对光合作用的内部机理的研究虽有突破,但也只是停留在基础理论的研 究上。同时光合作用过程是一系列生物化学反应过程,所以这节课是以老师 讲授为主,配合适当的电教媒体,深入浅出地介绍,不宜过难、过深。
光合作用的过程分为光反应与暗反应两个阶段:(1)光反应:这一阶段
是光合作用中最为重要的步骤,又可分为光反应第一阶段和第二阶段。 光反应第一阶段,包括色素吸收光和水的光解过程。叶绿体基粒片层膜
内的四种色素都吸收光能,并能神速而高效率地传递给叶绿素分子。叶绿素
分子利用光能将水光解为氢原子和氧原子,而氧原子又以氧分子(O■2)的 形式通过叶片气孔释放出来(说明光合作用下,释放出的氧气是由水被氧化 为分子态氧的过程产生的)。而氢原子是活泼的还原剂,将用于暗反应。由 此得出结论:光反应第一阶段的产物是氢原子与氧气。
光反应第二阶段,主要是电子传递和光合磷酸化过程。因为高中学生已
经在化学课中掌握了氧化、还原的概念,所以有关电子传递过程中,电子得 失的氧化-还原过程,学生是可以理解和掌握的。
电子传递过程:叶绿素分子接受了高能量的光,使叶绿素分子丢失了外 层电子而变成离子态,这时的叶绿素离子具有了得电子的能力而被激活。其 外层电子被各种电子受体接收,引起了电子的传递。叶绿素又接收水光解时 产生的氢原子的外层电子。在电子的传递过程中,通过酶的作用,最终又将 电子传递给氢离子而产生还原态的氢原子。
光合磷酸化过程(ATP 的形成):在电子传递的过程中,叶绿素分子将 部分电能转化为不稳定的化学能,在 ATP 酶(基粒片层膜上)的催化下,不 稳定的化学能被 ADP 捕获,结合 Pi 形成了 ATP。上述有关知识,因学生已经 了解了电子传递、ATP 和 ADP 的转化等有关内容,是很容易接受的。因此, 光反应第二阶段的产物是 ATP。(2)暗反应(与光无关的化学反应):可分 为 CO■2 固定、还原和能量贮存三个过程。
CO■2 固定(在叶绿体间质内进行):即 CO■2 分子从叶片的气孔进入 叶绿体中与一个五碳化合物(二磷酸核酮糖)在酶的催化下结合成六碳化合 物,再水解为两个三碳化合物(3-磷酸甘油酸)。因此说明了 CO■2 以羧基
(■H)的形式被固定下来。这一反应教师配以挂图和投影等媒体,将复杂的 化学反应展示给学生,以帮助学生对上述内容的理解(但并不要求学生必须 记住)。
CO■2 还原(三碳化合物还原):两个三碳化合物(三碳酸)在酶的催 化作用下(光反应阶段产生的氢原子),在 ATP 供能的条件下,被氢还原成 两个三碳糖(3-磷酸甘油醛):
■2C3(三碳酸)→2C3(醛)(三碳糖)再经过一系列的反应,形成了
(1/6)C■6H12O6(葡萄糖)和(5/6)五碳化合物。
能量的贮存过程:ATP 放出能量,供■CO2 还原的同时,脱去磷酸(Pi) 之后转化为 ADP:
■ATP→ →ADP+Pi+能量
■与此同时将其能量贮存在 C3、C5 和 C6H12O6 之中。 从总体上看,光合作用是一个氧化-还原反应过程,即■CO2 被还原到
糖,水则被氧化为分子态氧的过程。 从能量转化角度分析,光合作用首先是将光能转换为电能(电子传递),
其次是将电能转化为活跃的化学能,最后则是将活跃的化学能转变为稳定的
化学能的过程。 通过上述三节课的教学,将初中学的光合作用知识与高中要学的内容综
合分析,按着知识的系统,由浅入深、由表及里地学习或复习,使学生对光
合作用形成整体概念。通过课堂演示、随堂分组实验和配合各种电教媒体的 授课,按着知识的内在联系,使声、像、言相结合,达到了开发学生智力的 目的。
(三)开辟第二课堂,课内与课外相结合的原则
生物学是一门非常生动的自然学科,在研究生物的形态、结构、生理活 动和分类等有关知识内容时,均有丰富多采、千姿百态的各类生物给教学提 供素材。因此生物课教学,绝对不能采取只在“黑板上种田”的方法,必须 让学生走向大自然、了解大自然和观察大自然,从而开阔学生的视野,培养 学生的观察力、丰富学生的想象力,以达到开发学生智力的最终目的。课内 与课外结合,应遵从以课内教学为主、课外活动为辅的原则,充分利用课外 活动、公休日和寒暑假等课余时间组织学生到市内公园、省内名山大川和自 然保护区,进行植被调查、采集标本和摄制录像素材等,激发学生学习生物 科学的积极性,培养学生热爱自然、保护自然的优良品质。在教学中,我采 用了以下几种方法:
1.课堂教学,结合具体实物进行授课,在学生亲自操作和观察中发展其 智力
例如,我在讲述初中植物教材中有关种子一节时,发给每位学生菜豆、 豌豆、蓖麻、玉米和小麦等一些种子,并指导学生萌发种子的操作方法,让 学生课前培养好。当讲种子结构时,指导学生如何剥制种子、如何观察和比 较各类种子的结构,学生很感兴趣,非常认真地操作,将每粒种子的种皮、 胚和胚乳等结构逐粒剥制好之后,教师提问:
(1)菜豆种子与蓖麻种子结构有何区别?
学生通过观察和对比很容易区别出来,菜豆只有种皮和胚两部分,胚包 括胚芽、胚轴、胚根和肥大的两片子叶;而蓖麻除了有种皮和胚外,还有胚 乳,子叶不肥大、呈双薄片状。这样就改变了老师用一支粉笔和一张挂图的 授课方法。而且说明有些双子叶植物有胚乳,有的无胚乳,改变了学生中有 关双子叶植物种子都没有胚乳,其胚乳都被子叶吸收的错误概念。培养了学 生的观察力。
(2)菜豆与玉米种子结构有何区别? 指导学生如何将萌生的玉米和菜豆种子纵切并在纵切面上滴加碘酒的方
法,进行观察和比较,找出两种种子的主要区别。通过学生的观察和比较, 得出的结论是:玉米有胚乳而菜豆没有;玉米子叶为单片而菜豆子叶为双片; 菜豆种皮为单层,而玉米是果皮、种皮双层结合;玉米的胚芽与胚根外面分 别有胚芽鞘和胚根鞘。这样就逐步明确了单、双子叶植物种子的根本区别在 于子叶数目。
(3)菜豆与豌豆种子在萌发过程中有何区别? 在授课前发给每位学生一个玻璃制的培养器和几类种子,让学生在课后
将种子种在培养器里,定时浇水,待萌发后,通过总结得出下列结论:菜豆 萌发时,胚轴伸长将子叶带出土面,后胚芽萌发成茎和叶;而豌豆的子叶不 出土,胚芽直接从土面长出萌发成茎和叶。
(4)菜豆与玉米种子萌发有何区别?
通过观察可以得出,菜豆子叶出土,玉米子叶不出土而通过胚芽鞘直接 将胚芽伸出土面。
通过上述四个问题,在学生亲自培养、制作和观察中,将各类植物种子
的结构与萌发过程加以比较,明确概念,找出规律,从而培养了学生的观察 能力、实验能力和思维概括能力,开发了学生的智力。
2.利用暑假,组织夏令营活动,到自然保护区进行植被调查
当讲到被子植物类群一节时,我组织夏令营活动,带领学生到雾灵山自 然保护区进行调查。除了教材中讲授的五科植物外,在教师的指引下,学生 们又观察到了以下几科较少见的植物:
百合科:郁金香、玉簪、百合、萱草和贝母等。
天南星科:天南星、马蹄莲和七叶一支花。 兰科:杜鹃兰和二月兰。 菊科:马兰、蓟和蒲公英。 杜鹃花科:红、白杜鹃。 毛茛科:芍药、牡丹和毛茛。 旱金莲科:旱金莲(金莲花)。 蓼科:何首乌等。
通过夏令营活动,除锻炼了学生的体质、开阔了视野,对千姿百态的各 类植物产生了感情,还培养了学生热爱自然、保护自然的优良品质。
3.利用公休日,组织学生到公园去鉴赏各种花卉 例如,我在讲述花这一节时,利用公休日,组织学生到公园去观赏桃、
梨、杏、紫藤、野菊、迎春、木槿、牵牛、仙客来、大八仙、唐菖蒲等各类 花的结构、花冠种类。把学生采集或制作出标本带回课堂后,教师引导学生 将桃花制成平面花式图,再经自学,将桃花的典型结构一一表述之后,再观 赏桃花将每部分结构重新口述出来,采用了“课堂 TV”的方法,既增强了鉴
赏能力、掌握了知识,又提高了学习兴趣。
4.摄制专题录像,配合教学的活动 课堂教学中电教媒体的使用,加速了教学改革,将学生不易观察到的各
类生物的形态、结构和生理活动等内容,特别是微观世界的有关知识,用投 影、录像的方法,生动地展示在学生面前,通过声、像的结合,提高了课堂 教学的效果。
例如,在讲述苔藓植物和蕨类植物时,有关地钱(苔类)、葫芦藓和各 种蕨类植物,因为学生对上述植物缺乏感性了解,平时很难见到,只用挂图 授课的方法,很难使学生掌握。所以,我利用假期,组织学校电教组和生物 组的全体老师,到苍岩山、嶂石岩、蔓山和雾灵山等山地或自然保护区去, 进行专题摄制工作。从嶂石岩采集和摄制了地钱的雄株和雌株、葫芦鲜的雄 枝和雌枝(雌枝上长有茂密的孢蒴)等;在雾灵山摄制了铁线蕨、密毛蕨、 锦马鳞毛蕨、问荆和木贼等蕨类植物的形态、结构和繁殖等录像节选,回校 进行编辑之后,上课时边讲边展示给学生。
又如,讲到我国珍贵的植物:水杉、银杉、银杏、金钱松和珙桐时,过 去只是讲一下,既无标本又无挂图,学生只能死记硬背。为了改变上述现象, 我与有关的各省、市电教馆联系,求购录像节选带,在上课时逐一展现给学 生。
当讲到我国珍贵动物和珍稀鸟类时,我向福建省标本厂求购了我国一、
二、三类保护动物和鸟类标本 1300 多种,除金丝猴和熊猫外,凡是初中和高 中教材中讲述的各类动物基本上都购全了。这样使生物课由死板的教学模式 变成了生动活泼的教学,调动了学生学习的积极性,同时又开发了学生的智 力。
(四)根据学生智力的差别,采用因材施教的原则
学生的智力发展,总是不平衡的,有聪明和迟钝之分,有些学生长于记 忆,有些善于思考,有些喜文,而有些喜理,有些善于交际,有些沉默寡言 等,从而表现出智力上的差异。
所以,我在教育、教学工作中,根据学生不同的心理发展水平、不同的
特点、不同的智力水平,采用不同的教学方法,多方位地关心爱护学生,特 别要体贴那些智力较差、学业成绩不佳的学生,又要保护和培养那些成绩优 秀的学生,采用因材施教的方法。
为了达到教学目标的要求,我多年来一直坚持深入了解“差生”的共同
心理压力。 首先是来自家长不正确的管理,这些家长“望子成龙”心切,一股劲儿
地给子女灌注不正确的学习动机,从而给他们增加了负担,使学生在心理上 产生了对学习的厌烦情绪,同时又使学生不知所措,学习效果反而越来越差; 其次是教师在教学方法上,片面地追求高分数,而忽视了因材施教的原则, 对“差生”冷眼相待、不闻不问,甚至对他们进行讽刺和训斥,结果加重了 学生的心理压力,有了问题不敢问老师,问同学又怕人家烦,长此下去,问 题成堆,无法解决,学业成绩越来越差,成为所谓的“低能儿”。
为了提高“差生”的智力水平,我在多年的教学中采用“五辅、一补” 的教学方法,对智力较差的学生采取了不同的教学方法,达到因材施教的教 学原则。
一辅:指的是练习课优先关照“差生”。即经常提问他们,对他们的错
误概念进行耐心的纠正,使他们参与到教学活动之中,改变他们被动学习的 局面,使他们产生学习的勇气。对他们在板书、口述和表达中的错误概念, 可以及时纠正,不致堆积起来。
二辅:辅导课主动光顾“差生”。只要下班辅导,就优先照顾那些“中 下生”,首先回答他们提出的问题,通常每次下班辅导时,总是“好学生” 围着老师转、问这问那,使老师抽不出身来解答“差生”中存在的问题,而 且凡是“好学生”围着老师提出各种问题时,“差生”因心理因素的影响, 根本不敢向前,再加上他们也提不出什么问题来,这样教师下班辅导次数不 少,但并不能解决“差生”的问题。根据上述现象,我改变了下班辅导的方 法,即下班辅导时,教师带着问题,逐个辅导后进生,以饱满的热情关心、 辅导他们,使这些学生心理上得到安慰、问题得到解决,辅导“差生”之后, 再辅导那些优等生,这样使不同智力水平的学生都能有所提高、有所发展。
三辅:即作业和单元考试,面批面改。每次作业完成之后,我都全部进 行批改,而且对那些“差生”用当面批改的方法,使他们的知识漏洞得到填 补,提高了他们学习的兴趣。
四辅:公休日、节假日个别辅导。即凡是休息时间,我都尽量挤时间, 提前按点约好学生来办公室,逐个辅导,这是辅导的最为有效的方法,可以 针对学生的具体问题,帮助学生解开问题的关键环节,使学生茅塞顿开,培 养了学生敢于攻克难关补全知识漏洞的习惯,提高了学生克服困难的勇气。
五辅:落实单元过关。即每章讲完之后,都要进行单元测试。通过测验,
检查学生出现的知识漏洞和教师在教学上存在的问题,针对问题,纠正学生 存在的错误,改变教学方法,逐渐提高教学质量。每次单元过关考试之后, 对他们的试卷都要面批面改,当场纠正错误,讲清发生错误的原因,并逐一 进行辅导之后,再用原题过关一次,要求参加第二次过关的学生,必须达到 满分。这样每讲完一章之后要求所有学生都能牢固和正确掌握,不留知识缺 欠。
一补:经过上述“五辅”之后,在学生中还可能有好、中、差之分。对
那些学习特别差的学生,决不能放弃,我利用每星期日下午的时间,对这些 学生进行补课,实际上是将本周已学过的知识,再讲一次、练一次和考一次 的方法,逐章进行补习。
对于智商较高、学习成绩又好的“尖子生”的培养与提高,一般是利用
课外活动的时间组织兴趣小组。在活动中根据“三个面向”的需要给学生介 绍生物学的发展与展望,介绍一些分子遗传学的知识,讲述一些生物化学的 基础知识,并提高其生物实验技能等。
例如,开放实验室。根据学生的需要和爱好,可自己设计实验方案,分 析实验结果,检查和分析实验成败的原因。
又如,安排参加兴趣小组的学生将所学习的实验,特别是当时自己在实 验时,效果不太理想的,再重新验证一次。要求学生一定学会徒手切片技术, 达到精益求精的程度。
对初一的同学,我要求他们将植物根、茎和叶三大器官的徒手切片,练 习到一次切成的地步。如初生根、次生根的纵、横切;草本茎横切,一年生 木本茎的纵、横切和三年生木本茎的横切;叶片的横切和上、下表皮横切等 切片,练习到一次切成,经过考核达到要求。
对初二的学生,引导他们制作鸟类(长尾蓝鹊、雉鸡等)、哺乳类(家
兔)和两栖类(青蛙)的各种剥制、干制、浸制和透明标本,除了培养学生 动手能力外,还制出了许多可保存的标本,在生物仪器室内增加了许多学生 的自制标本。
1994 年,我组织了高中生物活动小组,选了 11 名“尖子生”进行假期 培训,其中有三名学生代表河北省参加了全国生物知识竞赛活动,取得了好 成绩。
上述四种原则的教学,激发了学生学习的兴趣,拓宽了视野,提高了智 能水平,使每个学生都得到了全面的发展与提高。
教学实录
一、教学目的
脱氧核糖核酸(DNA)的空间结构
1.在学生掌握了组成 DNA 的各类化学成分之后,进一步了解构成 DNA 的 四种核苷酸结构。
2.通过四种脱氧核苷酸的连接过程,引导学生掌握 DNA 的梯型结构(平 面结构)。
3.根据 DNA 的梯型结构特点,进一步掌握 DNA 的双螺旋空间结构。 二、教学重点
1.核苷酸的化学组成。
2.DNA 的四种脱氧核苷酸的成分。
3.DNA 分子的梯型结构与特征。
4.DNA 分子的空间结构。 三、教学难点
四种脱氧核苷酸如何连接成 DNA 的梯型结构,以及 DNA 空间结构的特征。
四、教具准备
四种脱氧核苷酸结构的剪贴图;组成 DNA 的四种碱基结构的投影片;DNA 空间结构模型;DNA 空间结构的电子扫描录像片。
五、教学方法
谈话法。 根据知识的内在联系、新旧知识的结合,在教师的引导下,由浅入深,
由表及里地分析有关组成 DNA 的各种物质化学结构的基础上,由学生得出结
论,达到建立抽象概念,开发学生智力的效果。 六、课时安排
2 课时连排。
七、课堂教学过程
第一课时