“探究綠葉在光下制造有機(jī)物”的實(shí)驗(yàn)教學(xué)設(shè)計(jì)

王蘭英

( 廣東省佛山市實(shí)驗(yàn)學(xué)校 528000)

1 教材分析及設(shè)計(jì)思路

“探究綠葉在光下制造有機(jī)物”是人教版初中生物學(xué)教材“綠色植物是生物圈中有機(jī)物的制造者” 一章中很重要的一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)。該實(shí)驗(yàn)緊密聯(lián)系生活實(shí)際，又是初中生學(xué)習(xí)探究實(shí)驗(yàn)的好素材，同時(shí)是高中學(xué)習(xí)光合作用的基礎(chǔ)，能提升學(xué)生的探究實(shí)驗(yàn)?zāi)芰λ剑ぐl(fā)學(xué)生進(jìn)行深入研究的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。在教學(xué)過程中發(fā)現(xiàn)，如果按照教材安排的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，因?qū)嶒?yàn)過程耗時(shí)長，一節(jié)課難以有效完成所有知識內(nèi)容。本教學(xué)設(shè)計(jì)將探究實(shí)驗(yàn)融入課前實(shí)驗(yàn)和課堂教學(xué)，即能在課堂中快速得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果，并在課堂內(nèi)及時(shí)與學(xué)生就實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行交流討論，提升課堂效率。

2 教學(xué)過程

教學(xué)過程基本參照教材的建議，只是部分內(nèi)容做了一些調(diào)整。

2.1 課堂實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備 實(shí)驗(yàn)前處理需要一晝夜的暗處理和4 h的遮光處理，所以最好提前布置兩個(gè)任務(wù)：①預(yù)習(xí)實(shí)驗(yàn)；②選擇暗處理和遮光處理的方式。學(xué)生收到任務(wù)，以組為單位，明確自己必須在正式上課的28 h前進(jìn)行暗處理，在實(shí)驗(yàn)課4 h前進(jìn)行遮光處理，方能保證將前處理的實(shí)驗(yàn)材料(葉片)順利帶進(jìn)課堂。同時(shí)教師為各小組準(zhǔn)備黑色塑料袋、黑紙片和回形針。

2.2 材料選擇 用“紅花酢漿草”替代教材實(shí)驗(yàn)材料“天竺葵”。教材選用天竺葵作為實(shí)驗(yàn)材料，但是天竺葵在南方校園內(nèi)不常見。另外天竺葵葉片較厚，在酒精脫色時(shí)耗時(shí)長，比較占用課堂時(shí)間。紅花酢醬草是多年生直立草本，生長環(huán)境要求不高，是校園常見植物。與天竺葵相比，易獲得，便于實(shí)驗(yàn)和取材，性價(jià)比高。

2.3 暗處理 因?yàn)檫x擇了野外常見而非盆栽的紅花酢漿草作為實(shí)驗(yàn)材料，所以在黑暗處理這個(gè)步驟時(shí)就不能把實(shí)驗(yàn)材料直接移植到黑暗處。為實(shí)現(xiàn)一晝夜的黑暗處理，選用黑色不透光的物體(塑料袋、暗箱)遮掩整株材料一晝夜。各實(shí)驗(yàn)小組可自制暗處理的物件：可直接用塑料袋包裹整株植物，可用紙箱罩住整株植物，亦可用黑色塑料袋裹住紙箱后再罩住整株植物。各小組間成為探究實(shí)驗(yàn)的互為對照組，在分享實(shí)驗(yàn)結(jié)果時(shí)，學(xué)生可以看到具有最佳遮光效果的小物件。

2.4 遮光處理 通過一晝夜暗處理之后進(jìn)行遮光處理，為了體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)的多樣性和趣味性，提供以下遮光處理方式讓學(xué)生自由選擇：①分別用黑紙片對同一植株的同一葉片進(jìn)行遮光；②分別用黑紙片對同一植株的不同葉片進(jìn)行遮光；③用黑紙片選擇不同植株的不同葉片進(jìn)行遮光。而對于黑紙片的剪紙形狀，學(xué)生可根據(jù)喜好自行發(fā)揮剪裁，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)測，遮光處理的葉片不變藍(lán)，不同的黑紙片形狀可再現(xiàn)剪紙的多彩漂亮圖案。

2.5 課堂實(shí)驗(yàn) 包括以下三個(gè)環(huán)節(jié)：

(1)課堂導(dǎo)入 通過簡單回顧實(shí)驗(yàn)前處理的步驟，引導(dǎo)學(xué)生思考為什么要對植株進(jìn)行黑暗處理及遮光處理？學(xué)生都能明晰黑暗處理一晝夜的目的是消耗葉片原有的有機(jī)物，從探究實(shí)驗(yàn)的對照原則理解需要對葉片進(jìn)行遮光處理。

(2) 脫色處理 按照教材的處理，將實(shí)驗(yàn)材料帶回實(shí)驗(yàn)室后，直接用酒精隔水加熱脫色，脫色時(shí)間約10 min。通過預(yù)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)如果在酒精脫色前將葉片置于開水中燙10 s，可以縮短脫色時(shí)間。提示學(xué)生可自由選擇是否置于開水燙10 s后再酒精脫色。此處，需要提醒學(xué)生酒精隔水加熱的注意事項(xiàng)及目的。酒精可溶解葉綠素，為碘液檢測淀粉的存在提供可能，而酒精直接加熱容易發(fā)生危險(xiǎn)，需要隔水加熱。

(3) 碘液檢測并觀察 用清水沖洗葉片殘留的酒精后，加入碘液檢測，2 min后沖洗多余的碘液，觀察葉片的顏色。其中黑紙片遮光的部分不變藍(lán)，見光部分變藍(lán)。

2.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)論及延伸拓展 組織學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論：光是綠葉制造有機(jī)物條件，光合作用的產(chǎn)物有淀粉。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考綠葉制造有機(jī)物有哪些重要意義。

3 教學(xué)反思

探究“綠葉在光下制造有機(jī)物”的實(shí)驗(yàn)?zāi)康模颂骄抗馐遣皇蔷G葉制造有機(jī)物不可缺少的條件，檢驗(yàn)綠葉在光下制造的有機(jī)物是不是淀粉外，更重要的是讓學(xué)生在探究過程中，體驗(yàn)科學(xué)的探究方法，培養(yǎng)科學(xué)的思維方式。對于學(xué)生而言，探究實(shí)驗(yàn)的過程和結(jié)果即是發(fā)現(xiàn)和“發(fā)明”的過程。根據(jù)生物學(xué)實(shí)驗(yàn)探究能力的評價(jià)目標(biāo)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和高級思維能力[1]。因此，教學(xué)活動的設(shè)計(jì)要充分發(fā)揮學(xué)生自主探究的能動性，讓學(xué)生主動嘗試和探索，在體驗(yàn)中感受科學(xué)、激活思維、生成智慧。

本實(shí)驗(yàn)根據(jù)光這個(gè)變量，設(shè)計(jì)不同的有光和無光條件，但是在實(shí)際操作過程中，變量的控制存在一定的難度，所以引導(dǎo)不同學(xué)生小組采用不同材料及不同的實(shí)驗(yàn)處理方式，去探究本實(shí)驗(yàn)的最佳方案。引導(dǎo)學(xué)生從現(xiàn)象(結(jié)果)去分析實(shí)驗(yàn)操作帶來的不確定因素，從而理解控制單一變量時(shí)，要排除偶然因素對實(shí)驗(yàn)造成的影響。