摘要：綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成貯存著能量的有機(jī)物(主要是淀粉)，并且釋放氧氣的過(guò)程，就是綠色植物的光合作用。文章發(fā)表在《湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)》上，是中級(jí)農(nóng)業(yè)工程師論文范文，供同行參考。

　　關(guān)鍵詞：光合作用,案例教學(xué),教學(xué)模式

　　植物與動(dòng)物不同，它們沒(méi)有消化系統(tǒng)，因此它們必須依靠其他的方式來(lái)進(jìn)行對(duì)營(yíng)養(yǎng)的攝取，植物就是所謂的自養(yǎng)生物的一種。對(duì)于綠色植物來(lái)說(shuō)，在陽(yáng)光充足的白天，它們利用太陽(yáng)光能來(lái)進(jìn)行光合作用，以獲得生長(zhǎng)發(fā)育必需的養(yǎng)分。

　　新課程教材的編寫改變了過(guò)去只注重知識(shí)本身的做法,代之以尊重史實(shí),以更客觀的姿態(tài)展現(xiàn)著科學(xué)知識(shí)發(fā)展的過(guò)程,諸如“對(duì)細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)的探究歷程”、“關(guān)于酶本質(zhì)的探索”、“光合作用的探究歷程”等等。然而,如何實(shí)施科學(xué)史的教學(xué)卻是仁者見(jiàn)仁,智者見(jiàn)智。本文以“光合作用的探究歷程”為例對(duì)兩種不同的教學(xué)處理做一比較分析。

　　一、處理方式一

　　光合作用的研究、發(fā)展融入了幾代科學(xué)家的心血,正是通過(guò)他們的不懈追求和探索,才有了今天對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí),讓我們一起來(lái)領(lǐng)略這個(gè)偉大的發(fā)展史吧!提出問(wèn)題:光合作用當(dāng)初是怎么發(fā)現(xiàn)的?引入新課,開(kāi)始按教材順序講解、學(xué)習(xí)該科學(xué)發(fā)展史。

　　實(shí)驗(yàn)一:普里斯特利實(shí)驗(yàn)。教師講解,共同得出結(jié)論:植物可以更新空氣。提出疑問(wèn):重復(fù)他的實(shí)驗(yàn)為什么不一定能成功?該實(shí)驗(yàn)有什么成功之處?又需要作何改進(jìn)?

　　實(shí)驗(yàn)二:英格豪斯實(shí)驗(yàn)。作了哪些改進(jìn)?達(dá)成了怎樣的結(jié)論?共同探討、提煉科學(xué)研究的基本方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則。

　　疑問(wèn):光照下植物更新空氣中的什么物質(zhì)?

　　隨著科學(xué)的發(fā)展了解了空氣的組成,人們才知道綠葉放出的是,吸收的是。

　　疑問(wèn):此過(guò)程需要光,光能又到哪里去了?

　　學(xué)習(xí)R.梅耶的推理:植物在光合作用時(shí)把光能轉(zhuǎn)變成了化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能貯存于什么物質(zhì)中了呢?

　　實(shí)驗(yàn)三:薩克斯實(shí)驗(yàn)。體會(huì)實(shí)驗(yàn)的過(guò)程,體驗(yàn)科學(xué)研究的基本方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則。實(shí)驗(yàn)得到了什么結(jié)論?單一變量是什么?暗處理的目的是什么?對(duì)照組設(shè)置有何巧妙之處?

　　疑問(wèn):科學(xué)的發(fā)展是無(wú)止境的,人們又想了解光合作用過(guò)程中物質(zhì)的來(lái)龍去脈了!什么樣的方法能追蹤物質(zhì)的過(guò)程呢?引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)科學(xué)方法的重要性。

　　要求學(xué)生從中體會(huì)科學(xué)研究的艱辛,感悟科學(xué)設(shè)計(jì)的巧妙和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,領(lǐng)會(huì)科學(xué)設(shè)計(jì)的方法和思路。最后,請(qǐng)學(xué)生以列表的形式進(jìn)行歸納,對(duì)相關(guān)事件要點(diǎn)進(jìn)行理解性記憶。

　　評(píng)析:教材的編寫過(guò)程凝聚了許多專家學(xué)者的教學(xué)理念和教學(xué)思想,教材不僅提供了科學(xué)發(fā)展的一系列史實(shí),也提供了對(duì)科學(xué)史教學(xué)的基本態(tài)度和策略,即以科學(xué)發(fā)展的先后順序?yàn)榫€索,一步步呈現(xiàn)科學(xué)研究史實(shí)。

　　這樣的處理顯示了一種尊重科學(xué)史實(shí)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度,有著相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì):有利于將科學(xué)發(fā)展的原貌呈現(xiàn)給學(xué)生,感悟科學(xué)研究的思維過(guò)程(歷程)和發(fā)展、完善過(guò)程,也符合人認(rèn)識(shí)的發(fā)展規(guī)律;有利于學(xué)生感受科學(xué)研究的本質(zhì)、科學(xué)研究的艱辛和科學(xué)家對(duì)科學(xué)不懈追求的精神;有利于學(xué)生體會(huì)科學(xué)研究方法的發(fā)展及對(duì)生物科學(xué)發(fā)展的意義。

　　然而有兩個(gè)事實(shí)必須引起關(guān)注:

　　1.科學(xué)發(fā)展史往往比較冗長(zhǎng),如果不加選擇地、沒(méi)有側(cè)重地教學(xué)恐怕容易耗盡學(xué)生僅有的一些探究熱情,學(xué)生也常以一種旁觀者的眼光去看發(fā)展史,覺(jué)得自身游離于科學(xué)研究之外!

　　2.學(xué)生經(jīng)過(guò)了初中生物的學(xué)習(xí),已經(jīng)具備了光合作用的相當(dāng)一部分知識(shí),而且一些科學(xué)史實(shí)在初中教材中已經(jīng)作為重點(diǎn)予以學(xué)習(xí)。如果再完全按科學(xué)發(fā)展的先后順序教學(xué),似乎有死搬教條、“炒冷飯”之嫌疑,不利于充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的能動(dòng)性。

　　按照科學(xué)發(fā)展史的先后順序進(jìn)行教學(xué),符合學(xué)生的思維發(fā)展,也許是最穩(wěn)妥、有效的教學(xué)處理,但卻不一定是最佳的!這種處理方式的致命弱點(diǎn)就在于可能忽略了學(xué)生的已有實(shí)際,脫離了學(xué)情!

　　二、處理方式二

　　明朝學(xué)者宋應(yīng)星在《論氣》中提出了“人所食物皆為氣所化”這一精辟論斷,根據(jù)所學(xué)知識(shí),你認(rèn)為氣為何物?你能嘗試著設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明自己的觀點(diǎn)嗎?根據(jù)學(xué)生已有的光合作用知識(shí)和師生的共同探索,很快明確了探究任務(wù)——實(shí)驗(yàn)證明光合作用需要。

　　再結(jié)合學(xué)生已有的實(shí)驗(yàn)知識(shí)——對(duì)照原則、單一變量原則、檢測(cè)指標(biāo)等等,設(shè)計(jì)出可行、有效的實(shí)驗(yàn)方案。依次類推,如何證明光合作用需要水、光、葉綠體等等一系列問(wèn)題也就迎刃而解了!讓學(xué)生在其中感悟科學(xué)探究的過(guò)程,感受科學(xué)研究的嚴(yán)謹(jǐn),體驗(yàn)探究的成就感。

　　評(píng)析:該教學(xué)處理方式對(duì)原科學(xué)史教學(xué)做了些許改進(jìn),讓學(xué)生作為研究者的身份進(jìn)入光合作用的學(xué)習(xí),再以同行的視角去分析、研究科學(xué)發(fā)展的進(jìn)程。其成功體現(xiàn)在:

　　1.高中學(xué)生已經(jīng)具備了一定的生物學(xué)知識(shí)和一定的物理化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)技能,也就是說(shuō),某些知識(shí)的儲(chǔ)備和能力可能已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超越了受時(shí)代限制的古代學(xué)者,對(duì)問(wèn)題的探討起點(diǎn)當(dāng)然也不同了。在學(xué)生現(xiàn)有基礎(chǔ)上對(duì)科學(xué)史教學(xué)做出調(diào)整,以適合學(xué)生認(rèn)知的實(shí)際,對(duì)科學(xué)史進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),讓學(xué)生真正參與到科學(xué)史的教學(xué)中,成就學(xué)生對(duì)科學(xué)史的再發(fā)現(xiàn)。這樣的處理更符合“最近發(fā)展區(qū)”理論,有利于知識(shí)的構(gòu)建和科學(xué)探究能力的提升。

　　2.通過(guò)起初問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)和學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì),變學(xué)生被動(dòng)接受為主動(dòng)參與,大大提高了學(xué)生的主動(dòng)性;改變了一般科學(xué)史教學(xué)的沉悶感,代之以全新的視角,容易激起學(xué)生的挑戰(zhàn)欲;讓學(xué)生體驗(yàn)到科學(xué)探究成功的愉悅,有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)驅(qū)力。

　　3.因?yàn)閷?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的相關(guān)問(wèn)題已經(jīng)得到了初步的解決,因此,整個(gè)光合作用探究的歷程只需要做相對(duì)簡(jiǎn)潔的講解就可以,避免了機(jī)械地重復(fù),同時(shí),因?yàn)楹?jiǎn)潔又更容易把握科學(xué)史的全貌和精髓!

　　以上兩種科學(xué)史的教學(xué)處理方式均可在實(shí)際教學(xué)中發(fā)現(xiàn),不過(guò)前者的運(yùn)用可能更廣泛一些,但后者就本科學(xué)史的教學(xué)效果更好。以科學(xué)發(fā)展過(guò)程為線索,讓學(xué)生沿著科學(xué)發(fā)展的足跡前進(jìn),應(yīng)當(dāng)是科學(xué)史教學(xué)的基本策略。然而,在科學(xué)史的教學(xué)處理時(shí),需要尊重科學(xué)發(fā)展的史實(shí),但又不能完全拘泥于原發(fā)展順序,需要根據(jù)學(xué)生的實(shí)際再創(chuàng)造,對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)史進(jìn)行合理取舍、整合,

　　以有利于學(xué)生知識(shí)的形成和科學(xué)探究能力的培養(yǎng)。科學(xué)史的學(xué)習(xí)可以嘗試讓學(xué)生作為一名真正的科學(xué)研究者,從自身的高度重新審視科學(xué)史,使得對(duì)科學(xué)史的學(xué)習(xí)過(guò)程成為科學(xué)的再發(fā)現(xiàn)過(guò)程。這樣的教學(xué)處理更有利于學(xué)生理解科學(xué)的本質(zhì)和科學(xué)研究的方法,更有利于學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和能力的培養(yǎng),更有利于學(xué)生的可持續(xù)發(fā)展!

　　生物科學(xué)論文投稿核心期刊： 《湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)》前身是《華中農(nóng)業(yè)科學(xué)》，創(chuàng)刊于1955年6月。目前由湖北省農(nóng)科院、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)、長(zhǎng)江大學(xué)和黃岡師范學(xué)院聯(lián)合主辦，另有10家科研單位和企業(yè)參與了協(xié)辦。2008年由雙月刊變更為月刊，2011年變更為半月刊。