关于“植物进行光合作用的场所”的探究式教学

诸华平

(丹阳市实验学校，江苏丹阳，212300)

一、背景探索

“探究植物进行光合作用的场所”是苏科版《生物》七年级上册第四章《绿色植物是有机物的生产者》第一节《植物的光合作用》的第二课时一个重要活动，是在学生学习了“探究阳光在植物生长中的作用”(萨克斯实验)后进一步去发现光合作用发生的场所。

这个实验看似很简单，操作过程中却存在以下几个方面的困难：

1.叶绿体寻找困难

学生还未学过细胞的结构，“叶绿体”对他们来说是一个全新概念，甚至许多孩子认为只有叶片中才有叶绿体。怎样引导学生快速有效地寻找出植物体中含有叶绿体的部位是这个实验成功的首要因素。

2.对照实验设计困难

对于刚进入初中不久的学生来说，设计出对照实验存在着很大的困难，需要教师有效引导。

3.叶绿素脱色时间长

叶绿素水浴脱色需要较长时间，这让教学无法在一节课内完成，如何改进现实验是这节课成败的一个关键。

4.排除影响淀粉运输的因素困难

在探究植物不同器官是否能发生光合作用的实验中，没有排除淀粉运输的影响，或即使考虑到淀粉运输的影响，操作起来也很困难。能否巧妙地改进实验、控制无关的影响因素是决定这个实验成败的关键。

二、教学设计

(一)教学目标

1.知识目标

阐明光合作用是在叶绿体中进行的。

2.能力目标

尝试设计对照实验，初步学会科学探究的方法。

3.情感态度价值观目标

体验科学探究的艰辛与快乐，养成严谨的科学态度和实事求是、敢于创新的科学精神。

(二)教学重难点和教学思路

1.教学重难点

探究光合作用的场所。

2.教学思路

重现经典，提出问题→联系生活，知识铺垫→走进超市，激发灵感→合作学习，寻找方案→实践操作，完善细节→归纳汇总，得出结论→联系实际，迁移应用。

三、教学过程

(一)重现经典，提出问题

用动画重现科学家恩吉尔曼的经典实验，引导学生思考：从恩吉尔曼实验中你发现了什么？(光合作用的场所是叶绿体)提出问题：叶绿体真的是光合作用的场所吗？

(二)联系生活，知识铺垫

展示黄豆芽、绿黄豆芽各一盘，让学生根据生活经验猜测：两种颜色的豆芽是怎样形成的。引导学生体验：叶绿体中含有叶绿素，叶绿素在光下使植物呈现绿色。

(三)走进超市，激发灵感

带领学生走进“植物超市”，这里有盆栽的青菜、仙人掌、银边天竺葵，以及结有红色、绿色果实的盆栽番茄，让学生选出这些植物中富含叶绿体的部位。根据刚才的经验，学生很快找出青菜的叶、仙人掌的茎、天竺葵的绿色部分和盆栽番茄的绿果含较多的叶绿体，而青菜的茎、根，天竺葵叶的银边部分，仙人掌的叶，盆栽番茄的红果中不含叶绿体或只含很少的叶绿体。

(四)合作学习，寻找方案

引导学生根据刚才的发现，在“植物超市”中选取实验材料，并设计对照实验。通过合作讨论，学生设计出的方案有以下几种(如图1所示)：

图1 学生设计的对照实验方案

(五)实验操作，完善细节

组织学生根据提出的方案做实验，具体的实验步骤如下：将植物放在黑暗处1—2天(实验证明2天效果更好)；将植物放在阳光下照射3—4小时，取下实验材料；把实验材料放在酒精中水浴加热，脱去叶绿素；等叶片褪成黄白色后取出，清洗，滴加碘液；3—5分钟后，用清水洗掉叶片上的碘液；观察比较各部分实验材料的不同。

实践中，出现了一系列的问题，需要进一步完善和改进实验。

1.脱色时间太长

天竺葵、青菜、仙人掌、番茄果实脱色都需要较长的时间，这让我们的实验无法在一节课内完成，怎样有效地缩短时间呢？笔者从鸡蛋清营养成分鉴定的实验中得到启示：为何不直接使用开水进行水浴脱色(如图2所示)？这一尝试极大地缩短了脱色的时间，使这一环节在10多分钟内顺利完成。

图2 使用开水进行水浴脱色示意图

2.在探究实验中没有排除淀粉运输的干扰

在教学中，笔者发现实施方案1的各实验小组均没有考虑到淀粉运输的干扰，怎样有效引导学生完成实验呢？暗处理后，光照前，我悄悄地对同一盆植物剩余的一些材料进行环剥处理，如表1所示。汇报交流时，组织学生加以对比。

表1 使用不同方式处理的材料

注：“++”表示深蓝色；“+”表示蓝色； “±”表示略显蓝色； “-”表示未显蓝色

引导学生分析：①为什么会出现不同的结果？②它们的实验过程有什么不同？③从中你得到什么启示？

学生通过对照发现：A组材料没有作环剥处理，叶片中制造的淀粉通过筛管向茎、根中运输；B组材料作了环剥处理，筛管切断，淀粉不能往下运输。学生从中感悟到设计探究实验时要排除其他因素的干扰。

(六)归纳汇总，得出结论

组织学生交流、探究结果，并用表格汇总(见表2)，最后得出结论：植物只有绿色部分才能进行光合作用，光合作用是在叶绿体中发生的。

表2 不同实验材料的实验结果

(七)联系实际，迁移应用

播放最新科技信息：冰箱里的“光合作用”——容声艾弗尔系列冰箱上市。这个系列的冰箱可以在冰箱里合成为 “人工阳光”，对果蔬进行照射，使果蔬在冰箱里也能继续通过光合作用不断合成营养素，使果蔬能够持续保鲜，真正达到原味状态。让学生了解最新的科技动态，开阔视野，深化理解，初步形成利用所学知识服务生活的意识。

四、教学反思

(一)联系生活，有效铺垫

“生活即教育”，用生活中学生熟悉的发豆芽活动搭建支点，引导学生找到简单的寻找叶绿体的方法，完成了“实践—认识”的认知形成过程，并为继续深入学习作好铺垫。

(二)走进实际，激发灵感

在这节课中，对照实验的设计是一大难点，怎样有效引导、突破难点呢？“植物超市”的开设，让学生在参观中激起了灵感，难点在无形中迎刃而解。可见，在教学中，教师的引导是一门艺术、一门学问，需要我们用心思考、不断探索，巧妙的引导能激活思维，创造精彩。

(三)巧妙预设，促进生成

生成性教学资源是可遇而不可求的，不能急于求成，但也不能守株待兔，有时可在全面了解学生的基础上进行一定的预设。在本课中，“环剥”对照实验的创设，促进了生成，提高了生物学知识的价值品位。

[1] 〔美〕国家研究理事会科学、数学及技术教育中心.科学探究与国家科学教育标准——学与教的指南[M].罗星凯，等，译.北京：科学普及出版社，2004.

[2] 〔美〕乔伊斯.教学模式[M].荆建华，等，译.北京：中国轻工业出版社，2002.

[3] 〔美〕兰本达，等.小学科学教育的“探究——研讨”教学法[M].陈德磷，等，译.北京：人民教育出版社，1983.