初中生物学生活化教学
——以“植物的光合作用”为例

2024-04-11 06:17盘文生

新课程 2024年2期

文| 盘文生

生活化教学以生活和现实为背景，将学科知识与学生的生活经验结合起来，使学生更加主动地参与学习。初中生物学教育是培养学生科学素养和生态环境保护意识的重要环节，将生活化元素融入其中，能够拉近生物学与学生的距离，激发学生的学习热情。文章以“植物的光合作用”为例，探讨了如何利用生活化素材进行初中生物学生活化教学，提高学生对光合作用的理解和学习效果。

一、结合生活化素材，开展教学导入

（一）以玫瑰、绿萝等生活化素材，激发学生的学习兴趣

教师可利用多媒体展示美丽的玫瑰花和茂盛的绿萝植株的图片，激发学生的好奇心和探索欲，通过展示照片，创设出真实的情境，将学生带入植物的生长环境。例如，展示玫瑰花在阳光下绽放的景象，或者绿萝植株在不同光照条件下的变化等，刺激学生的视觉神经，为接下来的学习奠定基础。教师在展示图片时引出“光合作用”的概念。例如，通过展示玫瑰花的叶片和茂密的绿萝叶子，引导学生思考为什么这些植物能够保持良好的生长状态，从而引发学生对光合作用的探究。

（二）通过问题引导，帮助学生认识光合作用

在学生认真观察玫瑰、绿萝等植物的图片后，教师可以提出一些基础性问题，拓展学生的思维，激发学生的思考，引导学生思考植物的能量来源和光合作用的重要性。生活化问题可以让学生主动探索并尝试寻找答案，激发学生对光合作用的学习兴趣，如：

1.生活中的食物、蔬菜等是如何生长的？

2.植物是如何获取能量和营养的？

3.植物为什么需要阳光？

4.你们知道植物的叶片是如何产生的吗？

5.为什么叶片的颜色是绿色的？

问题引导的方式能够激发学生的学习动力，培养学生的思辨能力，提高学生对光合作用的理解和学习效果。教师借此机会向学生讲解光合作用的概念，即绿色植物通过叶绿体，利用光能把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物（如淀粉），并释放出氧气的过程。这种方式能帮助学生更深刻地理解光合作用的概念，从而更深入地理解光合作用。

二、借助AI 探究光合作用的可视化原理

在学生理解了光合作用的概念后，教师借助AI探究光合作用的可视化原理，可以加深学生对光合作用的理解。教师借助AI 探究光合作用的可视化原理，可以提供更直观和生动的学习方式，激发学生的学习兴趣。通过可视化工具、虚拟实验模拟、交互式学习工具以及VR 和AR 技术，学生可以更深入地了解和探究光合作用的原理和过程，并将抽象的概念转化为具体的视觉和操作体验，提高对光合作用的理解和学习效果。光合作用的可视化逻辑如图1 所示。

图1 光合作用可视化逻辑图

借助AI 技术，开发虚拟实验模拟软件或应用，通过3D 动画等方式展示光合作用的原理和过程。学生在虚拟实验室中操作，观察和探究光合作用中的关键步骤和物质转换。通过这样的可视化模拟实验，学生可以更直观地理解光合作用的原理和机制。教师借助AI 技术提供的可视化工具，可以将光合作用的重要概念、过程和关系以图形或动画的形式展示给学生。例如，教师可通过数据可视化，将光合作用中的化学反应、物质转换和能量转化等过程以图表或动画的形式呈现出来，让学生更容易理解和记忆光合作用的相关概念和原理。教师可借助AI 技术开发交互式学习工具，让学生自主探索和学习光合作用。学生可以通过点击、拖拽等方式与可视化的光合作用模型进行互动，观察不同因素对光合作用的影响，从而深入理解光合作用的机制和调控。教师可借助VR 和AR 技术，创造出逼真的光合作用场景，让学生身临其境地体验光合作用的过程。学生可以戴上VR 头盔或通过AR 应用与虚拟植物进行互动，观察植物叶片的光合作用和能量转化的过程，增强对光合作用的感知和认识。

三、组织学生开展实地观察

实地探究既是一种科学的学习方法，又是生活化教学的重要方式之一。通过实地探究，学生可以近距离观察植物叶片的结构和功能，观察叶片在阳光照射下发生的变化，了解和体验植物利用光合作用转化能量的过程。这样的直观体验有助于学生更深入地理解光合作用的原理和过程。实地探究鼓励学生主动探索和提出问题，能够培养学生的探究精神。学生通过观察能够探究光合作用的关键因素，探索光合作用的影响因素和调控机制。在实地探究中学生可以了解植物对光的依赖、光照强度对光合作用的影响，以及光合作用对环境和生态的重要性。实地探究可以激发学生的学习兴趣，提高学生学习的情感参与度。通过亲自观察和实践，学生能更深入地记忆和理解光合作用的过程和原理，增强对生物学知识的记忆效果。实地探究还能使学生将抽象的概念与具体的现象联系起来，帮助学生更好地理解和应用光合作用的相关知识。

基于此，教师可以根据教学实际，设计一份“公园花草光合作用”的实地观察案例，其观察要素见文末表1 所示。

表1 公园花草实地观察要素表

通过以上的观察目的、观察内容、观察经过和观察结果，学生可以更直观地理解公园花草的光合作用过程，了解光照和温度对光合作用的影响，以及不同植物的适应特征。这样的实地探究有助于培养学生的观察力、实践能力和科学思维，提升学生对光合作用的理解和兴趣。

四、利用实物开展光合作用实验

在初中生物学生活化教学中，利用实物开展光合作用实验是一种有效的教学方法，可以帮助学生更深入地理解光合作用的过程和原理。首先，实验材料准备：准备实验所需的植物材料，如水生植物（如水葱、水藻等），陆生植物的叶片（如菠菜、豆苗等），灯具，试管、试管架和水槽。根据光合作用的原理和目的，设计实验步骤和处理组别。设计不同光照条件（如强光、弱光、无光）下的光合作用实验，探究不同植物叶片对光合作用的差异。

其次实验操作：将水生植物或陆生植物放置在试管中，将试管放置在含有水的水槽中，保证植物的根部能够吸收到养分。调整灯光的亮度和距离，控制光照强度。对不同组别的实验进行处理，可以遮挡部分灯光或完全遮挡灯光。观察实验开始后的变化，比较不同组别的植物在光照条件下的变化。观察叶片的颜色、发生气泡的情况等。利用数据记录仪器或光合作用测定仪器，测量不同条件下光合速率的变化。最后是实验数据分析和讨论：通过分析实验数据，进行结果的比较和讨论，让学生思考光合作用的影响因素、适应特征和调节机制。

通过实物开展光合作用实验，学生可以亲自参与实验操作，观察和记录实际现象，并利用实验数据进行分析和讨论。这样的实践探究可以提高学生的实践能力、观察能力和探究精神，并促使学生更深入地理解和掌握光合作用的相关知识。同时，实物实验还可以培养学生的科学思维和实验技能，激发学生的兴趣和探究欲望。

五、生活化作业的设计

（一）观察类作业设计

作业要求：

1.在家庭或周边环境中选择不同种类的植物作为观察对象，可以是室内养殖的植物、花园里的花草等，至少选择两种不同的植物。

2.每天观察，连续观察5 天。

3.在每天的观察中记录以下内容：

观察日期和时间；观察植物的外观变化，特别注意叶片的颜色、形态和质地等；观察植物的生长状况，特别注意新叶的发育情况；观察植物的位置和光照强度。

4.完成观察后，整理观察结果，写下观察心得和思考，并回答以下问题：

（1）在观察过程中，是否发现不同植物叶片的变化有差异？差异有哪些？

（2）光照强度是否对植物的生长和叶片变化产生影响？有何观察结果支持？

作业评估：

根据观察记录和问题回答的内容，评估学生对植物光合作用的理解深度和观察的准确性。评估重点包括观察和记录的准确性、对植物叶片变化和生长状况的描述和分析是否有深度，以及问题回答的完整度和准确性。

（二）种植类作业设计

作业要求：

1.学生自行准备一些种子（如发芽的绿豆、移栽的小片多肉植物等）和种植容器（如花盆、种子盒等）。

2.设计实验，探究不同光照条件对植物光合作用的影响。

3.按照实验设计，分别设置以下组别，并在每个组别中分别种植相同种类的植物。

组别1：充足的阳光照射下；组别2：遮挡部分阳光下；组别3：完全遮挡阳光；对照组：变化光照条件前后不变。

4.每天观察并记录以下内容：

观察植物的生长情况，特别注意株高、根长和叶片数等；观察植物的叶片颜色和形态变化；观察植物在不同光照条件下的光合作用反应，如释放氧气的情况。完成观察后，整理观察结果，并结合理论知识回答以下问题：

（1）不同光照条件对植物的生长和光合作用有何影响？

（2）为什么植物需要阳光进行光合作用？

（3）你觉得没有光照条件的植物会如何生长？