生物科學史經典實驗的課堂探究教學

摘 要 從教學目標要求和學生需求兩個方面出發，組織學生分組參與了與光合作用相關的若干個經典實驗的課堂探究教學，采取課內和課外相結合的原則，讓學生直接參與對課本知識的形成和驗證的實驗和實踐活動。體驗光合作用的發現過程。

關鍵詞 科學史經典實驗課堂探究 光合作用

中圖分類號G633.91

文獻標識碼B

生物科學史本身就是一部科學探究的歷史，生物科學的所有概念、原理和事實，無一不來源于客觀的實踐，來源于科學家科學研究的成果。這些生物科學史中不僅僅記載著生命科學知識的形成過程，還蘊含著科學家的創造性思維方式和科學的研究方法，體現著科學家的科學態度和科學精神，是培養學生生物科學素養的生動教材。學生在學習科學知識之路上，以自己的思考和方式，踐行科學家們的實踐之路，體驗為科學真理而奮斗的艱辛歷程，無疑有著極為重要的意義。

基于上述的教學理念，本課從教學目標要求和學生需求兩個方面出發，組織學生分組參與了與光合作用相關的若干個經典實驗的課堂探究教學。在教學時空上，教師充分利用學校現有的設施，采取課內和課外相結合的原則，讓學生直接參與對課本知識的形成和驗證的實驗和實踐活動，在過程中體驗和感悟生命現象和生命的奧秘。

1 教學目標

1.1 知識目標

（1）說出光合作用發現過程。

（2）說出光合作用概念。

1.2 能力目標

（1）通過再現科學史，培養實驗設計與科學探究能力。

（2）科學分析實驗資料，準確獲取信息，培養分析得出結論的能力。

1.3 情感、態度與價值觀目標

（1）體驗科學方法與科學態度。

（2）感受科學知識發現過程的艱辛和漫長。2課前準備（圖1）3課堂教學

3.1 導入新課

教師：介紹亞里士多德關于植物體增重（生長）的觀點：植物增重部分完全來自土壤。設問：大家認為植物的生長源自什么呢？下面有請學習小組1介紹與此相關的“赫爾蒙特的柳樹實驗”。

學生：介紹“赫爾蒙特的柳樹實驗”。

教師：該實驗說明亞里士多德的觀點正確嗎？你認為是什么原因？

學生：不對，應該來自水和空氣。

教師：運用初中所學知識分析，你認為植物利用水和空氣進行了哪項生理活動呢？ 學生：光合作用。 教師：好，我們今天就要重走科學家之路，共同探討什么是光合作用。

3.2 課堂探究活動 （1）探究普里斯特利實驗（圖2）。 （4）實驗設計：魯賓和卡門探究實驗。 提出問題：光合作用產生的氧是來自于水還是二氧化碳？ 做出假設：光合作用產生的氧是來自于水。 實驗材料：試管、小球藻懸液、H₂O、cO₂、H₂O和C¹⁸O₂。

實驗設計：引導學生根據實驗原理、運用所給材

3.3 師生歸納總結

（1）光合作用的基本概念。上述實驗證明：光合作用的原料是水和二氧化碳，產物是有機物和氧氣，條件是光照，場所是葉綠體。所以教師可以給光合作用作如下定義：光合作用是綠色植物通過葉綠體，利用光能，把水和二氧化碳合成有機物并釋放氧氣的過程。

（2）科學家的實驗方法。教師引導學生歸納總結科學家的實驗方法。學生通過再現科學史經典實驗，發現了科學探究的一般方法“發現問題→作出假設→設計實驗→進行實驗→結論交流”。

（3）科學家的科學態度和精神。教師引導學生歸納成功的科學家共有的科學態度與科學精神。如有學生總結的實事求是的科學態度，持之以恒、勇攀高峰的科學精神。

4 反思與認識

教材中存在著豐富的科學史資料，教師可以將其作為課堂中探究性學習活動的良好素材，若能整理和運用好，就會激發學生的學習興趣，提高教學效率，更好地實現教育目標。當然學生獨立完成設題、實驗、歸納總結所需的能力之欠缺，令人憂慮。學生對細微現象的捕捉、相關信息的獲取、實驗操作上的規范等諸多方面存在著普遍性的不足，這在一個側面上也反映了我國當代學生總體素質上的欠缺，同時使教師認識到當今深入開展“素質教育”的迫切性和艱巨程度。

學習是學生的學習，學生是學習的主體，教師是引導者。教師應該成為學生學習活動的輔助者、組織者和共同參與者。教師要采取措施讓學生積極主動地參與到學習活動中來，通過他們的思考、討論、爭辯、合作等活動來獲取方法，建構知識。讓“要我學”變成“我要學”，只有這樣才能充分發掘學生的潛力和學習興趣。當然教師必須自始至終地參與到學生的每一項活動中，把握學生在學習活動中的各種哪怕是細微的進展和不足，幫助學生克服進程中的困難和障礙，方能在教育目標、目的的實現上有所進展。

探究性學習的目的并不僅僅是問題的解決，更重要的是在探究過程中體驗和獲取科學研究方法，培養合作與分享的精神以及實事求是的科學態度，鍛煉思維能力，提高科學素養。