浅谈初中生物“光合作用”系列实验的研究和创新

袁霞

[摘 要]生物学课程是自然科学领域的学科课程，其精要是展示生物科学的基本内容，反映自然科学的本质，因此把生物学定位为一门实验科学。我通过不断的实验探究和总结，对“光合作用”系列实验的实验教学研究和实验创新方面有了更深刻的认识，并和我校生物组成员以及学生生物兴趣小组致力于“光合作用”系列实验的研究和创新。

[关键词]生物学；实验；光合作用；研究；创新

生物学课程是自然科学领域的学科课程，其精要是展示生物科学的基本内容，反映自然科学的本质，因此把生物学定位为一门实验科学。作为生物学科教师的我们，应该不断改进自己的教育教学观念，积极倡导教师和学生在教学过程中的科学精神，用新课改的理念进行教育教学，着力培养学生的创新精神和实践能力，使学生能够对生物学产生更浓厚的兴趣，对生物学知识有更深入的理解。因此作为生物学科教师，我们对教材中的部分实验应该结合实际并进行大胆的研究和创新。

“光合作用”系列实验（义务教育教科书《生物学》七年级上册北师大版）不仅是初中生物学的重点内容，而且能为高中生物学光合作用的教学奠定基础。我通过不断的实验探究和总结，对“光合作用”系列实验的实验教学研究和实验创新方面有了更深刻的认识，并和我校生物组成员以及学生生物兴趣小组致力于“光合作用”系列实验的研究和创新。下面我就谈谈我对“光合作用”系列实驗研究和创新的几点看法。

一、“光合作用”系列实验的内容

“光合作用”系列实验（义务教育教科书《生物学》七年级上册北师大版）主要包括以下实验：（1）验证绿叶在光下合成淀粉；（2）检验光合作用释放氧气；（3）检验光合作用需要二氧化碳。

二、“光合作用”系列实验在实际的实验操作中存在的问题

如按照书上的方法步骤完成存在以下问题：（1）课本上该内容正好在每一年的11月份授课，我们所处的地区在中国西南部黔北所在地。处在秋冬季做“光合作用”系列实验，实验操作困难，实验效果不好。（2）课本中“光合作用”系列实验的实验材料单一，用的是天竺葵和金鱼藻。在实验材料的选择上可以用效果更好的植物材料代替课本中的材料。（3）课本中的酒精脱色过程用点燃酒精灯的方法进行水浴加热，因酒精是易燃物，在实验中存在着很大的安全隐患。如能通过创新改进加热器材和方法就能避免因酒精燃烧带来的安全隐患了。（4）关于淀粉的鉴定结果。课本中的实验结果为，经过遮光处理的绿叶遇碘液后，见光部分呈深蓝色，但在实验的实际操作中，见光有淀粉部分不一定都呈深蓝色。出现此现象的原因需要实验并进行分析研究。

三、“光合作用”系列实验的研究目标

（1）获得“光合作用”系列实验中简单经济的植物材料；（2）获得水浴加热时酒精脱色使叶片褪色的最适温度范围、最适酒精容量以及时间；（3）通过“光合作用”系列实验对水浴加热器材进行改进。（4）验证绿叶在光下合成淀粉经碘液鉴定呈现蓝色或紫色的原因进行分析。

四、“光合作用”系列实验的创新方面

（1）在义务教育教科书《生物学》七年级上册中使用的植物材料在“验证绿叶在光下合成淀粉”和“检验光合作用需要二氧化碳”中植物材料主要使用天竺葵；在“检验光合作用释放氧气”中植物材料主要使用金鱼藻。我们将对实验材料单一的情况对实验材料进行创新和改进。

（2）在义务教育教科书《生物学》七年级上册P70、P72中的注意事项中都提到：不可直接在酒精灯上加热。用酒精灯加热时要小心，以免被沸水、蒸汽烫伤。针对因使用酒精灯加热带来的安全隐患，我们将对水浴加热器材进行创新和改进。

五、“光合作用”系列实验的研究和创新方法

（1）实验法：对“检验绿叶在光下释放氧气”、“检验光合作用需要二氧化碳”、“验证绿叶在光下合成淀粉”进行实验；（2）观察法：在实验中观察酒精脱色的情况和淀粉遇碘液变色的等情况；（3）比较法：对用于实验的植物材料以及水浴加热器材的实验效果进行比较；（4）分类法：通过对淀粉的鉴定对含直链淀粉和支链淀粉的植物进行分类；（5）文献法：通过查阅相关的文献资料以获得对实验研究进行相应的验证。

六、“光合作用”系列实验研究和创新的优点

（1）实验器材创新方面。改变植物材料选择的单一性，通常采用天竺葵做实验的选择上是否还有效果更好的其他植物代替。在水浴加热的过程中用酒精灯加热的存在很大的安全隐患，改进水浴加热器材的使用可以确保实验的安全性和可行性。（2）实验课实效性研究方面。在进行水浴加热时，对于水浴加热的温度范围，酒精的容量，盛装酒精的器皿以及时间的把控问题上一直是老师们困扰的问题，最终在课堂上影响实验的效果以及课堂的时间。所以通过实验的研究和改进获得水浴加热时酒精脱色使叶片褪色的最适温度范围、最适酒精容量以及时间上非常重要。（3）实验课中定性知识的研究方面。关于淀粉的鉴定结果的研究，课本中的实验结果为：经过遮光处理的绿叶遇碘液后，见光部分呈深蓝色。但在实验的实际操作中，见光部分并不一定都呈深蓝色。根据淀粉的分类，淀粉分为直链淀粉和支链淀粉，而直链淀粉和支链淀粉遇碘液呈现不同的颜色，在研究过程中我们将对用于实验的各种植物材料水浴加热后，进行提取淀粉溶液进行实验并研究，最后获得淀粉遇碘液呈现深蓝色和紫色的植物材料。（4）通过研究和创新使该实验在操作上更加简单、快捷、安全、有效。

七、“光合作用”系列实验研究和创新的意义

（1）通过对实验的研究和创新，有效提高了生物实验课的课堂效率。（2）更好的体现生物学课程的基本理念，倡导探究性学习。通过实验探究改变学生的学习方式，帮助学生领悟科学的本质，引导学生主动参与、勤于动手、积极思考，逐步培养学生收集和处理科学信息的能力，以及交流与合作的能力等，突出创新精神和实践能力的培养。（3）实现实验设计的多样化。采用生物实验材料设计实验；采用规范的实验仪器设备设计实验；采用加入多媒体技术运用于实验；同时鼓励学生参与设计实验。（4）注重实验的安全性，在实验中采用更好的水浴加热仪器，避免因使用酒精灯引起酒精燃烧所带来的安全隐患。（5）提升生物教师的科研能力和实验创新能力。