“看实验、做实验、设计实验”连贯体验探究教学案例

周玲　吴海燕

摘要：本节课采用了基于科学发现史的连贯体验层次性探究教学，通过看实验、做实验、设计实验来逐步培养学生分析问题、解决问题的能力，合作探究和交流展示的能力，最终达成教学目标。同时也使学生了解了科学探究的一般方法，并适时进行情感教育。

关键词：看实验 做实验 设计实验 连贯体验探究教学 光合作用

中图分类号：G633.91 文献标识码：B

1.教材分析

1.1教材地位

苏教版高中生物必修1第四章第二节第1课时光合作用的发现史是在初中所学内容的基础上，回顾了光合作用发现的漫长过程。本节材料容量大，但对光合作用概念的建立有重要作用。因此，本节课对学生的能力要求较高。教师可结合科学史实，运用连贯体验探究教学的方法，构建光合作用的产物、场所、原料等一步步发现的过程，将有利于学生拓展学科思维，促进实验探究能力的提高，并培养学生的科学精神。

1.2教学重难点

光合作用的发现过程中各实验的研究方法、步骤、结论及其优缺点。

2.教学目标

2.1知识目标

了解光合作用的发现过程，并从中理解光合作用的概念，掌握有关实验设计的基本理论知识。

2.2能力目标

培养分析实验、动手操作实验、设计实验的能力，掌握科学探究的一般原则，掌握参与、合作、交流、表达等基本技能。

2.3情感、态度与价值观目标

通过对经典实验的分析、讨论，培养科学严谨的态度，认识到科学家的艰辛，激发创新意识和求知欲望。

3.教学过程

3.1创设情境，导入新课

播放视频，展示大自然的美景，配乐诗朗诵《叶子》。教师提示学生结合初中学习内容思考：为什么要赞美叶子？它有什么作用？学生很自然就会想到，绿叶可以进行光合作用。

教师借机导人，绿色植物可以通过光合作用制造氧气、合成有机物，但在200多年前，人们并不知道这些，现在沿着科学家的足迹，一起探究一下光合作用的发现过程。

3.2看实验，直观感悟

光合作用的发现史是由一个个经典实验组成的，网络上有很多相关的视频、动画和图片，教师可充分利用这些课程资源进行情景再现，让学生在直观上感悟科学家的艰辛及科学实验的探究方法，激发学习兴趣。同时，师生可以在探究过程中逐步总结出光合作用的反应式。

3.2.1范·海尔蒙特的实验

教师展示实验过程的图片，引导学生思考：小小的种子之所以能够长成参天大树，是否完全依靠土壤？从海尔蒙特的实验中可以得出什么结论？学生得出：水是建造植物体的原料；植物生长所需的养料主要来自水，而不是土壤。教师再问：海尔蒙特的这一结论是否精确？为什么？学生答：他没有考虑到空气的作用。

3.2.2普利斯特莱的实验

教师利用动画演示蜡烛、小鼠和植物在密闭钟罩中的实验，引导学生观察实验现象后，分析：蜡烛燃烧和小白鼠呼吸需要的是什么气体？这个实验说明什么问题？学生很容易答出：绿色植物可以更新空气；植物生长需要吸收CO₂，同时释放出O₂。

教师设疑：可是当人们重复普利斯特莱的实验时，有的成功，有的却失败了，这是为什么呢？在这个实验中，他忽略了哪一个重要的因素呢？学生思考后答：光照。

3.2.3扬·英根豪斯的实验

教师播放金鱼藻的实验视频，提示学生：金鱼藻在光照下有气泡产生，此气体可使带火星的木条复燃，说明绿色植物释放的是什么气体？再次观看小鼠实验，发现密闭钟罩中的小鼠在有光的条件下存活时间较长。

师生共同得出结论：植物需要阳光才能制造出O₂。

3.2.4联系实际，问题探讨

教师：人们通常认为树林中早上空气清新，是锻炼身体的适宜时间。你认为最佳的锻炼时问是什么时候，（晴天的早上、中午、傍晚；阴天的早上、中午、傍晚）学习小组讨论后，有几种意见，以支持晴天早上和傍晚的居多，再各派代表进行辩论，找出依据。最后学生达成一致，晴天植物经过白天的光合作用后，到傍晚时空气中的氧含量相对较多，更适合锻炼身体。

3.2.5恩吉尔曼的实验

观看动画，教师设问：该实验的巧妙之处在哪里？为什么选用水绵作为实验材料？为什么用好氧型细菌？为什么选用黑暗并且没有空气的环境？学生总结出叶绿体是光合作用的场所。

3.3做实验，亲身体验

有学者说，读到某件事，你能记住10%：看到某件事，你能记住30%；做某件事后，你能记住90%。教师讲得再多，也没有让学生亲自尝试一下后得到的印象更深刻。

萨克斯的实验（课堂实录）。

师：初中时我们就学过，植物的光合作用除了能产生氧气外，还能产生什么？如何验证？生：可生成淀粉，用碘液鉴定。教师展示事先处理过的植物，引导学生分析：

①在实验前先用黑纸箱将植物罩住，进行暗处理，这样做的目的是什么？（消耗掉叶片内原有的淀粉，避免其对实验结果的干扰）

②观察这盆植物有什么特别之处？为什么要这样做？（一半遮光，一半照光，可相互对照）

③叶片是绿色的，淀粉遇碘变蓝，若颜色对比不明显怎么办？（想办法让绿色褪去）

教师给出实验材料：酒精、培养皿、大小烧杯、酒精灯、三脚架、石棉网、碘液等指导学生完成实验并观察实验现象。教师使学生明确此实验中酒精是用来进行脱绿处理的，照光部分变蓝，遮光部分呈棕色。最终得出绪论：光合作用在有光照的条件下会产生淀粉。

3.4设计实验，能力提升

新课程的基本理念就是要提高生物科学素养，提倡探究性学习。学生的知识储备虽然有限，但当他们全力以赴探讨需要解决的疑难时，就会像真正科学家那样肯于动脑筋和费心血。而模仿科学家的思维去设计实验，也更有利于学生创新能力的培养。

3.4.1鲁宾和卡门的实验

结合前面的实验写出光合作用的反应式，教师要求学生思考光合作用释放的氧气是来自水还是二氧化碳？或者两者兼而有之？介绍同位素标记法，给出实验材料用具，如试管、小球藻、细玻璃管等，引导学生分组画图设计，并请学生讲解其设计思路。然后教师用多媒体播放鲁宾和卡门的实验动画，与学生的设计进行对比，师生共同得出结论：光合作用的氧气全部来自于水。

3.4.2卡尔文的实验

教师简述卡尔文循环的基本过程，引导学生根据光合作用反应式思考其采用的方法以及标记元素的种类。

3.5总结

教师列表，引导学生总结光合作用探究历程中各科学家的实验及其结论，并对学生进行情感教育，使他们认识到生物学的发展史就是一部众多科学家不计个人名利，为科学事业奉献毕生精力的奋斗史，如果大家对生物学科感兴趣，也可以像科学家们一样去细心观察、勇于实践、积极探索，相信一定会有所收获。

4.教学反思

美国著名教育家杜威提出，教学不应是直截了当地注入知识，而应诱导学生在活动中得到经验和知识。本节课采用了基于科学发现史的连贯体验探究教学，通过看实验、做实验、设计实验来逐步培养学生分析问题、解决问题的能力，合作探究和交流展示的能力，最终掌握知识点。尤其是做实验和设计实验，以各小组为单位进行充分的讨论、发言、动手操作和体验，是最受学生欢迎的。教师改变了以往保姆式、填鸭式的教学方法，大胆放手，只是在探究的方法上加以适当的点拨，教学效果却出乎意料的好，看来教师要充分相信学生的潜力。

本节课以配乐诗朗诵为开始，以光合作用的反应式为中心，以科学家的探索过程为线索，体现了文理兼容、情景交融、理论和实践相结合的设计思路。但需要注意的是，萨克斯实验中酒精脱绿的用时较长，教师可事先准备好已脱色过的叶片进行对比，也可根据具体情况进行演示或分组实验。