【摘 要】21世紀(jì)是一個文明的世紀(jì)，人類開始不再將眼光局限于直觀事物的探索，因此誕生了生物、化學(xué)、物理等專業(yè)學(xué)科。生物這門學(xué)科對社會文明的發(fā)展起到了極大的推動作用，因此人類對于生物的研究和探索應(yīng)該結(jié)合實際開拓創(chuàng)新，而實現(xiàn)生物的發(fā)展根本前提來源于教育，只有真正培養(yǎng)出生物學(xué)專業(yè)的接班人，才能夠使生物學(xué)的發(fā)展得以延續(xù)。本文以初中生物的光合作用為例，嘗試分析如何結(jié)合教學(xué)實驗對生物的知識進(jìn)行學(xué)習(xí)和探索，培養(yǎng)未來接班人，實現(xiàn)教學(xué)的真正目的。
【關(guān)鍵詞】初中生物 光合作用 實驗分析 理論探究
實踐是驗證真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)，在進(jìn)行生物學(xué)習(xí)的時候也不例外，尤其是針對光合作用這樣的微觀世界的觀察。因此，通過科學(xué)的實驗手段研究是非常關(guān)鍵的，這也正是教育改革提出的新要求。
一、理論基礎(chǔ)
光合作用即光能合成作用的簡稱，是植物、藻類或者細(xì)菌等在光的作用下，實現(xiàn)光反應(yīng)和暗反應(yīng)后，根據(jù)光和色素，把二氧化碳、硫化氫和水轉(zhuǎn)化成有機(jī)物，并且釋放氧氣或者氫氣的一個生化過程，如下圖1所示光合作用的過程。
光合作用是一個非常復(fù)雜的代謝生化反應(yīng)，同時也是地球上的生物得以繁衍生息的基礎(chǔ)，是我們所在的地球進(jìn)行碳氧循環(huán)步驟的一個媒介。
影響光合作用的因素：生物進(jìn)行光合作用的前提是，必須具備合適的光強度和照亮?xí)r間、在合理的二氧化碳濃度范圍內(nèi)、適宜生存的溫度、適量的水分等，并且不同的植物所需要的光合作用條件不同。
光合作用的意義：將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，供人類的使用，比如：煤炭、木材、天然氣等，都是植物經(jīng)過光合作用形成的。植物光合作用能夠為人類和動物提供食物，植物光合作用還能夠平衡大氣中的O2和CO2，維系生物的生存。
二、實驗分析
光合作用的過程在日常的生活中如果沒有實驗對比和參照物，是不能觀測到的，因此學(xué)習(xí)光合作用的最重要一點就是通過實驗進(jìn)行光合作用的深入探究，將實驗通過教學(xué)有機(jī)結(jié)合，鞏固基礎(chǔ)理論知識，用科學(xué)的方法貫穿光合作用的學(xué)習(xí)。
1．自主學(xué)習(xí)
光合作用的理論基礎(chǔ)已經(jīng)足夠強大，在進(jìn)行教學(xué)講解之前可以先由學(xué)生通過自主的學(xué)習(xí)，提出可能會影響光合作用的因素，總結(jié)學(xué)生提出的光照、二氧化碳濃度、水分、葉綠素、溫度等各個因素的影響，然后再進(jìn)行實驗的操作。
2．小組探討
每一位學(xué)生可以根據(jù)自己的理解，選擇與自己有著相同觀念的同學(xué)進(jìn)行組合，討論各自提出這個想法的原因，交換意見或者綜合意見，適當(dāng)?shù)亟o予鼓勵，并且從中選擇兩個比較難的觀念進(jìn)行試驗，比如：二氧化碳和水兩個因素對光合作用的影響進(jìn)行試驗，然后再重新進(jìn)行分組，把意見不同的學(xué)生分在同一個組，促進(jìn)相互之間的思想傳遞，引導(dǎo)學(xué)生使用探究法的基本過程進(jìn)行分析：提出問題??—進(jìn)行假設(shè)—試驗論證—思考總結(jié)，將每一個小組作為一個分析單位，并探討，同時提出讓學(xué)生進(jìn)行探討記錄，這樣有利于探討后的發(fā)言。同時如果學(xué)生在談?wù)摰倪^程中遇到的問題的時候，教師應(yīng)該積極主動地協(xié)助學(xué)生解決，并且應(yīng)該盡可能地觀察每個小組的工作開展情況，避免學(xué)生遇到問題介于對老師的敬畏和性格原因不主動提出問題。
3．相互交流
每一個小組談?wù)摻Y(jié)束之后都應(yīng)該推選一位小組代表，給出小組的討論結(jié)果，然后由全班的同學(xué)進(jìn)行補充，每一個問題至少給出三種方案，比如以二氧化碳為例，將得出的三種方案通過投影投放，更加直觀地展示出來。并且引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)方案之間存在的差異以及共同點；分析方案的可操作或者不可操作的原因，并且就方案中存在的問題提出改進(jìn)方法。比如在二氧化碳的去除方案中，學(xué)生提出的真空和充氮氣的方式不可取，這時需要告知學(xué)生不可取的原因，并說明可以選擇使用氫氧化鈣、氫氧化鈉來對空氣中的二氧化碳進(jìn)行去除。在討論的過程中，有的同學(xué)會提出每一個實驗的方案都應(yīng)該增加實驗的對比，解決每個人的疑問，包括暗處理等問題的提出，然后在教師的指導(dǎo)下三組實驗同時驗證，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和對不可實施的理論通過試驗后牢記。
4．分組實驗
通過學(xué)生提出問題和篩選方案后，每個小組開始在實驗室有條不紊地進(jìn)行實驗，在實驗之前為了節(jié)約時間，教師應(yīng)該提前準(zhǔn)備實驗器材和規(guī)劃每個小組的座位。在實驗中在進(jìn)行光和二氧化碳對光合作用的影響實驗的時候采用天竺葵或者金魚藻，葉綠素對光合作用影響實驗的時候使用金心大葉黃楊。在整個試驗中要提醒學(xué)生實驗的注意事項和強調(diào)合作精神。
5．實驗操作
所提出的假想結(jié)果是否成立，最重要的是檢測光合作用能否產(chǎn)生淀粉以及氧氣，檢測淀粉和氧氣同時也是教科書的要求。這時候又可以根據(jù)實驗回歸教材，不但對提出的對策進(jìn)行了實驗，同時學(xué)生還掌握了教學(xué)內(nèi)容，為了確保每位學(xué)生都能夠?qū)W到參與到其中，享受成功的意義，最后要讓每一位學(xué)生進(jìn)行一次實驗操作。但同時要注意酒精隔水加熱時的使用方法，密封檢測以及玻璃管的水量和對脫色比對時候的葉片選擇等。
在提出方案的時候不可避免會有錯誤的方案產(chǎn)生，這時要從側(cè)面鼓勵學(xué)生，以免打擊學(xué)生積極性，其次在實驗的時候出現(xiàn)實驗失誤也是在所難免的，要鼓勵學(xué)生重復(fù)實驗，找出失敗的原因，并且改進(jìn)。實驗是進(jìn)行學(xué)習(xí)最好的手段，要不斷地提高實驗活動質(zhì)量和實驗設(shè)計，加強學(xué)生的動手能力和積極性。
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