摘要：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉化成貯存著能量的有機物(主要是淀粉)，并且釋放氧氣的過程，就是綠色植物的光合作用。文章發表在《湖北農業科學》上，是中級農業工程師論文范文，供同行參考。

　　關鍵詞：光合作用,案例教學,教學模式

　　植物與動物不同，它們沒有消化系統，因此它們必須依靠其他的方式來進行對營養的攝取，植物就是所謂的自養生物的一種。對于綠色植物來說，在陽光充足的白天，它們利用太陽光能來進行光合作用，以獲得生長發育必需的養分。

　　新課程教材的編寫改變了過去只注重知識本身的做法,代之以尊重史實,以更客觀的姿態展現著科學知識發展的過程,諸如“對細胞膜結構的探究歷程”、“關于酶本質的探索”、“光合作用的探究歷程”等等。然而,如何實施科學史的教學卻是仁者見仁,智者見智。本文以“光合作用的探究歷程”為例對兩種不同的教學處理做一比較分析。

　　一、處理方式一

　　光合作用的研究、發展融入了幾代科學家的心血,正是通過他們的不懈追求和探索,才有了今天對光合作用的認識,讓我們一起來領略這個偉大的發展史吧!提出問題:光合作用當初是怎么發現的?引入新課,開始按教材順序講解、學習該科學發展史。

　　實驗一:普里斯特利實驗。教師講解,共同得出結論:植物可以更新空氣。提出疑問:重復他的實驗為什么不一定能成功?該實驗有什么成功之處?又需要作何改進?

　　實驗二:英格豪斯實驗。作了哪些改進?達成了怎樣的結論?共同探討、提煉科學研究的基本方法和實驗設計原則。

　　疑問:光照下植物更新空氣中的什么物質?

　　隨著科學的發展了解了空氣的組成,人們才知道綠葉放出的是,吸收的是。

　　疑問:此過程需要光,光能又到哪里去了?

　　學習R.梅耶的推理:植物在光合作用時把光能轉變成了化學能儲存起來。光能轉換成化學能貯存于什么物質中了呢?

　　實驗三:薩克斯實驗。體會實驗的過程,體驗科學研究的基本方法和實驗設計原則。實驗得到了什么結論?單一變量是什么?暗處理的目的是什么?對照組設置有何巧妙之處?

　　疑問:科學的發展是無止境的,人們又想了解光合作用過程中物質的來龍去脈了!什么樣的方法能追蹤物質的過程呢?引導學生體會科學方法的重要性。

　　要求學生從中體會科學研究的艱辛,感悟科學設計的巧妙和嚴謹的科學態度,領會科學設計的方法和思路。最后,請學生以列表的形式進行歸納,對相關事件要點進行理解性記憶。

　　評析:教材的編寫過程凝聚了許多專家學者的教學理念和教學思想,教材不僅提供了科學發展的一系列史實,也提供了對科學史教學的基本態度和策略,即以科學發展的先后順序為線索,一步步呈現科學研究史實。

　　這樣的處理顯示了一種尊重科學史實、嚴謹的科學態度,有著相當的優勢:有利于將科學發展的原貌呈現給學生,感悟科學研究的思維過程(歷程)和發展、完善過程,也符合人認識的發展規律;有利于學生感受科學研究的本質、科學研究的艱辛和科學家對科學不懈追求的精神;有利于學生體會科學研究方法的發展及對生物科學發展的意義。

　　然而有兩個事實必須引起關注:

　　1.科學發展史往往比較冗長,如果不加選擇地、沒有側重地教學恐怕容易耗盡學生僅有的一些探究熱情,學生也常以一種旁觀者的眼光去看發展史,覺得自身游離于科學研究之外!

　　2.學生經過了初中生物的學習,已經具備了光合作用的相當一部分知識,而且一些科學史實在初中教材中已經作為重點予以學習。如果再完全按科學發展的先后順序教學,似乎有死搬教條、“炒冷飯”之嫌疑,不利于充分調動學生學習的能動性。

　　按照科學發展史的先后順序進行教學,符合學生的思維發展,也許是最穩妥、有效的教學處理,但卻不一定是最佳的!這種處理方式的致命弱點就在于可能忽略了學生的已有實際,脫離了學情!

　　二、處理方式二

　　明朝學者宋應星在《論氣》中提出了“人所食物皆為氣所化”這一精辟論斷,根據所學知識,你認為氣為何物?你能嘗試著設計一個實驗來證明自己的觀點嗎?根據學生已有的光合作用知識和師生的共同探索,很快明確了探究任務——實驗證明光合作用需要。

　　再結合學生已有的實驗知識——對照原則、單一變量原則、檢測指標等等,設計出可行、有效的實驗方案。依次類推,如何證明光合作用需要水、光、葉綠體等等一系列問題也就迎刃而解了!讓學生在其中感悟科學探究的過程,感受科學研究的嚴謹,體驗探究的成就感。

　　評析:該教學處理方式對原科學史教學做了些許改進,讓學生作為研究者的身份進入光合作用的學習,再以同行的視角去分析、研究科學發展的進程。其成功體現在:

　　1.高中學生已經具備了一定的生物學知識和一定的物理化學知識和實驗技能,也就是說,某些知識的儲備和能力可能已經遠遠超越了受時代限制的古代學者,對問題的探討起點當然也不同了。在學生現有基礎上對科學史教學做出調整,以適合學生認知的實際,對科學史進行二次開發,讓學生真正參與到科學史的教學中,成就學生對科學史的再發現。這樣的處理更符合“最近發展區”理論,有利于知識的構建和科學探究能力的提升。

　　2.通過起初問題情境的創設和學生對實驗的設計,變學生被動接受為主動參與,大大提高了學生的主動性;改變了一般科學史教學的沉悶感,代之以全新的視角,容易激起學生的挑戰欲;讓學生體驗到科學探究成功的愉悅,有利于激發學生學習的內驅力。

　　3.因為實驗設計的相關問題已經得到了初步的解決,因此,整個光合作用探究的歷程只需要做相對簡潔的講解就可以,避免了機械地重復,同時,因為簡潔又更容易把握科學史的全貌和精髓!

　　以上兩種科學史的教學處理方式均可在實際教學中發現,不過前者的運用可能更廣泛一些,但后者就本科學史的教學效果更好。以科學發展過程為線索,讓學生沿著科學發展的足跡前進,應當是科學史教學的基本策略。然而,在科學史的教學處理時,需要尊重科學發展的史實,但又不能完全拘泥于原發展順序,需要根據學生的實際再創造,對科學發現史進行合理取舍、整合,

　　以有利于學生知識的形成和科學探究能力的培養。科學史的學習可以嘗試讓學生作為一名真正的科學研究者,從自身的高度重新審視科學史,使得對科學史的學習過程成為科學的再發現過程。這樣的教學處理更有利于學生理解科學的本質和科學研究的方法,更有利于學生科學素養和能力的培養,更有利于學生的可持續發展!

　　生物科學論文投稿核心期刊： 《湖北農業科學》前身是《華中農業科學》，創刊于1955年6月。目前由湖北省農科院、華中農業大學、長江大學和黃岡師范學院聯合主辦，另有10家科研單位和企業參與了協辦。2008年由雙月刊變更為月刊，2011年變更為半月刊。