從光合作用談素質教育

如何在教學中對學生實施素質教育，以達到培養學生綜合能力的目的，是擺在我們每一位生物教育工作者面前的一項重要任務，也是深化生物教學改革的重點課題。本文就作者在講授“光合作用”一節中進行素質教育的作法談點體會。

1、利用光合作用發現史，了解科學實驗的方法

教材在光合作用一節中首先通過幾個經典實驗講述了光合作用發現的過程。教學時，我重點介紹了科學家的實驗設計思路和方法。

例如，在介紹1880年德國科學家恩吉爾曼用水綿做實驗材料進行光合作用的實驗時，我簡要介紹了水綿的生理特征之后，先請學生自己閱讀“實驗過程”，然后提出問題：此實驗設計的巧妙之處何在?大部分學生都是從實驗操作過程上找答案，惟獨忽略了“選擇實驗材料的重要性”這個問題。我就引導學生結合水綿的結構特點：具有細而長的帶狀葉綠體，葉綠體在細胞中又呈螺旋狀分布。想到這樣的葉綠體不僅受光面積大，也便于觀察、分析和研究，并且強調科學實驗材料的選擇是實驗成敗的關鍵因素之一。聯系前不久剛做過的“觀察細胞質流動”實驗，觀察不到細胞質流動的原因，主要是因為實驗材料選擇不當造成的。這樣使學生認識到選擇一種理想的實驗材料，可以使實驗結果明顯可靠，也是成功的先決條件。通過這些講述不僅拓寬了學生的思路，而且使學生清醒地意識到選擇實驗材料的重要性。接著提問：恩吉爾曼設計實驗步驟時，為何要把載有水綿和好氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣并且是黑暗的環境里呢?學生經過討論，一致認為：排除了氧氣和光線的影響，保證實驗的順利進行。為什么要選用極細的光束照射，并且用好氧細菌檢測?學生回答：這樣能夠準確判斷水綿細胞中釋放氧氣的部位。再問為什么要做黑暗、局部、曝光的對比實驗?學生回答：可明確結果全是由光照引起的。這樣學生就自然得出氧是葉綠體釋放的，葉綠體是光合作用的場所的結論。

通過啟發誘導使學生明確：提出問題→創立假設→設計實驗→分析結果→再實驗再觀察，直到找出事物內在的必然聯系，這不僅是光合作用發現的基本過程，而且還是生物科學研究的基本過程。從科學的角度看生物學教學的實驗，可訓練學生的觀察能力、思維能力和分析能力，培養學生科學實驗的方法，從而達到提高其綜合素質的目的。

2、利用色素的提取分離實驗，培養學生的動手能力

前蘇聯教育學家蘇霍姆林斯基說：“讓學生體驗到一種自己在親身參與掌握知識的情感，乃是喚起少年特有的對知識興趣的重要條件。”而生物學正是一門實驗性很強的學科，許多生物學知識都是在實踐中得到的。生物學實驗課給學生提供了一個很好的實踐機會，也是培養他們的探索精神、動手能力的有效渠道。更是落實素質教育的極好時機。如在光合作用中安排的“葉綠體中色素的提取及分離”實驗中，毛細吸管劃濾液細線不是太粗就是不齊，要不就是把紙劃破，直接影響實驗效果。后來學生自己想辦法，不用毛細吸管，而是把濾紙在鉛筆線處折疊，直接在濾液上劃。這樣的濾液細線不僅細齊，而且沾上的色素多，在濾紙上析出的色素帶明顯，學生不僅了解了葉綠體中色素的種類及含量，鞏固強化了課本知識，更重要的是培養了學生的動手能力、觀察能力和思維能力，發展了他們愛科學、學科學、用科學的志趣，提高了他們探索未知世界的勇氣，使教學質量明顯提高。

3、利用同位素標記法，了解學科間的滲透作用

隨著科學的發展和人們研究的深入，各學科之間的聯系越來越密切，在教學中客觀地把握它們之間的內在聯系，不僅可以激發學生學習的熱情，提高學生的思維能力，而且能促進知識的發散。生物學的發展與物理、化學的發展關系密切。也正是由于理化知識的介入，才使人們對生命本質的認識深入到分子水平。例如，光合作用關于產物之一的Ｏ２究竟來自反應物中的Ｈ２Ｏ還是ＣＯ２，就是利用物理學方法——同位素標記法來解決的。再如，葉綠體中色素的分離是利用化學方法——紙層析法來達到目的。

4、利用光合作用的意義，對學生進行德育教育

結合生物學教學內容對學生進行思想品德教育，對促進學生全面發展有重要作用。因此，通過一系列德育教育的滲透，可強化對學生的品德素質教育，提高學生的自我修養。生物學教學中存在著許多對學生進行愛國主義教育的珍貴資料和契機。光合作用意義之一是制造有機物。大家知道綠色植物的生存離不開自身通過光合作用制造的有機物；動物的食物都直接或間接來自于光合作用制造的有機物。結合當今世界面臨的重大問題，如糧食問題，給學生介紹我國目前糧食的現狀。例如，我國的可耕地面積僅占世界的7%，但是需要養活的人口占世界的22%。但是隨著生物工程技術的迅猛發展，一大批優質高產農作物相繼問世，大大提高了單產量，緩解了糧食危機。光合作用意義之二是轉化并儲存太陽能。煤炭、石油、天然氣等燃料中含有的能量是由古代綠色植物通過光合作用儲存起來的，這一問題談到了化石能源問題。隨著經濟的高速增長，我國能源承受著巨大壓力。美國科學家在1978年成功地培育出能直接生產能源物質的植物新品種——“石油草”，這種植物的莖稈被割開后，就會流出白乳狀的液體，經提煉就得到石油。這樣不僅開辟了一條開發能源的新途徑，還能降低使用煤炭、石油等造成的環境污染。通過上述方法，一方面以危機感來激發學生的愛國熱情和報國之志。另一方面也增強了學生學習生物學的興趣，提高了學生的德育素質，還很好地體現了STS（科學、技術、社會）教育的精神。