是什么？學(xué)生分析后回答：使葉片進行光合作用，讓淀粉在葉片細(xì)胞中重新積累。

3.規(guī)范精準(zhǔn)留心細(xì)節(jié)，指導(dǎo)學(xué)生操作探究實驗

前三個步驟，生物興趣小組的同學(xué)已經(jīng)做過，課堂的實驗操作從第四步開始做。引導(dǎo)學(xué)生思考：第四步做什么？學(xué)生回答：取下葉片。學(xué)生用鑷子取下整個遮光處理過的葉片，去掉黑紙片。紙片取下后，讓學(xué)生仔細(xì)觀察葉片有無顏色變化，學(xué)生觀察后看不出變化。提問學(xué)生：第五步要進行的步驟是什么？具體的操作是什么？學(xué)生回答：酒精脫色，把葉片浸入盛有酒精的小燒杯中，放在大燒杯中水浴加熱，使葉片的綠色褪去。引導(dǎo)學(xué)生分析：酒精脫色到什么程度？為什么要水浴加熱？學(xué)生分析后回答：酒精脫色到葉片呈現(xiàn)黃白色。因為酒精易燃，防止引起酒精燃燒，所以水浴加熱。

詳細(xì)分解酒精脫色的步驟，指導(dǎo)學(xué)生進行操作：（1）在大燒杯中倒入適量熱水（200 mL左右）;（2）將廣口瓶中的酒精倒入小燒杯中 （60 mL左右）;（3）用鑷子將葉片放入盛有酒精的小燒杯中;（4）將小燒杯放入盛有熱水的大燒杯中;（5）將石棉網(wǎng)放在三腳架上，大燒杯放到石棉網(wǎng)上;（6）點燃酒精燈，水浴加熱酒精，直到葉片呈黃白色;（7）先熄滅酒精燈，再用鑷子取出葉片。播放視頻：酒精的使用方法和注意事項，要求學(xué)生按照步驟進行酒精脫色的實驗操作，教師巡視指導(dǎo)。

酒精脫色大約需要十分鐘，學(xué)生邊等待觀察，邊學(xué)習(xí)下面的實驗操作。引導(dǎo)學(xué)生思考：酒精脫色后是不是就直接滴加碘液了？學(xué)生思考后回答：不行。因為葉片上還沾有酒精，所以滴加碘液之前要先用清水漂洗葉片。因此實驗需要進行第一次漂洗：洗去酒精，防止對碘液干擾。引導(dǎo)學(xué)生思考滴加碘液的目的是什么，學(xué)生回答：為了檢測是否產(chǎn)生淀粉。教師進行操作指導(dǎo)：滴加碘液的量要多一點，并且要讓整個葉片完全浸透在碘液中，等待一段時間。提問學(xué)生：滴加碘液后是不是就直接觀察顯色了？學(xué)生回答：還要再進行漂洗。因此實驗需要進行第二次漂洗：洗去碘液，便于觀察。最后一步觀察葉片的顯色。通過練習(xí)再次回顧一下實驗的各個要點。

酒精脫色已經(jīng)基本完成，指導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)實驗操作：熄滅酒精燈，取出葉片，漂洗后滴加碘液。教師再次強調(diào)滴加碘液的量和等待顯色的時間。學(xué)生進行漂洗和滴加碘液的實驗操作。指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)葉片出現(xiàn)顏色差異時，再次漂洗葉片，觀察顯色。

評析：這是學(xué)生第一次使用酒精燈進行水浴加熱，教師要特別強調(diào)酒精燈的使用方法和注意事項，關(guān)注實驗的安全性，指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)操作的方法，提高學(xué)生操作實驗的能力。為了節(jié)約時間，可以直接用熱水進行水浴加熱。熱水的量少了加熱時間長，多了可能會使小燒杯傾倒，因此給予學(xué)生熱水和酒精明確的體積，幫助提高學(xué)生實驗的成功率。滴加碘液也是關(guān)鍵一步，碘液滴加過少，實驗效果不明顯，因此教師演示滴加碘液的操作，強調(diào)讓整個葉片完全浸透在碘液中，增強實驗效果。

4.如實記錄實驗現(xiàn)象，得出實驗結(jié)論

學(xué)生觀察、展示實驗結(jié)果。教師提問：實驗結(jié)果是什么？學(xué)生描述結(jié)果：遮光部位不變藍，未遮光部位變藍。引導(dǎo)學(xué)生分析：實驗結(jié)果說明了什么？學(xué)生分析得出：遮光部位不變藍說明沒有淀粉產(chǎn)生;未遮光部位變藍說明有淀粉產(chǎn)生，結(jié)果說明了綠葉能夠在光下產(chǎn)生淀粉。引導(dǎo)學(xué)生進一步分析：“綠葉在光下產(chǎn)生淀粉”包含了幾層含義？有哪兩個關(guān)鍵詞？學(xué)生得出包含兩層含義：（1）光合作用產(chǎn)生淀粉;（2）光合作用需要光。

四、教學(xué)反思

對于教材中的驗證性實驗，教師多進行內(nèi)容講解或?qū)嶒炑菔?，學(xué)生只是針對實驗步驟進行討論，并沒有真正地參與到實驗設(shè)計中?！熬G葉在光下產(chǎn)生淀粉”實驗揭示了光合作用的實質(zhì)，是初中生物學(xué)教學(xué)的一個難點，將其改為探究性實驗，引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計實驗方案，動手操作實驗，使學(xué)生體驗了探究的樂趣，掌握了光合作用的實質(zhì)，同時讓學(xué)生深刻領(lǐng)悟到：實驗是生物學(xué)學(xué)習(xí)的一個重要途徑。

（責(zé)任編輯 黃春香）