“看實驗、做實驗、設計實驗”連貫體驗探究教學案例

周玲　吳海燕

摘要：本節課采用了基于科學發現史的連貫體驗層次性探究教學，通過看實驗、做實驗、設計實驗來逐步培養學生分析問題、解決問題的能力，合作探究和交流展示的能力，最終達成教學目標。同時也使學生了解了科學探究的一般方法，并適時進行情感教育。

關鍵詞：看實驗 做實驗 設計實驗 連貫體驗探究教學 光合作用

中圖分類號：G633.91 文獻標識碼：B

1.教材分析

1.1教材地位

蘇教版高中生物必修1第四章第二節第1課時光合作用的發現史是在初中所學內容的基礎上，回顧了光合作用發現的漫長過程。本節材料容量大，但對光合作用概念的建立有重要作用。因此，本節課對學生的能力要求較高。教師可結合科學史實，運用連貫體驗探究教學的方法，構建光合作用的產物、場所、原料等一步步發現的過程，將有利于學生拓展學科思維，促進實驗探究能力的提高，并培養學生的科學精神。

1.2教學重難點

光合作用的發現過程中各實驗的研究方法、步驟、結論及其優缺點。

2.教學目標

2.1知識目標

了解光合作用的發現過程，并從中理解光合作用的概念，掌握有關實驗設計的基本理論知識。

2.2能力目標

培養分析實驗、動手操作實驗、設計實驗的能力，掌握科學探究的一般原則，掌握參與、合作、交流、表達等基本技能。

2.3情感、態度與價值觀目標

通過對經典實驗的分析、討論，培養科學嚴謹的態度，認識到科學家的艱辛，激發創新意識和求知欲望。

3.教學過程

3.1創設情境，導入新課

播放視頻，展示大自然的美景，配樂詩朗誦《葉子》。教師提示學生結合初中學習內容思考：為什么要贊美葉子？它有什么作用？學生很自然就會想到，綠葉可以進行光合作用。

教師借機導人，綠色植物可以通過光合作用制造氧氣、合成有機物，但在200多年前，人們并不知道這些，現在沿著科學家的足跡，一起探究一下光合作用的發現過程。

3.2看實驗，直觀感悟

光合作用的發現史是由一個個經典實驗組成的，網絡上有很多相關的視頻、動畫和圖片，教師可充分利用這些課程資源進行情景再現，讓學生在直觀上感悟科學家的艱辛及科學實驗的探究方法，激發學習興趣。同時，師生可以在探究過程中逐步總結出光合作用的反應式。

3.2.1范·海爾蒙特的實驗

教師展示實驗過程的圖片，引導學生思考：小小的種子之所以能夠長成參天大樹，是否完全依靠土壤？從海爾蒙特的實驗中可以得出什么結論？學生得出：水是建造植物體的原料；植物生長所需的養料主要來自水，而不是土壤。教師再問：海爾蒙特的這一結論是否精確？為什么？學生答：他沒有考慮到空氣的作用。

3.2.2普利斯特萊的實驗

教師利用動畫演示蠟燭、小鼠和植物在密閉鐘罩中的實驗，引導學生觀察實驗現象后，分析：蠟燭燃燒和小白鼠呼吸需要的是什么氣體？這個實驗說明什么問題？學生很容易答出：綠色植物可以更新空氣；植物生長需要吸收CO₂，同時釋放出O₂。

教師設疑：可是當人們重復普利斯特萊的實驗時，有的成功，有的卻失敗了，這是為什么呢？在這個實驗中，他忽略了哪一個重要的因素呢？學生思考后答：光照。

3.2.3揚·英根豪斯的實驗

教師播放金魚藻的實驗視頻，提示學生：金魚藻在光照下有氣泡產生，此氣體可使帶火星的木條復燃，說明綠色植物釋放的是什么氣體？再次觀看小鼠實驗，發現密閉鐘罩中的小鼠在有光的條件下存活時間較長。

師生共同得出結論：植物需要陽光才能制造出O₂。

3.2.4聯系實際，問題探討

教師：人們通常認為樹林中早上空氣清新，是鍛煉身體的適宜時間。你認為最佳的鍛煉時問是什么時候，（晴天的早上、中午、傍晚；陰天的早上、中午、傍晚）學習小組討論后，有幾種意見，以支持晴天早上和傍晚的居多，再各派代表進行辯論，找出依據。最后學生達成一致，晴天植物經過白天的光合作用后，到傍晚時空氣中的氧含量相對較多，更適合鍛煉身體。

3.2.5恩吉爾曼的實驗

觀看動畫，教師設問：該實驗的巧妙之處在哪里？為什么選用水綿作為實驗材料？為什么用好氧型細菌？為什么選用黑暗并且沒有空氣的環境？學生總結出葉綠體是光合作用的場所。

3.3做實驗，親身體驗

有學者說，讀到某件事，你能記住10%：看到某件事，你能記住30%；做某件事后，你能記住90%。教師講得再多，也沒有讓學生親自嘗試一下后得到的印象更深刻。

薩克斯的實驗（課堂實錄）。

師：初中時我們就學過，植物的光合作用除了能產生氧氣外，還能產生什么？如何驗證？生：可生成淀粉，用碘液鑒定。教師展示事先處理過的植物，引導學生分析：

①在實驗前先用黑紙箱將植物罩住，進行暗處理，這樣做的目的是什么？（消耗掉葉片內原有的淀粉，避免其對實驗結果的干擾）

②觀察這盆植物有什么特別之處？為什么要這樣做？（一半遮光，一半照光，可相互對照）

③葉片是綠色的，淀粉遇碘變藍，若顏色對比不明顯怎么辦？（想辦法讓綠色褪去）

教師給出實驗材料：酒精、培養皿、大小燒杯、酒精燈、三腳架、石棉網、碘液等指導學生完成實驗并觀察實驗現象。教師使學生明確此實驗中酒精是用來進行脫綠處理的，照光部分變藍，遮光部分呈棕色。最終得出緒論：光合作用在有光照的條件下會產生淀粉。

3.4設計實驗，能力提升

新課程的基本理念就是要提高生物科學素養，提倡探究性學習。學生的知識儲備雖然有限，但當他們全力以赴探討需要解決的疑難時，就會像真正科學家那樣肯于動腦筋和費心血。而模仿科學家的思維去設計實驗，也更有利于學生創新能力的培養。

3.4.1魯賓和卡門的實驗

結合前面的實驗寫出光合作用的反應式，教師要求學生思考光合作用釋放的氧氣是來自水還是二氧化碳？或者兩者兼而有之？介紹同位素標記法，給出實驗材料用具，如試管、小球藻、細玻璃管等，引導學生分組畫圖設計，并請學生講解其設計思路。然后教師用多媒體播放魯賓和卡門的實驗動畫，與學生的設計進行對比，師生共同得出結論：光合作用的氧氣全部來自于水。

3.4.2卡爾文的實驗

教師簡述卡爾文循環的基本過程，引導學生根據光合作用反應式思考其采用的方法以及標記元素的種類。

3.5總結

教師列表，引導學生總結光合作用探究歷程中各科學家的實驗及其結論，并對學生進行情感教育，使他們認識到生物學的發展史就是一部眾多科學家不計個人名利，為科學事業奉獻畢生精力的奮斗史，如果大家對生物學科感興趣，也可以像科學家們一樣去細心觀察、勇于實踐、積極探索，相信一定會有所收獲。

4.教學反思

美國著名教育家杜威提出，教學不應是直截了當地注入知識，而應誘導學生在活動中得到經驗和知識。本節課采用了基于科學發現史的連貫體驗探究教學，通過看實驗、做實驗、設計實驗來逐步培養學生分析問題、解決問題的能力，合作探究和交流展示的能力，最終掌握知識點。尤其是做實驗和設計實驗，以各小組為單位進行充分的討論、發言、動手操作和體驗，是最受學生歡迎的。教師改變了以往保姆式、填鴨式的教學方法，大膽放手，只是在探究的方法上加以適當的點撥，教學效果卻出乎意料的好，看來教師要充分相信學生的潛力。

本節課以配樂詩朗誦為開始，以光合作用的反應式為中心，以科學家的探索過程為線索，體現了文理兼容、情景交融、理論和實踐相結合的設計思路。但需要注意的是，薩克斯實驗中酒精脫綠的用時較長，教師可事先準備好已脫色過的葉片進行對比，也可根據具體情況進行演示或分組實驗。