“探究绿叶在光下制造有机物”的实验教学设计

王兰英

( 广东省佛山市实验学校 528000)

1 教材分析及设计思路

“探究绿叶在光下制造有机物”是人教版初中生物学教材“绿色植物是生物圈中有机物的制造者” 一章中很重要的一个探究实验。该实验紧密联系生活实际，又是初中生学习探究实验的好素材，同时是高中学习光合作用的基础，能提升学生的探究实验能力水平，激发学生进行深入研究的兴趣，培养学生的科学素养。在教学过程中发现，如果按照教材安排的实验进行，因实验过程耗时长，一节课难以有效完成所有知识内容。本教学设计将探究实验融入课前实验和课堂教学，即能在课堂中快速得到实验结果，并在课堂内及时与学生就实验结果进行交流讨论，提升课堂效率。

2 教学过程

教学过程基本参照教材的建议，只是部分内容做了一些调整。

2.1 课堂实验前准备 实验前处理需要一昼夜的暗处理和4 h的遮光处理，所以最好提前布置两个任务：①预习实验；②选择暗处理和遮光处理的方式。学生收到任务，以组为单位，明确自己必须在正式上课的28 h前进行暗处理，在实验课4 h前进行遮光处理，方能保证将前处理的实验材料(叶片)顺利带进课堂。同时教师为各小组准备黑色塑料袋、黑纸片和回形针。

2.2 材料选择 用“红花酢浆草”替代教材实验材料“天竺葵”。教材选用天竺葵作为实验材料，但是天竺葵在南方校园内不常见。另外天竺葵叶片较厚，在酒精脱色时耗时长，比较占用课堂时间。红花酢酱草是多年生直立草本，生长环境要求不高，是校园常见植物。与天竺葵相比，易获得，便于实验和取材，性价比高。

2.3 暗处理 因为选择了野外常见而非盆栽的红花酢浆草作为实验材料，所以在黑暗处理这个步骤时就不能把实验材料直接移植到黑暗处。为实现一昼夜的黑暗处理，选用黑色不透光的物体(塑料袋、暗箱)遮掩整株材料一昼夜。各实验小组可自制暗处理的物件：可直接用塑料袋包裹整株植物，可用纸箱罩住整株植物，亦可用黑色塑料袋裹住纸箱后再罩住整株植物。各小组间成为探究实验的互为对照组，在分享实验结果时，学生可以看到具有最佳遮光效果的小物件。

2.4 遮光处理 通过一昼夜暗处理之后进行遮光处理，为了体验探究实验的多样性和趣味性，提供以下遮光处理方式让学生自由选择：①分别用黑纸片对同一植株的同一叶片进行遮光；②分别用黑纸片对同一植株的不同叶片进行遮光；③用黑纸片选择不同植株的不同叶片进行遮光。而对于黑纸片的剪纸形状，学生可根据喜好自行发挥剪裁，根据实验结果的预测，遮光处理的叶片不变蓝，不同的黑纸片形状可再现剪纸的多彩漂亮图案。

2.5 课堂实验 包括以下三个环节：

(1)课堂导入 通过简单回顾实验前处理的步骤，引导学生思考为什么要对植株进行黑暗处理及遮光处理？学生都能明晰黑暗处理一昼夜的目的是消耗叶片原有的有机物，从探究实验的对照原则理解需要对叶片进行遮光处理。

(2) 脱色处理 按照教材的处理，将实验材料带回实验室后，直接用酒精隔水加热脱色，脱色时间约10 min。通过预实验发现如果在酒精脱色前将叶片置于开水中烫10 s，可以缩短脱色时间。提示学生可自由选择是否置于开水烫10 s后再酒精脱色。此处，需要提醒学生酒精隔水加热的注意事项及目的。酒精可溶解叶绿素，为碘液检测淀粉的存在提供可能，而酒精直接加热容易发生危险，需要隔水加热。

(3) 碘液检测并观察 用清水冲洗叶片残留的酒精后，加入碘液检测，2 min后冲洗多余的碘液，观察叶片的颜色。其中黑纸片遮光的部分不变蓝，见光部分变蓝。

2.6 实验结论及延伸拓展 组织学生通过实验结果得出结论：光是绿叶制造有机物条件，光合作用的产物有淀粉。进一步引导学生思考绿叶制造有机物有哪些重要意义。

3 教学反思

探究“绿叶在光下制造有机物”的实验目的，除了探究光是不是绿叶制造有机物不可缺少的条件，检验绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉外，更重要的是让学生在探究过程中，体验科学的探究方法，培养科学的思维方式。对于学生而言，探究实验的过程和结果即是发现和“发明”的过程。根据生物学实验探究能力的评价目标，培养学生的科学素养和高级思维能力[1]。因此，教学活动的设计要充分发挥学生自主探究的能动性，让学生主动尝试和探索，在体验中感受科学、激活思维、生成智慧。

本实验根据光这个变量，设计不同的有光和无光条件，但是在实际操作过程中，变量的控制存在一定的难度，所以引导不同学生小组采用不同材料及不同的实验处理方式，去探究本实验的最佳方案。引导学生从现象(结果)去分析实验操作带来的不确定因素，从而理解控制单一变量时，要排除偶然因素对实验造成的影响。