基于实验的概念深化学习研究

2020-06-28蒋迪松

新课程·上旬 2020年46期

蒋迪松

摘要：教师在讲解抽象的生物学概念时往往觉得困难，而实验教學可以化抽象为具体，激发学生的学习兴趣。以浙科版教材必修一第三章第五节“光合作用”为例，让学生通过一系列实验，自然生成“光合作用”这一核心概念，来实现实验教学与生物学核心概念的有效整合，让生物课堂教学成为一潭活水。

关键词：实验教学;核心概念;光合作用

生物学是一门以实验为基础的自然科学，通过对实验现象的观察、描述和总结可以获得生物学概念。实验教学对激发学生的生物学兴趣，提高学生的理论水平，培养学生发现问题、解决问题的思维能力有着不可替代的重要作用，是促进学生形成认知的转化和发展的必由之路。本文将教材中科学史的学习过程变为探究过程，通过角色转换让学生参与到科学家的探索过程中，不仅使学生更深切地体会到科学家富有创意的思维过程和巧妙的工作方法，更让学生通过系列实验及实验结果的分析，自然生成生物学核心概念。

一、通过实验教学生成核心概念

中国学生发展核心素养中提出，将“勇于探究”作为核心素养的十八个要点之一，以期望教学模式的改变能够强化学生的学习主动性和创造力。教材将“光合作用”安排在整个章节之后，主要介绍了海尔蒙特、普利斯特里几个经典实验，其中蕴含着科学探究的一般方法，是培养学生科学素养和探究能力的好材料。

二、课堂实践——以“光合作用”为例

1.实验教学：突出学生的主体地位

通过浙科版必修1第一章和第二章的学习，学生对“科学探究的方法”有一定基础，已初步掌握实验操作流程和规范。我将班级学生分成四个学习小组，每组一个实验，事先学习相关实验知识，然后观察实验现象，写出实验过程，得出实验结果和结论，供课堂用。

分组实验：

实验一：探究植物生长的原因。

实验原理：通过对比试验前后土壤干重变化和植株重量变化，以确认植物生长的原因。

方法步骤：（1）取一些土壤，使其干燥，称重，装入一个大小合适的木桶中。（2）将一棵已称过重量的棉花植株种入此土壤中，每天给其浇灌适量的水。（3）把木桶放在露天的环境中培养一段时间，将木桶中的土壤和棉花植株重新称重，记录重量。

实验二：探究空气与光合作用之间的关系。

实验原理：在有阳光的作用下，植物可以更新空气成分（光合作用）。

方法步骤：（1）随机选取四个矿泉水桶，编号A、B、C、D。（2）依次用氧气测量仪和二氧化碳测量仪分别测试四个矿泉水桶中相应气体的浓度。（3）将A组中放一支点燃的蜡烛，B组中放一个棉花植株和一支点燃的蜡烛，C组中放一条蚯蚓，D组中放一个棉花植株和一条蚯蚓，再次用氧气测量仪和二氧化碳测量仪分别测试四个矿泉水桶中相应气体的浓度。（4）把四个矿泉水桶放在露天的环境中，观察并记录A、B两组蜡烛的燃烧时间，C、D两组蚯蚓的存活时间。

2.通过实验教学形成核心概念

（1）新课引入：实验现象直接引入新课

以“实验一：探究植物生长的原因”的实验结果直接导入新课，并由1号学习小组得出实验结论并提出新的问题。

（2）以问题驱动延伸出核心概念

1号代表：很明显植物增加的重量主要不是来源于土壤，因为植物增加的重量远大于土壤减少的重量。

教师：能否分析出植株生长可能与什么因素有关？

1号代表：植物生长应该跟水分和空气有关。

教师：植物的生长跟水分有关呢，还是跟空气有关，还是跟两者都有关系？

2号代表：根据我们这组的研究结果，植物的生长应该跟空气有关。我们发现植物有更新空气的能力，在植物的作用下，可以减少空气中二氧化碳的浓度，增加氧气的浓度。

教师：植物这种更新的能力需要什么样的外部条件？

3号代表：我们发现植物这种更新空气的能力必须在有光的情况下才能完成。

4号代表：我们的研究也显示植物在有光的条件下才能制造有机物。