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時(shí)間：2024-03-21 11:48:27
序論：好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程，我們?yōu)槟扑]十篇光合作用的重要性范例，希望它們能助您一臂之力，提升您的閱讀品質(zhì)，帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
1 教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)設(shè)計(jì)從學(xué)生的興趣和知識(shí)儲(chǔ)備出發(fā)，要讓學(xué)生真切地“看見(jiàn)”光合作用產(chǎn)生淀粉的過(guò)程，對(duì)光合作用產(chǎn)生淀粉有切身感受。然后教師依次發(fā)問(wèn)，讓學(xué)生初步建立實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思路，最后完成實(shí)驗(yàn)過(guò)程。通過(guò)生生互動(dòng)（小組討論）和師生互動(dòng)（教師引導(dǎo)），可以最大限度地面向全體學(xué)生，讓每位學(xué)生充分參與課堂討論，教師進(jìn)一步點(diǎn)撥和總結(jié)，最終突破重難點(diǎn)，充分掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和過(guò)程，理解光合作用的實(shí)質(zhì)。
能力培養(yǎng)方面，教師要以該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)過(guò)程為載體，旨在引導(dǎo)學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的探究，使學(xué)生自主建立光合作用的模型，掌握控制實(shí)驗(yàn)變量、設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)和選擇實(shí)驗(yàn)材料等規(guī)則，進(jìn)而能創(chuàng)造性地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)探究，領(lǐng)悟科學(xué)精神，提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。
通過(guò)本節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以了解光合作用是生物圈中有機(jī)物的根本來(lái)源，從理論上認(rèn)識(shí)到綠色植物光合作用的重要性，為培養(yǎng)愛(ài)護(hù)綠色植物和珍惜糧食的情感方面打下理性知識(shí)的基礎(chǔ)。
驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：植物光合作用的實(shí)質(zhì)――綠葉在光下制造淀粉。
2 教學(xué)流程
在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，教師提出問(wèn)題，創(chuàng)設(shè)矛盾，學(xué)生小組討論解決矛盾；教師再提出問(wèn)題創(chuàng)設(shè)矛盾，學(xué)生小組討論解決問(wèn)題……反復(fù)循環(huán)，最終理解并設(shè)計(jì)出該實(shí)驗(yàn)的流程。
教師：光合作用產(chǎn)生淀粉，葉片中產(chǎn)生的淀粉用肉眼能看見(jiàn)么？如何才能看見(jiàn)？檢測(cè)方法是什么？
學(xué)生小組討論得出：淀粉遇碘液變藍(lán)。
教師演示，直接向葉片上滴加碘液，并提問(wèn)變藍(lán)了沒(méi)有？碘液能否進(jìn)入葉片？如何解決？
教師提示：碘液能否進(jìn)入活細(xì)胞？如果染色成功，藍(lán)色能否顯示出來(lái)，為什么？如何解決？
學(xué)生小組討論得出：酒精脫色，既能殺死葉片細(xì)胞，讓碘液進(jìn)入葉片細(xì)胞中，又能使葉片中的葉綠素溶于酒精，葉片脫色顯示本來(lái)的灰白色。
教師演示實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證學(xué)生的結(jié)論。
教師發(fā)問(wèn)：若看見(jiàn)了葉片顯藍(lán)色，是否能說(shuō)明淀粉是綠葉光合作用產(chǎn)生的，而不是葉片中本來(lái)就有的？如果不能，說(shuō)明原因，怎樣解決呢？
學(xué)生小組討論。
教師歸納并提示：只要我們?nèi)サ羧~片中原有的淀粉，就能說(shuō)明淀粉是綠葉光合作用產(chǎn)生。如何去掉葉片中原有的淀粉？
學(xué)生小組討論，教師點(diǎn)撥，師生歸納總結(jié)：暗處理，消耗掉葉片中原有的淀粉。
教師：葉片中原有的淀粉被消耗掉，要不要檢測(cè)？
教師：通過(guò)酒精脫色碘液染色進(jìn)行檢測(cè)，這片葉片能不能再使用了？能不能再進(jìn)行光合作用產(chǎn)生淀粉？我們?nèi)绾谓鉀Q這個(gè)問(wèn)題。
學(xué)生小組討論，教師點(diǎn)撥，師生歸納總結(jié)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的重要原則：部分遮光，形成對(duì)照實(shí)驗(yàn)。
教師：難道我們不怕天竺葵未遮光部分光合作用制造的淀粉，運(yùn)到遮光部分么？
教師強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)中選材的重要性：天竺葵是陰生植物，葉片薄，葉脈不發(fā)達(dá)，運(yùn)送有機(jī)物速度緩慢。所以，光照0.5～1 h，未遮光部分光合作用制造的淀粉未運(yùn)到遮光部分。光照的時(shí)間不能太長(zhǎng)，但能不能太短？原因是什么？
學(xué)生：光照時(shí)間不能太長(zhǎng)，太長(zhǎng)未遮光部分光合作用制造的淀粉運(yùn)到遮光部分，檢測(cè)時(shí)葉片全部顯藍(lán)色；光照時(shí)間不能太短，太短未遮光部分光合作用還沒(méi)制造淀粉，檢測(cè)時(shí)葉片均不顯藍(lán)色。
教師：既然，我們的設(shè)計(jì)思路明確了，實(shí)驗(yàn)過(guò)程能不能寫出來(lái)呢？下列問(wèn)題能不能解決？
教師利用課件展示已解決和待解決的問(wèn)題：
（1） 根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路，說(shuō)出該實(shí)驗(yàn)的步驟。
（2） 為什么要暗處理？暗處理的時(shí)間能不能太短？
（3） 部分遮光的目的是什么？
（4） 光照的目的是什么？為什么要對(duì)光照的時(shí)間進(jìn)行控制，光照時(shí)間過(guò)短和過(guò)長(zhǎng)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)造成什么影響？
（5） 酒精脫色的目的是什么？為什么要進(jìn)行水浴加熱而不是直接給酒精加熱？
（6） 酒精脫色后要將葉片在清水中漂洗，滴加碘液染色后，也要將葉片進(jìn)行漂洗，兩次漂洗的目的分別是什么？
學(xué)生思考解決這些問(wèn)題后，教師演示實(shí)驗(yàn)后三步：取下紙片、酒精脫色和碘液染色。并要求學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析：
（1） 取下黑紙片，遮光的部分和未遮光的部分顏色上有沒(méi)有什么明顯的變化？
（2） 酒精脫色的過(guò)程中，葉片的顏色如何變化？酒精的顏色呢？
（3） 碘液染色后，看到什么現(xiàn)象？
（4） 若整個(gè)葉片全部被染成藍(lán)色，試分析主要原因是什么？若整個(gè)葉片未被染成藍(lán)色，主要原因是什么？
3 課堂小結(jié)，并寫出板書
植物光合作用的實(shí)質(zhì)――綠葉在光下制造淀粉。
（1） 檢測(cè)：碘液遇淀粉變藍(lán)。
（2） 實(shí)驗(yàn)過(guò)程：① 暗處理；② 部分遮光；③ 照光；④ 取下黑紙片；⑤ 酒精脫色；⑥ 碘液染色。
（3） 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：未遮光部分顯藍(lán)色。
（4） 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：綠葉光下光合作用制造淀粉。
（5） 結(jié)果分析：① 葉片全染成藍(lán)色――暗處理時(shí)間不足；照光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。
② 葉片未染上藍(lán)色――光照時(shí)間不足；葉片全遮光。
4 課堂評(píng)價(jià)
[習(xí)題]下面是探究“綠葉在光下制造淀粉”的實(shí)驗(yàn)步驟，請(qǐng)按要求作答：
① 照光 ② 部分遮光 ③ 暗處理 ④ 取下黑紙片 ⑤ 碘液染色 ⑥ 酒精脫色
（1） 該實(shí)驗(yàn)的正確順序是 ；
（2） 部分遮光的目的是 ，暗處理的目的是
；
（3） 碘液染色后，看到的現(xiàn)象是 ，因此我們得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論 ；
（4） 除了部分遮光失敗原因外，若整個(gè)葉片被染成藍(lán)色，最可能的原因是
；若整個(gè)葉片未被染上藍(lán)色，最可能的原因是
；
（5） 你能寫出光合作用的反應(yīng)式么？
。
5 分析與反思
中圖分類號(hào)：G420 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1003-2851（2011）09-00-01
合作學(xué)習(xí)是我國(guó)基礎(chǔ)教育課程改革極力倡導(dǎo)的三大學(xué)習(xí)方法之一，也是當(dāng)今世界學(xué)習(xí)研究的重要方式之一，它開(kāi)辟了現(xiàn)代教學(xué)研究的新領(lǐng)域，發(fā)展了課堂教學(xué)互動(dòng)理論，強(qiáng)調(diào)協(xié)作、分享精神，能夠?yàn)閷W(xué)生在社會(huì)性的群體中的適應(yīng)和發(fā)展做準(zhǔn)備，因此正被廣泛地應(yīng)用于課堂教學(xué)中。但在具體操作過(guò)程中，由于一些教師沒(méi)能很好地培養(yǎng)學(xué)生掌握一定的合作技能，從而使合作學(xué)習(xí)流于形式，達(dá)不到預(yù)期的效果。筆者在最初的實(shí)施過(guò)程中也曾迷茫徘徊過(guò)，甚至也曾步入流于形式的誤區(qū)，沒(méi)有真正發(fā)揮小組合作的作用，但在教學(xué)實(shí)踐過(guò)程中經(jīng)過(guò)不斷的探索和嘗試，并閱讀大量有關(guān)合作學(xué)習(xí)方面的書籍，逐漸悟出許多合作課堂難以達(dá)到預(yù)期的效果，一個(gè)很重要的原因就是在于學(xué)生沒(méi)有掌握一定的合作技能，不會(huì)交流，從而不會(huì)合作。那么在實(shí)施合作學(xué)習(xí)的過(guò)程中學(xué)生要掌握哪些合作技能呢？約翰遜兄弟等研究后認(rèn)為在小組活動(dòng)的不同階段學(xué)生應(yīng)掌握的合作技能是不同的。
在這里我以高中生物“影響光合作用的因素”的合作學(xué)習(xí)為例來(lái)闡述學(xué)生應(yīng)掌握的技能，教師在提出“前面我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了光合作用的過(guò)程，那么哪些因素能夠影響光合作用的速率，又是怎樣影響的呢？”的合作問(wèn)題后，將學(xué)生分成若干個(gè)異質(zhì)性小組，為保證小組成員在合作學(xué)習(xí)中人到心到，首先應(yīng)培養(yǎng)學(xué)生“形成規(guī)范”這一技能，即要求小組成員應(yīng)遵守紀(jì)律，不要吵鬧，說(shuō)話要輕聲細(xì)語(yǔ)，能輪流發(fā)言，不要輕易打斷其他小組成員的發(fā)言，不要說(shuō)一些與所談問(wèn)題的話。因此剛開(kāi)始實(shí)施時(shí)最好專門設(shè)立一位監(jiān)督員來(lái)控制聲響，維持秩序。在學(xué)生形成規(guī)范后就要培養(yǎng)學(xué)生的第二個(gè)技能――“發(fā)揮功能”，要求小組成員人人參與，都能提出自己的見(jiàn)解。在進(jìn)行“影響光合作用的因素”合作學(xué)習(xí)的過(guò)程中，不同的學(xué)生提出的問(wèn)題不同，有的學(xué)生提出“光能影響光合作用的速率”，有的學(xué)生提出“二氧化碳能影響光合作用的速率”，還有的學(xué)生提出“溫度也能影響光合作用的速率”等等，小組成員之間彼此能分享材料、觀點(diǎn)或意見(jiàn)。對(duì)于不同的觀點(diǎn)或意見(jiàn)，小組成員可以提問(wèn)、質(zhì)疑，請(qǐng)求小組同伴的幫助和協(xié)同，如有的學(xué)生提出“溫度怎么會(huì)影響光合作用的速率呢？我不太理解，你能不能給我解釋一下？”那么被質(zhì)疑的成員應(yīng)進(jìn)行解釋和說(shuō)明：“因?yàn)闇囟饶軌蛴绊懨傅幕钚?，而光合作用過(guò)程中有很多的酶參與，特別是暗反應(yīng)階段?！钡鹊取＿@樣小組的成員之間都能分享觀點(diǎn)和想法，深層把握思維過(guò)程，而這正是小組成功的基礎(chǔ)。同時(shí)小組的成員應(yīng)通過(guò)陳述和重申活動(dòng)的任務(wù)或要求、建議有效完成任務(wù)的程序等來(lái)引導(dǎo)幫助小組活動(dòng)向正確的方向發(fā)展。
是不是掌握上面兩種技能就可以了呢？當(dāng)然不行，要想加深對(duì)學(xué)習(xí)材料和所討論問(wèn)題的理解，形成高質(zhì)量的合作學(xué)習(xí)過(guò)程，就必須培養(yǎng)學(xué)生掌握第三種技能,即“確立程式”，這種技能要求學(xué)生能夠?qū)倓傞喿x或討論過(guò)的材料在不看的情況下進(jìn)行口頭總結(jié)，小組其他成員要適當(dāng)?shù)赜枰匝a(bǔ)充乃至正完善，使小組對(duì)學(xué)習(xí)材料的概括和總結(jié)更加準(zhǔn)確可靠。例如學(xué)生剛才已經(jīng)通過(guò)閱讀一些有關(guān)光合作用方面的材料，并通過(guò)思考提出了一些自己的觀點(diǎn)，那么這時(shí)就要在不看課本和筆記材料的情況下口頭表達(dá)出來(lái)，如某學(xué)生是這樣說(shuō)的：“光能影響光合作用的速率是因?yàn)樵诠夥磻?yīng)中葉綠體中的色素可以吸收光能，把光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，因此光通過(guò)影響光合作用的光反應(yīng)來(lái)影響光合作用的，因此光照的強(qiáng)弱能夠影響光合作用的速率，光照越強(qiáng)，光合作用的速率就越快，光照越弱，光合作用的速率就越慢?！贝藭r(shí)小組的其他成員就會(huì)提出：“我覺(jué)得光對(duì)光合作用速率的影響不僅僅只有光照的強(qiáng)弱，可能還有其他的，比如光照時(shí)間的長(zhǎng)短?！边@樣小組成員就繼續(xù)圍繞這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行討論，有的成員此時(shí)可能就會(huì)想到前面學(xué)習(xí)過(guò)的葉綠體中的色素主要吸收紅橙光和藍(lán)紫光，也就是在合作學(xué)習(xí)過(guò)程中要注意把學(xué)習(xí)的材料和所討論的問(wèn)題同以前學(xué)過(guò)的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來(lái)。這樣學(xué)生通過(guò)討論就會(huì)得出除了光照的強(qiáng)弱（即光照強(qiáng)度）能影響光合作用的速率外，光質(zhì)，光照時(shí)間的長(zhǎng)短都能夠影響光合作用的速率。小組成員間通過(guò)補(bǔ)充正逐漸完善了某一成員的總結(jié)，使小組對(duì)學(xué)習(xí)材料的概括和總結(jié)更加可靠。為加深光對(duì)光合作用速率的影響的理解和記憶，小組同伴繪制了光照強(qiáng)度對(duì)光合作用速率影響的坐標(biāo)圖。當(dāng)然在其他的合作小組中還可以采用制表、口訣、公式、關(guān)鍵詞、提綱、摘要、小結(jié)、改寫、復(fù)述等其他方法。
要促進(jìn)小組成員對(duì)已有學(xué)習(xí)材料的再認(rèn)識(shí)，保證小組成員充分發(fā)揮自己的思維能力，從多角度出發(fā)分析解決問(wèn)題，要培養(yǎng)學(xué)生掌握“思維發(fā)酵”這一技能。學(xué)生在討論、總結(jié)、制圖后，有的小組成員思考后發(fā)現(xiàn)并不是光照越強(qiáng)，光合作用的速率越快，這時(shí)他就要表明自己的不同觀點(diǎn)，當(dāng)然規(guī)則是就事論事，不出現(xiàn)人格貶損或出言不遜的做法。然后小組成員查明思考問(wèn)題時(shí)的差異所在，在充分討論的基礎(chǔ)上，將全組的觀點(diǎn)進(jìn)行概括、提煉和整合，最后得出“在一定的光照強(qiáng)度范圍內(nèi)，光合作用的速率隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增快，超過(guò)一定光照強(qiáng)度后，光合作用的速率不再隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增快”。小組成員要互相求證事實(shí)與推理的可靠性，澄清答案或結(jié)論的合理性，“為什么光照強(qiáng)度超過(guò)一定范圍后光合作用的速率就不再隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增快呢？什么原因？”學(xué)生通過(guò)提出這樣一些深度問(wèn)題來(lái)推進(jìn)理解光照強(qiáng)度對(duì)光合作用速率的影響這一過(guò)程。
當(dāng)然要使學(xué)生掌握合作技能，首先要確保學(xué)生明白合作技能的重要性，通過(guò)講解使學(xué)生理解每項(xiàng)技能的確切含義，通過(guò)安排一些要完成具體任務(wù)的活動(dòng)角色，提供練習(xí)機(jī)會(huì)，使學(xué)生的技能得到鍛煉，要為學(xué)生做出示范，并定期對(duì)技能進(jìn)行提示、提醒、監(jiān)督。教會(huì)學(xué)生能對(duì)技能的運(yùn)用情況展開(kāi)討論、反思，以便能更有效地運(yùn)用這些技能。絕大多數(shù)技能的形成都有一個(gè)緩慢學(xué)習(xí)的過(guò)程，要確保每個(gè)學(xué)生時(shí)常進(jìn)行技能練習(xí)，只有充足的練習(xí)才能使技能成為他的行為習(xí)慣。這樣他們就會(huì)自然而然地、很樂(lè)意地在合作學(xué)習(xí)中運(yùn)用了。
中圖分類號(hào)：G623 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2014）07（b）-0180-01
人教版必修1《分子與細(xì)胞》第5章第4節(jié)“能量之源――光與光合作用”，是“細(xì)胞的代謝”單元的重點(diǎn)內(nèi)容，學(xué)好本節(jié)內(nèi)容不僅有利于深入理解代謝的本質(zhì)，還為后面生態(tài)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。在《普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）》中對(duì)本節(jié)的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)要求是：“說(shuō)明光合作用以及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過(guò)程”“研究影響光合作用速率的環(huán)境因素”，分別屬于理解水平和應(yīng)用水平，在多年來(lái)的全國(guó)及各地高考中，光合作用是必考的，其重要性可想而知。筆者就自己多年生物教學(xué)中對(duì)課 本圖1“光合作用過(guò)程的圖解”（以下簡(jiǎn)稱圖解）的理解與應(yīng)用談?wù)勛约旱男牡谩?/p>
1 利用圖解，總結(jié)光合作用中的物質(zhì)變化和能量變化及兩個(gè)階段的聯(lián)系
教學(xué)中，我先讓學(xué)生仔細(xì)觀察圖解，然后提出一系列問(wèn)題讓學(xué)生思考：光合作用分幾個(gè)階段？各個(gè)階段的場(chǎng)所在哪兒？光反應(yīng)階段的需要的原料及產(chǎn)物各是什么？光能被吸收后到哪兒去了？光反應(yīng)階段的物質(zhì)變化的反應(yīng)式該怎樣書寫？暗反應(yīng)階段需要的原料及產(chǎn)物各是什么？暗反應(yīng)階段的物質(zhì)變化的反應(yīng)式該怎樣書寫？光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段有什么聯(lián)系？通過(guò)對(duì)以上問(wèn)題的思考，學(xué)生不難得出光合作用的物質(zhì)變化及能量變化過(guò)程。即：
光反應(yīng)階段的物質(zhì)變化：
水的光解：H2OO2+2[H]
光合磷酸化：ADP+Pi+能量ATP
光反應(yīng)階段的能量變化：光能轉(zhuǎn)變?yōu)锳TP中活躍的化學(xué)能。
暗反應(yīng)階段的物質(zhì)變化：
CO2的固定：CO2+C52C3（注意，暗反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)：C5∶C3=1∶2）
C3化合物的還原：2C3+2[H]+ATP
C5+（CH2O）+ADP+Pi
暗反應(yīng)階段的能量變化：ATP中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)椋–H2O）中穩(wěn)定的化學(xué)能。
光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的關(guān)系：從圖解不難看出，光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供還原劑[H]和能量ATP，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi；沒(méi)有光反應(yīng)，暗反應(yīng)無(wú)法進(jìn)行，沒(méi)有暗反應(yīng)，有機(jī)物無(wú)法合成。
2 利用圖解，總結(jié)影響光合作用的外部因素及對(duì)圖解的標(biāo)注
光對(duì)光合作用的影響：從光的角度分析，影響因素包括了光照強(qiáng)度、光照時(shí)間、光照面積和光質(zhì)四個(gè)方面。從而對(duì)原圖進(jìn)行標(biāo)注。
CO2對(duì)光合作用的影響： CO2是光合作用的原料，CO2n濃度對(duì)光合作用的影響在生產(chǎn)上的應(yīng)用表現(xiàn)為：施用有機(jī)肥；大棚作物可用CO2發(fā)生器等適當(dāng)提高棚內(nèi)CO2濃度；大田生產(chǎn)中的“正其行，通其風(fēng)”等。
水對(duì)光合作用的影響：植物缺水時(shí)，一方面使細(xì)胞的整體代謝速度降低；另一方面導(dǎo)致植物葉片氣孔關(guān)閉，CO2供應(yīng)不足，植物光合作用下降。生產(chǎn)上通過(guò)適時(shí)適量的合理灌溉來(lái)解決作物對(duì)水的需求。
3 利用圖解，解析高考真題，深化對(duì)圖解的把握
例1：（2011課標(biāo)，3）番茄幼苗在缺鎂的培養(yǎng)液中培養(yǎng)一段時(shí)間后，與對(duì)照組相比，其葉片光合作用強(qiáng)度下降，原因是（ ）
A.光反應(yīng)強(qiáng)度升高，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低
B.光反應(yīng)強(qiáng)度降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低
C.光反應(yīng)強(qiáng)度不變，暗反應(yīng)強(qiáng)度降低
D.光反應(yīng)強(qiáng)度降低，暗反應(yīng)強(qiáng)度不變
解析：選B。學(xué)生頭腦中只要有光合作用的圖解，稍加分析，可發(fā)現(xiàn)鎂是葉綠素的組成成分，缺鎂會(huì)導(dǎo)致葉綠素缺少而使光反應(yīng)強(qiáng)度降低，[H]和ATP合成不足而使暗反應(yīng)強(qiáng)度也降低。
例2：（2009海南單科，15）在其他條件適宜的情況下，在拱試植物正常進(jìn)行光合作用時(shí)突然停止光照，并在黑暗中立即開(kāi)始連續(xù)取樣分析，在短時(shí)間內(nèi)葉綠體中C3和C5化合物含量的變化是
A.C3和C5都迅速減少
B.C3和C5都迅速增加
C.C3迅速增加，C5迅速減少
D.C3迅速減少，C5迅速增加
解析：選C。突然停止光照后，光反應(yīng)供給暗反應(yīng)的[H]，ATP減少，C3的還原受阻而C5和CO2生成C3的速度短時(shí)間不變，所以C3積累C5減少。
例3：（2010海南單科，4）光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供的物質(zhì)是（ ）
首先，為了很好地選擇和實(shí)施課堂教學(xué)方法，要了解學(xué)生的生活環(huán)境、心理狀況，以及學(xué)生熟悉的生物環(huán)境。其次，要備學(xué)生知道的生物基礎(chǔ)知識(shí)。
2.運(yùn)用科學(xué)的教學(xué)方法
激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣。學(xué)生對(duì)生物的學(xué)習(xí)，很大程度上，跟教師有關(guān)系，一個(gè)幽默風(fēng)趣的教師，可以喚起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的欲望。所以，在課堂上，要對(duì)學(xué)生進(jìn)行引導(dǎo)，讓他們根據(jù)教師提出的問(wèn)題，去思考，調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，不斷提高對(duì)生物的學(xué)習(xí)樂(lè)趣。
3.生物課堂要貼近學(xué)生生活
我們?cè)谥v課本內(nèi)容時(shí)，把與現(xiàn)實(shí)生活結(jié)合起來(lái)。教師可以通過(guò)多媒體展示與生活相關(guān)的圖片，讓學(xué)生通過(guò)這些圖片，進(jìn)行思考，聯(lián)系生物知識(shí)，解釋出現(xiàn)的現(xiàn)象，學(xué)以致用。學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣得到激發(fā)。讓學(xué)生在課堂中做自己的主人，學(xué)生自行安排自己的時(shí)間，發(fā)揮主觀能動(dòng)性。
4.生物課堂多樣化
根據(jù)生物學(xué)科本身的特點(diǎn)，它是和人們的生產(chǎn)、生活、實(shí)踐聯(lián)系比較緊密的學(xué)科。因此，我們組織學(xué)生去野外觀察、學(xué)習(xí)來(lái)促進(jìn)生物課堂教學(xué)的成功。
二、發(fā)散思維在生物教學(xué)中的運(yùn)用
光合作用由于學(xué)生具有好奇心和求知的欲望，這就促進(jìn)學(xué)習(xí)、思考。根據(jù)這一特點(diǎn)，我們生物教師可以充分利用教學(xué)資源，即地圖，包括地圖冊(cè)、生物掛圖、生物插圖等，還可以用幻燈片、電視、錄相、多媒體等多種形式。下面我們以光合作用這一節(jié)課進(jìn)行具體的分析。植物有一項(xiàng)很重要的功能，即光合作用。對(duì)于這個(gè)概念的理解，教師要進(jìn)行講解，讓學(xué)生明白，人有沒(méi)有光合作用，光合作用是植物在白天進(jìn)行的一種能量轉(zhuǎn)化，即二氧化碳和水在光照的條件下，在葉綠體中進(jìn)行反應(yīng)，最后生成氧氣和有機(jī)物的過(guò)程。這一過(guò)程中，光合作用產(chǎn)生了氧氣，可以供給人和動(dòng)物的呼吸，教師引導(dǎo)學(xué)生思考，晚上能不能把很多植物房子屋子里面呢？學(xué)生通過(guò)思考，晚上植物沒(méi)有光合作用，主要是呼吸作用，那么呼吸作用就要吸收氧氣，與人爭(zhēng)奪氧氣。所以，在晚上，最好將植物放在室外。而光合作用的一組探索性實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒?，則是教學(xué)中突出重點(diǎn)和突破難點(diǎn)的關(guān)鍵。
（一）課堂教學(xué)先學(xué)后教的方法
教師在講這一節(jié)的內(nèi)容時(shí)候，可以讓學(xué)生以小組為單位，進(jìn)行資料的搜集、整理，等上課的時(shí)候，讓中學(xué)生以小組的形式，進(jìn)行代表發(fā)言，將你們搜集到的知識(shí)講給其他同學(xué)聽(tīng)，其他組內(nèi)針對(duì)這一組同學(xué)的匯報(bào)，提出自己的質(zhì)疑，教師寫到黑板上，分條進(jìn)行解釋。最后利用多媒體展示光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程。這樣，可以讓學(xué)生在主動(dòng)探究過(guò)程中，體會(huì)最后獲得真理的感動(dòng)。通過(guò)多媒體動(dòng)畫，教師展示“光合作用需要二氧化碳”和“光合作用產(chǎn)生氧氣”兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生更加深刻的明白了原理。同時(shí)，讓學(xué)生分組進(jìn)行有關(guān)光合作用的一組探索性實(shí)驗(yàn)，學(xué)生通過(guò)自己做實(shí)驗(yàn)，更加明白了實(shí)驗(yàn)的重要性，通過(guò)實(shí)驗(yàn)，可以得出真理性的知識(shí)結(jié)論，從而學(xué)會(huì)了光合作用這節(jié)課的主要內(nèi)容。然后，教師在通過(guò)一些相關(guān)的練習(xí)題，將學(xué)會(huì)這部分內(nèi)容。總之，通過(guò)學(xué)生自己做實(shí)驗(yàn)去探究，這樣對(duì)光合作用的概念有了更深刻的理解，同時(shí)培養(yǎng)了他們認(rèn)識(shí)問(wèn)題，主動(dòng)探究的能力，還有對(duì)創(chuàng)新能力的思維的培養(yǎng)也起到了很重要的作用，啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)來(lái)說(shuō)明或解決實(shí)際問(wèn)題，在分析和說(shuō)明問(wèn)題過(guò)程中領(lǐng)悟光合作用在生物界乃至整個(gè)自然界中的重要意義。不斷提高學(xué)生的自身的各方面的能力，更好地為學(xué)習(xí)新的內(nèi)容做好鋪墊。
（二）學(xué)生逆向思維能力的訓(xùn)練
1.通過(guò)例題示范,克服思維定勢(shì)。在做練習(xí)題的過(guò)程中，教師要給學(xué)生舉一些與生活相關(guān)的實(shí)際事情，這樣，學(xué)生在面對(duì)自己在日常生活中就能遇到的事情時(shí)，就會(huì)覺(jué)得很熟悉，理解起來(lái)也很容易，從而打開(kāi)學(xué)生逆向思維的能力，引導(dǎo)他們對(duì)問(wèn)題的思考方式的轉(zhuǎn)變，防止固定在一種思維上去思考問(wèn)題，這樣就造成了思維定勢(shì)了。
教材在光合作用一節(jié)中首先通過(guò)幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)講述了光合作用發(fā)現(xiàn)的過(guò)程。教學(xué)時(shí)，我重點(diǎn)介紹了科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和方法。例如，在介紹1880年德國(guó)科學(xué)家恩吉爾曼用水綿做實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我簡(jiǎn)要介紹了水綿的生理特征之后，先請(qǐng)學(xué)生自己閱讀“實(shí)驗(yàn)過(guò)程”，然后提出問(wèn)題：此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處何在？大部分學(xué)生都是從實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程上找答案，惟獨(dú)忽略了“選擇實(shí)驗(yàn)材料的重要性”這個(gè)問(wèn)題。我就引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合水綿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，葉綠體在細(xì)胞中又呈螺旋狀分布。想到這樣的葉綠體不僅受光面積大，也便于觀察、分析和研究，并且強(qiáng)調(diào)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的選擇是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素之一。聯(lián)系前不久剛做過(guò)的“觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)”實(shí)驗(yàn)，觀察不到細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的原因，主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)材料選擇不當(dāng)造成的。這樣使學(xué)生認(rèn)識(shí)到選擇一種理想的實(shí)驗(yàn)材料，可以使實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯可靠，也是成功的先決條件。通過(guò)這些講述不僅拓寬了學(xué)生的思路，而且使學(xué)生清醒地意識(shí)到選擇實(shí)驗(yàn)材料的重要性。接著提問(wèn)：恩吉爾曼設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí)，為何要把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣并且是黑暗的環(huán)境里呢？學(xué)生經(jīng)過(guò)討論，一致認(rèn)為：排除了氧氣和光線的影響，保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。為什么要選用極細(xì)的光束照射，并且用好氧細(xì)菌檢測(cè)？ 學(xué)生回答：這樣能夠準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧氣的部位。再問(wèn)為什么要做黑暗、局部、曝光的對(duì)比實(shí)驗(yàn)？ 學(xué)生回答：可明確結(jié)果全是由光照引起的。這樣學(xué)生就自然得出氧是葉綠體釋放的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所的結(jié)論。
通過(guò)啟發(fā)誘導(dǎo)使學(xué)生明確：提出問(wèn)題創(chuàng)立假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果再實(shí)驗(yàn)再觀察，直到找出事物內(nèi)在的必然聯(lián)系，這不僅是光合作用發(fā)現(xiàn)的基本過(guò)程，而且還是生物科學(xué)研究的基本過(guò)程。從科學(xué)的角度看生物學(xué)教學(xué)的實(shí)驗(yàn)，可訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力、思維能力和分析能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法，從而達(dá)到提高其綜合素質(zhì)的目的。
二、利用色素的提取分離實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力
物學(xué)是落實(shí)素質(zhì)教育的極好時(shí)機(jī)，如在光合作用中安排的“葉綠體中色素的提取及分離”實(shí)驗(yàn)中，毛細(xì)吸管劃濾液細(xì)線不是太粗就是不齊，要不就是把紙劃破，直接影響實(shí)驗(yàn)效果。后來(lái)學(xué)生自己想辦法，不用毛細(xì)吸管，而是把濾紙?jiān)阢U筆線處折疊，直接在濾液上劃。這樣的濾液細(xì)線不僅細(xì)齊，而且沾上的色素多，在濾紙上析出的色素帶明顯，學(xué)生不僅了解了葉綠體中色素的種類及含量，鞏固強(qiáng)化了課本知識(shí)，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力和思維能力，使教學(xué)質(zhì)量明顯提高。
三、利用同位素標(biāo)記法，了解學(xué)科間的滲透作用
隨著科學(xué)的發(fā)展和人們研究的深入，各學(xué)科之間的聯(lián)系越來(lái)越密切，在教學(xué)中客觀地把握它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提高學(xué)生的思維能力，而且能促進(jìn)知識(shí)的發(fā)散。生物學(xué)的發(fā)展與物理、化學(xué)的發(fā)展關(guān)系密切。也正是由于理化知識(shí)的介入，才使人們對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到分子水平。例如，光合作用關(guān)于產(chǎn)物之一的O2究竟來(lái)自反應(yīng)物中的H2O還是CO2，就是利用物理學(xué)方法――同位素標(biāo)記法來(lái)解決的。再如，葉綠體中色素的分離是利用化學(xué)方法――紙層析法來(lái)達(dá)到目的的。
另外，在生物教學(xué)中我還經(jīng)常運(yùn)用哲學(xué)原理。哲學(xué)似乎與生物學(xué)毫不相干，事實(shí)上量變與質(zhì)變、運(yùn)動(dòng)與靜止、內(nèi)因與外因、對(duì)立與統(tǒng)一辯證的觀點(diǎn)在生物學(xué)中隨處可見(jiàn)。例如，介紹光合作用過(guò)程時(shí)，我說(shuō)雖然從新陳代謝的角度看光合作用是一個(gè)同化過(guò)程，但是其中也伴隨著物質(zhì)和能量釋放即異化作用。如暗反應(yīng)中ATPADP+Pi+能量，我從對(duì)立統(tǒng)一規(guī)律這一角度介紹說(shuō)：矛盾是一切事物發(fā)展的源泉，世界上任何事物都充滿著矛盾。生物體的生命活動(dòng)正是在物質(zhì)的合成與分解這對(duì)矛盾的對(duì)立統(tǒng)一中不斷完成新陳代謝等生命活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)自我更新的。
這樣處理教材的目的是通過(guò)教材具體的事例向?qū)W生滲透辯證唯物主義的思想。一方面可以加深學(xué)生對(duì)生物知識(shí)及辯證唯物主義的理解，更重要的是有助于學(xué)生科學(xué)世界觀的形成。
“綠葉就像個(gè)來(lái)料加工廠，原料、產(chǎn)品我們都清楚，然而這個(gè)工廠的大門一直緊閉，我們不知道工廠內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，也不知道工人們?nèi)绾喂ぷ?。”中?guó)科學(xué)院院士、結(jié)構(gòu)生物學(xué)家常文瑞，這樣比喻光合作用機(jī)理的“神秘感”。
“地球每年經(jīng)光合作用產(chǎn)生的物質(zhì)有1730億～2200億噸，其中蘊(yùn)含的能量相當(dāng)于全世界能源消耗總量的10倍～20倍，但目前的利用率不到3％?！彼嬖V《望東方周刊》，光合作用是高效利用太陽(yáng)能的最好榜樣，破解光合作用神秘機(jī)制，將為建立“人工光合作用系統(tǒng)”，繼而開(kāi)發(fā)清潔、高效的新能源提供結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。
主持測(cè)定了我國(guó)第一個(gè)膜蛋白晶體結(jié)構(gòu)的常文瑞，向本刊記者展示了一幅高等植物(菠菜)捕光復(fù)合物在原子水平上的三維結(jié)構(gòu)圖，圖中，一些紅色、綠色、黃色的“色素分子”，附著在一條條白色的“飄帶”上，精巧而鮮艷。
“白色的飄帶代表蛋白質(zhì)，彩色的是葉綠索、胡蘿卜素等色素分子，它們是植物吸收太陽(yáng)光的‘天線’?！背Ｎ娜鸾忉屨f(shuō)，色素分子的定位并非雜亂無(wú)章，而是很巧妙地組成了一個(gè)高效吸收和傳遞太陽(yáng)光能的網(wǎng)絡(luò)?？疾焐胤肿酉鄬?duì)的方位、距離和排布規(guī)律，為認(rèn)識(shí)和模擬植物捕光機(jī)制提供了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，人類在“跟著菠菜捕捉陽(yáng)光”的道路上又往前邁進(jìn)了一步。
“高效捕光”的靈感
誰(shuí)是最大的資源消費(fèi)國(guó)?常文瑞向記者展示了美國(guó)國(guó)防部的氣象衛(wèi)星拍攝的人造夜空?qǐng)D片：擁有世界4.6％人口的美國(guó)生產(chǎn)了16.8％的能源，消耗了23.4％的能源。
“十幾年前，中國(guó)的領(lǐng)土上，只有上海、北京附近的夜空有一點(diǎn)光亮，現(xiàn)在整個(gè)東部地區(qū)也都亮起來(lái)了。”他說(shuō)，“已經(jīng)亮起燈光的地方我們不希望它熄滅，我們要做的是讓中國(guó)的廣大中西部地區(qū)也亮起來(lái)。中國(guó)需要更多的能源!”
但按照現(xiàn)有世界能源消費(fèi)水平計(jì)算，能源儲(chǔ)備僅夠用100年，樂(lè)觀點(diǎn)，200年。而且隨著社會(huì)的發(fā)展，能源需求量逐年增加，到2025年，世界各國(guó)對(duì)電力的需求將翻一番。
能源枯竭的同時(shí)，大氣中二氧化碳的濃度災(zāi)難性地持續(xù)增高。有研究表明，即使通過(guò)節(jié)能減排等人為方式把空氣中的二氧化碳水平降下來(lái)，其影響還是會(huì)持續(xù)幾百年。
“結(jié)論就是，節(jié)能減排和開(kāi)發(fā)新的、可再生的清潔能源。”常文瑞認(rèn)為，太陽(yáng)能無(wú)疑將是最主要的新能源。
太陽(yáng)每小時(shí)灑向地球表面的能量，相當(dāng)于地球每年消耗的能量總和；太陽(yáng)每天灑向地球表面的能量，相當(dāng)于地球現(xiàn)有能源儲(chǔ)備的總和，會(huì)不會(huì)利用、怎樣高效利用就成了關(guān)鍵。
常文瑞肯定地告訴記者：“植物的光合作用為高效利用太陽(yáng)能提供了最好的榜樣?！?/p>
“到2050年，光合作用的最重要突破將與能源有關(guān)?！敝灰獙⑻?yáng)能更有效地利用起來(lái)，未來(lái)的能源危機(jī)便可望迎刃而解，全球變曖也可得到有效控制。因此，光合作用已成為開(kāi)發(fā)新一代清潔能源的重要方向。世界主要國(guó)家都已充分認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)，光合作用在未來(lái)清潔能源發(fā)展中的戰(zhàn)略地位空前提高。
揭示光合作用神秘機(jī)制，打開(kāi)“綠色工廠”的大門，一探工廠內(nèi)的生產(chǎn)機(jī)制，成了模擬天然綠葉的光合作用、生產(chǎn)清潔燃料解決未來(lái)能源問(wèn)題的開(kāi)局之戰(zhàn)。
開(kāi)啟“綠色工廠”大門
常文瑞帶領(lǐng)的科研團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)6年時(shí)間，成功測(cè)定了“菠菜主要捕光復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)”，從而率先破解了這一國(guó)際公認(rèn)的、具有高度挑戰(zhàn)性的科技前沿難題。
“主要捕光復(fù)合物是什么?它有怎樣的重要性?”面對(duì)記者的疑問(wèn)，常文瑞解釋說(shuō)，如果把葉片的一角切下來(lái)放大，發(fā)現(xiàn)綠葉由葉綠體組成；再放大，發(fā)現(xiàn)葉綠體內(nèi)由一層層的類囊體膜組成；再放大，就會(huì)發(fā)現(xiàn)膜里鑲嵌著一團(tuán)團(tuán)由色素和蛋白組成的復(fù)合體。
“光合作用過(guò)程中的光反應(yīng)，就是通過(guò)一系列這樣的由色素分子和蛋白質(zhì)構(gòu)成的復(fù)合體協(xié)作完成的。”常文瑞說(shuō)，其中參與光能吸收、傳遞和光能轉(zhuǎn)換的兩類最基本的色素一蛋白復(fù)合體是：反應(yīng)中心和捕光天線復(fù)合物。捕光天線復(fù)合物吸收太陽(yáng)能并將其傳遞給反應(yīng)中心；反應(yīng)中心是光誘導(dǎo)的電荷分離引起的能量轉(zhuǎn)換的“工廠”。
“捕光是光合作用中最原初的過(guò)程，它包含了光能的吸收以及激發(fā)能向引起電荷分離的反應(yīng)中心傳遞的過(guò)程?！背Ｎ娜鸶嬖V記者。
媲美“登月工程”的“人工葉”
基于目前對(duì)光合作用機(jī)理的認(rèn)識(shí)，常文瑞告訴本刊記者：“利用光合作用中水裂解的機(jī)制，實(shí)現(xiàn)從水中獲得氫能源的理想，在2050年有望實(shí)現(xiàn)?！?/p>
最近，英國(guó)倫敦帝國(guó)學(xué)院?jiǎn)?dòng)了一項(xiàng)金額達(dá)100萬(wàn)英鎊的“人工葉”計(jì)劃，他們?cè)噲D創(chuàng)造一個(gè)可以模擬天然綠葉光合作用的人工系統(tǒng)，產(chǎn)生清潔燃料氫和甲醇，為燃料電池或環(huán)保汽車提供能量。
常文瑞告訴記者，歐洲科學(xué)基金會(huì)預(yù)計(jì)到2050年，在歐洲和一些別的地區(qū)大部分的燃料都將會(huì)從人工葉片中獲得，“他們認(rèn)為，如果人工葉片計(jì)劃成功實(shí)現(xiàn)，意義可以媲美登月工程?！?/p>
“利用光合作用原理可以實(shí)現(xiàn)從光能到化學(xué)能的轉(zhuǎn)變，通過(guò)截流電子流直接生產(chǎn)電能，可以制造生物光伏電池?！彼榻B，2004年，美國(guó)科學(xué)家已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室把葉綠素光電池變成了現(xiàn)實(shí)?？茖W(xué)家把菠菜的色素蛋白復(fù)合體做成“三明治”，當(dāng)光線照射在這個(gè)“三明治”結(jié)構(gòu)上時(shí)就會(huì)釋放電子，傳到下面的金屬層形成電流，其測(cè)得的太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化效率達(dá)到12％。
找到最合適、最有效的利用光源的微生物，或者制造培養(yǎng)出專門用來(lái)吸收光源的微生物，也是未來(lái)光合作用研究的突破點(diǎn)。
40多年前，人們發(fā)現(xiàn)在無(wú)氧條件下，植物會(huì)激活細(xì)胞內(nèi)部一種可生成氫氣的酶――氫酶。如果這時(shí)讓這些藍(lán)藻照射陽(yáng)光，便會(huì)產(chǎn)生氫氣。據(jù)估計(jì)，如果藻類光合作用的產(chǎn)氫效率能達(dá)到10％，那么5萬(wàn)平方公里藻類接受太陽(yáng)能放出的氫氣就可滿足美國(guó)的全部燃料需要。
新課改下的安徽省高考自主命題也已有多年了，綜觀這幾年的理綜生物試題，我們不難發(fā)現(xiàn)生物學(xué)作為一門理科學(xué)科所具有的理科思維特質(zhì)的重要性日益被重視，而這使傳統(tǒng)的生物課堂教學(xué)更多的注意知識(shí)點(diǎn)的識(shí)記顯得背道而馳，這就給我們一線的生物教師以警示，課改真的不能只流于形式，而要實(shí)實(shí)在在的在教學(xué)上下工夫，真正意義上的落實(shí)好課程標(biāo)準(zhǔn)中的三維目標(biāo)，把生物學(xué)的特色在課堂上充分的展示給學(xué)生，培養(yǎng)學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)。生物學(xué)作為一門理科科學(xué)，更是一門實(shí)驗(yàn)科學(xué)，科學(xué)探究能力的培養(yǎng)對(duì)于提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。當(dāng)然科學(xué)探究并不只局限于實(shí)驗(yàn)教學(xué)，人教版新教材上的“資料分析”“模型建構(gòu)”“技能訓(xùn)練”等等都意在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力?！镀胀ǜ咧猩镎n程（實(shí)驗(yàn)）》在“課程目標(biāo)”部分，對(duì)發(fā)展高中學(xué)生的科學(xué)探究能力提出的11項(xiàng)要求：①客觀地觀察和描述生物現(xiàn)象②通過(guò)觀察或從現(xiàn)實(shí)生活中提出與生物學(xué)相關(guān)的可以探究的問(wèn)題③分析問(wèn)題，闡明與研究該問(wèn)題相關(guān)的知識(shí)④確認(rèn)變量⑤作出假設(shè)和預(yù)期⑥設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案⑦實(shí)施實(shí)驗(yàn)方案，收集證據(jù)⑧利用數(shù)學(xué)方法處理、解釋數(shù)據(jù)⑨根據(jù)證據(jù)作出合理判斷⑩用準(zhǔn)確的術(shù)語(yǔ)、圖表介紹研究方法和結(jié)果，闡明觀點(diǎn)；最后一點(diǎn)就是聽(tīng)取他人的意見(jiàn)，利用證據(jù)和邏輯對(duì)自己的結(jié)論進(jìn)行辯護(hù)以及作必要的反思和修改。而這些要求在高考題中都有所體現(xiàn)，如2011安徽高考理科綜合生物29-Ⅰ就對(duì)上述多項(xiàng)能力進(jìn)行了考察。
1 原題再現(xiàn)
29.Ⅰ.（10分）保水劑是一類高分子聚合物，可提高土壤持水能力及水肥利用率。某生物興趣小組為探究“保水劑和氮肥對(duì)小麥光合作用的影響”，進(jìn)行了以下實(shí)驗(yàn)：
材料用具：相同土壤基質(zhì)栽培的小麥幼苗若干，保水劑，氮肥等。
方法步驟：①選取長(zhǎng)勢(shì)一致的小麥幼苗若干，平均分為A、B、C三組，分別施用適量的保水劑（60kg?hm-2）、氮肥（255kg?hm-2）、保水劑（60kg?hm-2）+氮肥（255kg?hm-2），置于相同的輕度干旱條件下培養(yǎng)，其它培養(yǎng)條件相同且適宜。 ②在小麥灌漿期選擇晴朗無(wú)風(fēng)的上午，于10：00～11：00從每組選取相同數(shù)量的葉片，進(jìn)行CO2吸收量及葉綠素含量的測(cè)定。結(jié)果（均值）如下表：
組號(hào) CO2吸收量/μmol?m-2?s-1 葉綠素含量/mg?g-1
A 10.66 3.07
B 13.04 3.02
C 15.91 3.05
實(shí)驗(yàn)結(jié)論：適量的保水劑與氮肥配施有利于提高小麥光合作用強(qiáng)度。
（1）請(qǐng)指出上述方法步驟的缺陷并改正：步驟① ；步驟② 。
（2）如不考慮方法步驟中的缺陷，從影響光合作用的內(nèi)在因素分析，保水劑與氮肥配施提高了CO2吸收量的原因可能是 。
實(shí)驗(yàn)測(cè)得的CO2 吸收量 （大于、等于、小于）光合作用過(guò)程中CO2實(shí)際消耗量，理由是 。光合作用強(qiáng)度可通過(guò)測(cè)定CO2吸收量，也可以通過(guò)測(cè)定 釋放量計(jì)算。
2 學(xué)生答題情況簡(jiǎn)析
本題考察實(shí)驗(yàn)探究能力，對(duì)其要求④和⑧著重進(jìn)行考察。具體來(lái)說(shuō)，實(shí)驗(yàn)中要遵循對(duì)照原則和單一變量原則，所以步驟①應(yīng)該增加正常生長(zhǎng)，不做特殊處理的對(duì)照試驗(yàn)， 步驟②要保證無(wú)關(guān)變量相同，所以取相同部位的葉片。影響光合作用的內(nèi)在因素有色素和酶。根據(jù)題目表格信息，葉綠素含量幾乎沒(méi)有差別，所以是影響酶的數(shù)量和活性。實(shí)驗(yàn)測(cè)得的CO2吸收量是光合作用過(guò)程中CO2消耗量與呼吸作CO2用釋放量之差，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的CO2 吸收量小于光合作用過(guò)程中CO2實(shí)際消耗量。根據(jù)光合作用的反應(yīng)式，光合作用強(qiáng)度可以用單位時(shí)間反應(yīng)物CO2的消耗量或生成物O2的釋放量來(lái)表示。
二、教學(xué)目標(biāo)
（1）知識(shí)目標(biāo)：能說(shuō)明光合作用及對(duì)它的認(rèn)識(shí)過(guò)程。（2）能力目標(biāo)：初步學(xué)會(huì)科學(xué)探究的一般方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的兩個(gè)基本原則，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)。（3）情感目標(biāo)：學(xué)習(xí)科學(xué)家實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和堅(jiān)忍不拔的意志品質(zhì)。
基于此，我將“光合作用的概念”作為本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。“科學(xué)探究的一般方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的兩個(gè)基本原則”是難點(diǎn)所在。
三、教學(xué)設(shè)想
變教材中經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程為探究過(guò)程，以角色體驗(yàn)法為學(xué)生創(chuàng)造“知識(shí)再發(fā)現(xiàn)”的探究情境，通過(guò)分層教學(xué)和引導(dǎo)探究突出學(xué)生的主體性、學(xué)習(xí)的探究性。最后以合作探究和互動(dòng)討論保證教學(xué)目標(biāo)得以完整實(shí)現(xiàn)。
四、教學(xué)過(guò)程
在布置課前內(nèi)容的時(shí)候，教師將分層教學(xué)和角色體驗(yàn)相結(jié)合，面向全體學(xué)生安排了較為簡(jiǎn)單的任務(wù)：重現(xiàn)普利斯特里的實(shí)驗(yàn)，而安排生物學(xué)習(xí)小組展開(kāi)經(jīng)典薩克斯實(shí)驗(yàn)的重現(xiàn)。
（一）課題引入
先以一首小詩(shī)將學(xué)生帶入情景并引出光合作用概念，進(jìn)而轉(zhuǎn)入光合作用探究歷程。
（二）新課展開(kāi)
了解環(huán)節(jié)：以時(shí)間為順序，利用問(wèn)題驅(qū)動(dòng)法將各個(gè)事件連接起來(lái)，每個(gè)實(shí)驗(yàn)都從提出問(wèn)題開(kāi)始，以新的問(wèn)題結(jié)束，學(xué)生在一連串的問(wèn)題中體驗(yàn)過(guò)程，探究本質(zhì)。
（1）亞里士多德：植物長(zhǎng)大的原料是什么？（2）海爾蒙特：植物生長(zhǎng)的物質(zhì)來(lái)自于土壤嗎？（3）普利斯特里：植物能否從空氣中得到些什么？（4）英格豪斯：實(shí)驗(yàn)為什么會(huì)失敗？（5）梅耶：光能哪里去了？（6）薩克斯：光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在哪？（7）恩格爾曼：光合作用在哪里發(fā)生的？（8）魯賓卡門：光合作用釋放的氧氣來(lái)自于哪？（9）卡爾文：光合作用的有機(jī)物是怎樣合成的？（10）胡貝爾等：光合作用的反應(yīng)中心是什么樣呢？
理解環(huán)節(jié)：重點(diǎn)介紹光合發(fā)現(xiàn)史中的四個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)。先以普利斯特利實(shí)驗(yàn)啟發(fā)學(xué)生思維，再用薩克斯實(shí)驗(yàn)來(lái)調(diào)整思維，接著在恩格爾曼實(shí)驗(yàn)中完成思維的形成過(guò)程，最后通過(guò)魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)使學(xué)生的應(yīng)用思維得以發(fā)展，思維層次逐步上升。
在按時(shí)間順序介紹前三個(gè)實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師分別展示了視頻、圖片和精美課件，并引導(dǎo)學(xué)生思考下表內(nèi)容。
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教師在處理上表時(shí)要注意都從實(shí)驗(yàn)原則和無(wú)關(guān)變量的處理兩個(gè)方面設(shè)置相似的問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考，并逐步將學(xué)生思考的重心由對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的推斷轉(zhuǎn)移到對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)上來(lái)。并結(jié)合答案適時(shí)點(diǎn)撥：強(qiáng)調(diào)對(duì)照原則和單一變量原則的重要性，及無(wú)關(guān)變量對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響。
最后我把三個(gè)實(shí)驗(yàn)還原到具體的科學(xué)探究方法中，安排學(xué)生填寫下邊的表格。使學(xué)生全面系統(tǒng)地理解與領(lǐng)悟，最終形成思維模式。
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見(jiàn)解環(huán)節(jié)：提出新問(wèn)題（光合作用中產(chǎn)生的氧氣到底來(lái)自于水還是二氧化碳？），由此轉(zhuǎn)入魯賓、卡門的實(shí)驗(yàn)。
教學(xué)過(guò)程以“分組討論方案―自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)―組間交流整合―教師總結(jié)驗(yàn)證”的形式展開(kāi)。
分組討論中，隨著標(biāo)記元素的選擇、實(shí)驗(yàn)變量的確定、對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出等一系列問(wèn)題的提出與共同解決，學(xué)生新形成的思維在應(yīng)用中得到了提升。
自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)既是對(duì)組內(nèi)討論的合理匯總，又是對(duì)科學(xué)探究方法的系統(tǒng)再現(xiàn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性與嚴(yán)密性。
組間交流能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)生在認(rèn)識(shí)上的不足與思維上的漏洞。
這是學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的一些常見(jiàn)問(wèn)題和錯(cuò)誤做法：
將實(shí)驗(yàn)分為三組，分別為植物提供：H2O和CO2、H2O18和CO2、H2O和CO218，第一組為對(duì)照組。（對(duì)照原則理解不深）
為植物提供H2O18和CO2，一組置于光下，另一組置于黑暗環(huán)境中。（設(shè)置實(shí)驗(yàn)變量出錯(cuò)）為一組植物提供H2O18和CO2，并置于光下，另一組提供H2O和CO218，置于暗處。（違背了單一變量原則）
在思維整合中，對(duì)常見(jiàn)問(wèn)題進(jìn)行歸因與歸類解決，使學(xué)生的思維在應(yīng)用中得到了完善。
最后，教師用科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)論來(lái)驗(yàn)證他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)想，更使其感受到成功的喜悅。
教材在光合作用一節(jié)中首先通過(guò)幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)講述了光合作用發(fā)現(xiàn)的過(guò)程。教學(xué)時(shí),我重點(diǎn)介紹了科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路和方法。例如,在介紹1880年德國(guó)科學(xué)家恩吉爾曼用水綿做實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)時(shí),我簡(jiǎn)要介紹了水綿的生理特征之后,先請(qǐng)學(xué)生自己閱讀“實(shí)驗(yàn)過(guò)程”,然后提出問(wèn)題:此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處在哪里?大部分學(xué)生都是從實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程上找答案,惟獨(dú)忽略了“選擇實(shí)驗(yàn)材料的重要性”這個(gè)問(wèn)題。我就引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合水綿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體,葉綠體在細(xì)胞中又呈螺旋狀分布。想到這樣的葉綠體不僅受光面積大,也便于觀察、分析和研究,并且強(qiáng)調(diào)科學(xué)實(shí)驗(yàn)材料的選擇是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素之一。聯(lián)系前不久剛做過(guò)的“觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)”實(shí)驗(yàn),觀察不到細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的原因,主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)材料選擇不當(dāng)造成的。這樣使學(xué)生認(rèn)識(shí)到選擇一種理想的實(shí)驗(yàn)材料,可以使實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯可靠,也是成功的先決條件。通過(guò)這些講述不僅拓寬了學(xué)生的思路,而且使學(xué)生清醒地意識(shí)到選擇實(shí)驗(yàn)材料的重要性。接著提問(wèn):恩吉爾曼設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟時(shí),為何要把載有水綿和好氧細(xì)菌的臨時(shí)裝片放在沒(méi)有空氣并且是黑暗的環(huán)境里呢?學(xué)生經(jīng)過(guò)討論,一致認(rèn)為:排除了氧氣和光線的影響,保證實(shí)驗(yàn)的順利進(jìn)行。為什么要選用極細(xì)的光束照射,并且用好氧細(xì)菌檢測(cè)?學(xué)生回答:這樣能夠準(zhǔn)確判斷水綿細(xì)胞中釋放氧氣的部位。再問(wèn):為什么要做黑暗、局部、曝光的對(duì)比實(shí)驗(yàn)?學(xué)生回答:可明確結(jié)果全是由光照引起的。這樣學(xué)生就自然得出氧是葉綠體釋放的,葉綠體是光合作用的場(chǎng)所的結(jié)論。
通過(guò)啟發(fā)誘導(dǎo)使學(xué)生明確:提出問(wèn)題創(chuàng)立假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果再實(shí)驗(yàn)再觀察,直到找出事物內(nèi)在的必然聯(lián)系,這不僅是光合作用發(fā)現(xiàn)的基本過(guò)程,而且還是生物科學(xué)研究的基本過(guò)程。從科學(xué)的角度看生物學(xué)教學(xué)的實(shí)驗(yàn),可訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力、思維能力和分析能力,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法,從而達(dá)到提高其綜合素質(zhì)的目的。
二、利用色素的提取分離實(shí)驗(yàn),培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力
前蘇聯(lián)教育學(xué)家蘇霍姆林斯基說(shuō):“讓學(xué)生體驗(yàn)到一種自己在親身參與掌握知識(shí)的情感,乃是喚起少年特有的對(duì)知識(shí)興趣的重要條件?！倍飳W(xué)正是一門實(shí)驗(yàn)性很強(qiáng)的學(xué)科,許多生物學(xué)知識(shí)都是在實(shí)踐中得到的。生物學(xué)實(shí)驗(yàn)課給學(xué)生提供了一個(gè)很好的實(shí)踐機(jī)會(huì),也是培養(yǎng)他們的探索精神、動(dòng)手能力的有效渠道。更是落實(shí)素質(zhì)教育的極好時(shí)機(jī)。如在光合作用中安排的“葉綠體中色素的提取及分離”實(shí)驗(yàn)中,毛細(xì)吸管劃濾液細(xì)線不是太粗就是不齊,要不就是把紙劃破,直接影響實(shí)驗(yàn)效果。后來(lái)學(xué)生自己想辦法,不用毛細(xì)吸管,而是把濾紙?jiān)阢U筆線處折疊,直接在濾液上劃。這樣的濾液細(xì)線不僅細(xì)齊,而且沾上的色素多,在濾紙上析出的色素帶明顯,學(xué)生不僅了解了葉綠體中色素的種類及含量,鞏固強(qiáng)化了課本知識(shí),更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的動(dòng)手能力、觀察能力和思維能力,發(fā)展了他們愛(ài)科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的志趣,提高了他們探索未知世界的勇氣,使教學(xué)質(zhì)量明顯提高。
三、利用同位素標(biāo)記法,了解學(xué)科間的滲透作用
隨著科學(xué)的發(fā)展和人們研究的深入,各學(xué)科之間的聯(lián)系越來(lái)越密切,在教學(xué)中客觀地把握它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,提高學(xué)生的思維能力,而且能促進(jìn)知識(shí)的發(fā)散。生物學(xué)的發(fā)展與物理、化學(xué)的發(fā)展關(guān)系密切。也正是由于理化知識(shí)的介入,才使人們對(duì)生命本質(zhì)的認(rèn)識(shí)深入到分子水平。例如,光合作用關(guān)于產(chǎn)物之一的氧究竟來(lái)自反應(yīng)物中的水還是二氧化碳,就是利用物理學(xué)方法可―同位素標(biāo)記法來(lái)解決的。再如,葉綠體中色素的分離是利用化學(xué)方法――紙層析法來(lái)達(dá)到目的的。
另外,在生物教學(xué)中我還經(jīng)常運(yùn)用哲學(xué)原理。哲學(xué)似乎與生物學(xué)毫不相干,事實(shí)上量變與質(zhì)變、運(yùn)動(dòng)與靜止、內(nèi)因與外因、對(duì)立與統(tǒng)一辯證的觀點(diǎn)在生物學(xué)中隨處可見(jiàn)。例如,介紹光合作用過(guò)程時(shí),我說(shuō)雖然從新陳代謝的角度看光合作用是一個(gè)同化過(guò)程,但是其中也伴隨著物質(zhì)和能量釋放即異化作用。這樣處理教材的目的是通過(guò)教材其體的事例向?qū)W生滲透辯證唯物主義的思想。一方面可以加深學(xué)生對(duì)生物知識(shí)及辯證唯物主義的理解,更重要的是有助于學(xué)生科學(xué)世界觀的形成。
中圖分類號(hào)：G632 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2015）13-185-01
素質(zhì)教育是一種全新的教育思想和教育觀念，它以提高全民族整體素質(zhì)為目標(biāo)，以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主體意識(shí)、充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)精神為切入點(diǎn)，挖掘?qū)W生的內(nèi)在潛能，發(fā)展學(xué)生的個(gè)性特長(zhǎng)。在高中生物教學(xué)中不僅要重視生物學(xué)知識(shí)的教學(xué)，更要通過(guò)科學(xué)探究過(guò)程的教學(xué)，通過(guò)科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀的滲透，通過(guò)科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)關(guān)系的深入剖析等諸方面來(lái)對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)素質(zhì)教育。結(jié)合《能量之源――光與光合作用》一節(jié)內(nèi)容，我將自己在生物課堂教學(xué)中探索貫徹素質(zhì)教育的體會(huì)，淺談如下：
一、通過(guò)光合作用發(fā)現(xiàn)史教學(xué)，培養(yǎng)科研能力
教材在《能量之源――光與光合作用》一節(jié)中是通過(guò)幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)講述了光合作用發(fā)現(xiàn)的過(guò)程。這一歷時(shí)200多年的科學(xué)探索發(fā)現(xiàn)史，充分揭示了生物科學(xué)是一門實(shí)踐性極強(qiáng)的學(xué)科。觀察、分析、實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)科的基本研究方法。教學(xué)時(shí)，我用精美的多媒體動(dòng)畫、簡(jiǎn)明的圖表式板書及一個(gè)個(gè)精彩的小故事“追根溯源”，引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)家的研究歷程，循著科學(xué)家的思維方式和研究方法去接受、理解和掌握知識(shí)。以此激發(fā)學(xué)生的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生的思考力、判斷力、表現(xiàn)力等。而教學(xué)的重點(diǎn)是經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中科學(xué)家的設(shè)計(jì)思路和方法。例如，在介紹恩格爾曼用水綿做實(shí)驗(yàn)材料進(jìn)行光合作用的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我簡(jiǎn)要介紹了水綿的生理特征之后，先請(qǐng)學(xué)生自己閱讀“實(shí)驗(yàn)過(guò)程”，然后提出問(wèn)題：此實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的巧妙之處在哪？學(xué)生們馬上就聯(lián)系先前所學(xué)的對(duì)照實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則等知識(shí)，指出對(duì)照組和實(shí)驗(yàn)組設(shè)計(jì)的意圖，但卻忽略了“實(shí)驗(yàn)材料選擇的重要性”這個(gè)問(wèn)題。我繼續(xù)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合水綿的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)一步思考，學(xué)生馬上考慮到：水綿具有細(xì)而長(zhǎng)的帶狀葉綠體，葉綠體在細(xì)胞中又呈螺旋狀分布，這樣的葉綠體不僅受光面積大，也便于觀察、分析和研究。這樣，不僅拓寬了學(xué)生的思路，而且使學(xué)生清醒地意識(shí)到選擇合適的實(shí)驗(yàn)材料也是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵因素之一。除此之外，通過(guò)了解光合作用發(fā)現(xiàn)史中諸位科學(xué)家成功的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，也引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)歸納出生物科學(xué)研究的基本過(guò)程：提出問(wèn)題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)施實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果再實(shí)驗(yàn)再觀察，直到找出事物內(nèi)在的規(guī)律。把生命科學(xué)史引入生物學(xué)教學(xué)，能使學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)同時(shí)，感悟到科學(xué)家們的探索精神、科學(xué)方法和嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)的態(tài)度，體驗(yàn)到科學(xué)是一個(gè)開(kāi)放的、不斷發(fā)展和創(chuàng)新的過(guò)程。
二、利用能量守恒定律和同位素標(biāo)記法，培養(yǎng)多學(xué)科的綜合能力
在《能量之源――光與光合作用》一節(jié)內(nèi)容中，充分體現(xiàn)出生物學(xué)的發(fā)展與物理學(xué)、化學(xué)以及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展關(guān)系密切。例如，早在英格豪斯實(shí)驗(yàn)中就揭示了光照是光合作用的必要條件，但是光能被綠色植物吸收后，到哪里去了呢？這一問(wèn)題一直困擾著生物學(xué)家們。直到1845年，物理學(xué)上能量轉(zhuǎn)換和守恒定律被揭示之后，德國(guó)的科學(xué)家梅耶才幫助人們解開(kāi)這個(gè)謎團(tuán)，原來(lái)光能是轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存在光合作用的產(chǎn)物中了。而核素的研究和發(fā)展也為生物學(xué)提供了一個(gè)非常好的技術(shù)手段――同位素標(biāo)記法，例如，光合作用產(chǎn)生的O2究竟來(lái)自H2O還是CO2，以及暗反應(yīng)中C的轉(zhuǎn)移途徑就是利用這種方法來(lái)研究確定的。隨著科學(xué)的發(fā)展和人們研究的深入，各學(xué)科之間的聯(lián)系越來(lái)越密切，學(xué)科交叉和相互滲透也日益明顯。在教學(xué)中客觀地把握它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，不僅可以提高學(xué)生的思維能力，而且能促進(jìn)學(xué)生對(duì)多學(xué)科知識(shí)的理解、發(fā)散和遷移能力的提升。
三、通過(guò)色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力
生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為主的自然科學(xué)，科學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生生物科學(xué)素質(zhì)的重要途徑。在光合作用教學(xué)中安排了“葉綠體中色素的提取及分離”實(shí)驗(yàn)。我在教學(xué)中發(fā)現(xiàn)：雖然教材介紹了實(shí)驗(yàn)的基本原理和方法步驟，但是學(xué)生在真正操作的過(guò)程中會(huì)遇到許多問(wèn)題。我通過(guò)安排學(xué)生分組合作，討論在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，探討原因，作出改進(jìn)，鼓勵(lì)學(xué)生進(jìn)一步探索、實(shí)驗(yàn)。如很多學(xué)生不明白為什么濾紙條要減去兩角，為什么層析液不能沒(méi)及濾液細(xì)線，于是我就鼓勵(lì)學(xué)生自主思考、自主探究，學(xué)生很快發(fā)現(xiàn)這樣是為了保證層析液在濾紙條上擴(kuò)散速度均衡以及色素能在層析液經(jīng)過(guò)的時(shí)候能溶解并在濾紙上分離。還有很多小組在操作時(shí)用毛細(xì)吸管劃濾液細(xì)線不是太粗就是不齊，要不就是把紙劃破，直接影響實(shí)驗(yàn)效果，我就鼓勵(lì)學(xué)生自主改進(jìn)。而巧妙的是有學(xué)生想到用頭發(fā)絲沾上濾液直接印在濾紙條上，這樣的濾液細(xì)線非常的細(xì)、直、勻，而且色素帶分離效果特別明顯。通過(guò)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生不僅直觀地了解到葉綠體中色素的種類及含量，更重要的是培養(yǎng)了他們的動(dòng)手能力、觀察能力和思維能力。
