淺談初中生物“光合作用”系列實驗的研究和創(chuàng)新

袁霞

[摘 要]生物學(xué)課程是自然科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科課程，其精要是展示生物科學(xué)的基本內(nèi)容，反映自然科學(xué)的本質(zhì)，因此把生物學(xué)定位為一門實驗科學(xué)。我通過不斷的實驗探究和總結(jié)，對“光合作用”系列實驗的實驗教學(xué)研究和實驗創(chuàng)新方面有了更深刻的認(rèn)識，并和我校生物組成員以及學(xué)生生物興趣小組致力于“光合作用”系列實驗的研究和創(chuàng)新。

[關(guān)鍵詞]生物學(xué)；實驗；光合作用；研究；創(chuàng)新

生物學(xué)課程是自然科學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科課程，其精要是展示生物科學(xué)的基本內(nèi)容，反映自然科學(xué)的本質(zhì)，因此把生物學(xué)定位為一門實驗科學(xué)。作為生物學(xué)科教師的我們，應(yīng)該不斷改進(jìn)自己的教育教學(xué)觀念，積極倡導(dǎo)教師和學(xué)生在教學(xué)過程中的科學(xué)精神，用新課改的理念進(jìn)行教育教學(xué)，著力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實踐能力，使學(xué)生能夠?qū)ι飳W(xué)產(chǎn)生更濃厚的興趣，對生物學(xué)知識有更深入的理解。因此作為生物學(xué)科教師，我們對教材中的部分實驗應(yīng)該結(jié)合實際并進(jìn)行大膽的研究和創(chuàng)新。

“光合作用”系列實驗（義務(wù)教育教科書《生物學(xué)》七年級上冊北師大版）不僅是初中生物學(xué)的重點(diǎn)內(nèi)容，而且能為高中生物學(xué)光合作用的教學(xué)奠定基礎(chǔ)。我通過不斷的實驗探究和總結(jié)，對“光合作用”系列實驗的實驗教學(xué)研究和實驗創(chuàng)新方面有了更深刻的認(rèn)識，并和我校生物組成員以及學(xué)生生物興趣小組致力于“光合作用”系列實驗的研究和創(chuàng)新。下面我就談?wù)勎覍Α肮夂献饔谩毕盗袑嶒炑芯亢蛣?chuàng)新的幾點(diǎn)看法。

一、“光合作用”系列實驗的內(nèi)容

“光合作用”系列實驗（義務(wù)教育教科書《生物學(xué)》七年級上冊北師大版）主要包括以下實驗：（1）驗證綠葉在光下合成淀粉；（2）檢驗光合作用釋放氧氣；（3）檢驗光合作用需要二氧化碳。

二、“光合作用”系列實驗在實際的實驗操作中存在的問題

如按照書上的方法步驟完成存在以下問題：（1）課本上該內(nèi)容正好在每一年的11月份授課，我們所處的地區(qū)在中國西南部黔北所在地。處在秋冬季做“光合作用”系列實驗，實驗操作困難，實驗效果不好。（2）課本中“光合作用”系列實驗的實驗材料單一，用的是天竺葵和金魚藻。在實驗材料的選擇上可以用效果更好的植物材料代替課本中的材料。（3）課本中的酒精脫色過程用點(diǎn)燃酒精燈的方法進(jìn)行水浴加熱，因酒精是易燃物，在實驗中存在著很大的安全隱患。如能通過創(chuàng)新改進(jìn)加熱器材和方法就能避免因酒精燃燒帶來的安全隱患了。（4）關(guān)于淀粉的鑒定結(jié)果。課本中的實驗結(jié)果為，經(jīng)過遮光處理的綠葉遇碘液后，見光部分呈深藍(lán)色，但在實驗的實際操作中，見光有淀粉部分不一定都呈深藍(lán)色。出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因需要實驗并進(jìn)行分析研究。

三、“光合作用”系列實驗的研究目標(biāo)

（1）獲得“光合作用”系列實驗中簡單經(jīng)濟(jì)的植物材料；（2）獲得水浴加熱時酒精脫色使葉片褪色的最適溫度范圍、最適酒精容量以及時間；（3）通過“光合作用”系列實驗對水浴加熱器材進(jìn)行改進(jìn)。（4）驗證綠葉在光下合成淀粉經(jīng)碘液鑒定呈現(xiàn)藍(lán)色或紫色的原因進(jìn)行分析。

四、“光合作用”系列實驗的創(chuàng)新方面

（1）在義務(wù)教育教科書《生物學(xué)》七年級上冊中使用的植物材料在“驗證綠葉在光下合成淀粉”和“檢驗光合作用需要二氧化碳”中植物材料主要使用天竺葵；在“檢驗光合作用釋放氧氣”中植物材料主要使用金魚藻。我們將對實驗材料單一的情況對實驗材料進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)。

（2）在義務(wù)教育教科書《生物學(xué)》七年級上冊P70、P72中的注意事項中都提到：不可直接在酒精燈上加熱。用酒精燈加熱時要小心，以免被沸水、蒸汽燙傷。針對因使用酒精燈加熱帶來的安全隱患，我們將對水浴加熱器材進(jìn)行創(chuàng)新和改進(jìn)。

五、“光合作用”系列實驗的研究和創(chuàng)新方法

（1）實驗法：對“檢驗綠葉在光下釋放氧氣”、“檢驗光合作用需要二氧化碳”、“驗證綠葉在光下合成淀粉”進(jìn)行實驗；（2）觀察法：在實驗中觀察酒精脫色的情況和淀粉遇碘液變色的等情況；（3）比較法：對用于實驗的植物材料以及水浴加熱器材的實驗效果進(jìn)行比較；（4）分類法：通過對淀粉的鑒定對含直鏈淀粉和支鏈淀粉的植物進(jìn)行分類；（5）文獻(xiàn)法：通過查閱相關(guān)的文獻(xiàn)資料以獲得對實驗研究進(jìn)行相應(yīng)的驗證。

六、“光合作用”系列實驗研究和創(chuàng)新的優(yōu)點(diǎn)

（1）實驗器材創(chuàng)新方面。改變植物材料選擇的單一性，通常采用天竺葵做實驗的選擇上是否還有效果更好的其他植物代替。在水浴加熱的過程中用酒精燈加熱的存在很大的安全隱患，改進(jìn)水浴加熱器材的使用可以確保實驗的安全性和可行性。（2）實驗課實效性研究方面。在進(jìn)行水浴加熱時，對于水浴加熱的溫度范圍，酒精的容量，盛裝酒精的器皿以及時間的把控問題上一直是老師們困擾的問題，最終在課堂上影響實驗的效果以及課堂的時間。所以通過實驗的研究和改進(jìn)獲得水浴加熱時酒精脫色使葉片褪色的最適溫度范圍、最適酒精容量以及時間上非常重要。（3）實驗課中定性知識的研究方面。關(guān)于淀粉的鑒定結(jié)果的研究，課本中的實驗結(jié)果為：經(jīng)過遮光處理的綠葉遇碘液后，見光部分呈深藍(lán)色。但在實驗的實際操作中，見光部分并不一定都呈深藍(lán)色。根據(jù)淀粉的分類，淀粉分為直鏈淀粉和支鏈淀粉，而直鏈淀粉和支鏈淀粉遇碘液呈現(xiàn)不同的顏色，在研究過程中我們將對用于實驗的各種植物材料水浴加熱后，進(jìn)行提取淀粉溶液進(jìn)行實驗并研究，最后獲得淀粉遇碘液呈現(xiàn)深藍(lán)色和紫色的植物材料。（4）通過研究和創(chuàng)新使該實驗在操作上更加簡單、快捷、安全、有效。

七、“光合作用”系列實驗研究和創(chuàng)新的意義

（1）通過對實驗的研究和創(chuàng)新，有效提高了生物實驗課的課堂效率。（2）更好的體現(xiàn)生物學(xué)課程的基本理念，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。通過實驗探究改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，幫助學(xué)生領(lǐng)悟科學(xué)的本質(zhì)，引導(dǎo)學(xué)生主動參與、勤于動手、積極思考，逐步培養(yǎng)學(xué)生收集和處理科學(xué)信息的能力，以及交流與合作的能力等，突出創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。（3）實現(xiàn)實驗設(shè)計的多樣化。采用生物實驗材料設(shè)計實驗；采用規(guī)范的實驗儀器設(shè)備設(shè)計實驗；采用加入多媒體技術(shù)運(yùn)用于實驗；同時鼓勵學(xué)生參與設(shè)計實驗。（4）注重實驗的安全性，在實驗中采用更好的水浴加熱儀器，避免因使用酒精燈引起酒精燃燒所帶來的安全隱患。（5）提升生物教師的科研能力和實驗創(chuàng)新能力。