邏輯推理法在光合作用概念的達成和辨析中的應用

林艾芳++張鋒

生物學是一門以實驗為基礎的學科，想要生成光合作用概念可以通過實驗的設計和驗證來完成，即驗證光合作用的原料、條件、場所和產物。而對光合作用概念的辨析就是在光合作用內涵的基礎上進行概念的外延，即闡明光合作用的實質、意義和應用。邏輯推理法是由一個或幾個已知的判斷（前提），推導出一個未知的結論的思維過程，是由前提、推理過程和結論三個部分組成的。下面主要就邏輯推理法在光合作用概念的達成和辨析中的應用，做一些淺顯的闡述。

1 邏輯推理法在驗證實驗教學中的理論依據

（1） 步驟：從假設出發，運用邏輯推理，做出預期推斷，然后對假設的推斷進行實驗驗證，最后根據實驗現象得出結論。

（2） 基本模式如圖1所示。

2 邏輯推理法在光合作用概念達成中的應用

2.1 驗證光合作用需要光和產生淀粉

（1） 前提：① 提出問題：光合作用需要光嗎？② 作出假設：光合作用需要光。

（2） 推理過程：① 設計實驗方案：暗處理→設計對照（綠葉進行部分遮光）→再次見光→酒精脫色→清水漂洗→滴碘液→觀察顏色變化。預期實驗結果：見光部分變藍色，遮光部分變棕色。② 實施方案、觀察現象：見光部分變藍色，遮光部分變棕色。

（3） 根據現象、得出結論：光合作用需要光，產生了淀粉。

2.2 驗證光合作用需要葉綠體

（1） 前提：① 提出問題：光合作用需要葉綠體嗎？② 作出假設：光合作用需要葉綠體。

（2） 推理過程：① 設計實驗方案：暗處理→設計對照（選用銀邊植物，讓銀邊部分與綠葉部分對照）→再次見光→酒精脫色→清水漂洗→滴碘液→觀察顏色變化。預期實驗結果：綠色部分變藍色，銀邊部分變棕色。② 實施方案、觀察現象：綠色部分變藍色，銀邊部分變棕色。

（3） 根據現象、得出結論：光合作用需要葉綠體。

2.3 驗證光合作用需要二氧化碳

（1） 前提：① 提出問題：光合作用需要二氧化碳嗎？② 作出假設：光合作用需要二氧化碳。

（2） 推理過程：① 設計實驗方案：暗處理→設計對照（將盆栽天竺葵分別與裝有等量的清水和氫氧化鈉的小燒杯放在一起，形成有無二氧化碳的對照實驗組）→再次見光→酒精脫色→清水漂洗→滴碘液→觀察顏色變化。預期實驗結果：裝有清水的裝置，葉片脫色后滴碘液變藍，而裝有氫氧化鈉的裝置，葉片脫色后滴碘液變棕色。② 實施方案、觀察現象：裝有清水的裝置，葉片脫色后滴碘液變藍，而裝有氫氧化鈉的裝置中，葉片脫色后滴碘液變棕色。

（3） 根據現象、得出結論：光合作用需要二氧化碳。

2.4 驗證光合作用需要水

（1） 前提：① 提出問題：光合作用需要水嗎？② 作出假設：光合作用需要水。

（2） 推理過程：① 設計實驗方案：暗處理→設計對照（選取葉片切斷主葉脈，形成葉片上下部分，上部無水，下部有水的對照）→再次見光→酒精脫色→清水漂洗→滴碘液→觀察顏色變化。預期實驗結果：葉片上部變藍色，葉片下部變棕色。② 實施方案、觀察現象：葉片上部變藍色，葉片下部變棕色。

（3） 根據現象、得出結論：光合作用需要水。

2.5 驗證光合作用產生氧氣

（1） 前提：① 提出問題：光合作用產生氧氣嗎？② 作出假設：光合作用產生氧氣。

（2） 推理過程：① 設計實驗方案：把金魚藻裝入分液漏斗中，放在陽光下照射一段時間，然后用帶火星的木條檢驗。預期實驗結果：帶火星的木條復燃。② 實施方案、觀察現象：帶火星的木條復燃。

（3） 根據現象、得出結論：光合作用產生氧氣。

至此通過實驗的邏輯推理過程達成了光合作用的概念：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉變成儲存能量的有機物（主要是淀粉），并且釋放氧氣。

3 邏輯推理法在光合作用概念辨析中的應用

通過邏輯推理法的科學探究活動，教師引導學生理解光合作用的內涵，自主建構光合作用的概念。接著，教師引導學生辨析光合作用概念的外延——光合作用的實質、意義和應用。

3.1 光合作用的實質（表1）

3.2 光合作用的意義和應用

在問題和例證的引領下，教師運用邏輯推理法引導學生通過討論、歸納，進而表述出光合作用的意義和應用，具體安排見表2。