[板书:(2)暗反应]
师:是光合作用进行的第二阶段,不需要光和叶绿素,而需要叶绿体基 质中许多酶参与催化才能正常进行。因此,暗反应又称为酶促反应。
具体反应过程可归纳为: 从物质变化看,首先是二氧化碳的固定,即与一个五碳化合物(二磷酸
核酮糖)结合,进一步形成比较稳定的两个三碳化合物(磷酸甘油酸);然 后是二氧化碳还原,即在 ATP 和酶的催化下,被还原能力很强的氢还原,再 经过一系列复杂的变化,形成葡萄糖和水;从能量变化看,ATP 中活跃的化 学能,转变成葡萄糖中稳定的化学能。
[板书:
师:(小结)暗反应才产生糖类,糖类包括单糖、二糖和多糖。 [为使学生对光反应和暗反应之间的内在联系了解清楚,能抓住知识的要
点和来龙去脉,在板书设计时,应考虑周到,讲授后最好形成如下表解(或 用投影片逐一展示),也可采用课本第 64 页图 21 光合作用过程的图解,边 讲边画]
[布置思考题] 师:1.怎样说明叶绿体是进行光合作用的完整的结构和功能单位?
2.光合作用的过程分哪几个阶段?每个阶段中物质和能量的变化是怎样
的?
3.光合作用两个阶段的主要区别和联系是怎样的?
4.做课本里的“复习题”。
[复习提问]
第二课时
师:写出光合作用过程的总反应式,并说明反应物和生成物之间关系。 [让一学生在黑板上写] 师:光合作用的光反应和暗反应的主要区别是什么? [因题目过大,教师可以提示从进行的场所,必需的条件,物质的变化,
能量的转变四个方面作答。对于接受能力、综合能力较差的班级,也可以分 成四个小题,逐一提问,如:
师:1.光反应和暗反应的进行场所有什么不同?
2.光反应和暗反应进行的必需条件有什么不同?
3.光反应和暗反应在物质变化方面有何主要不同?
4.光反应和暗反应在能量转变方面有何主要不同? 在学生逐题回答的基础上,师生共同作必要的归纳,把要点部分扼要地
写在黑板上,最后自然而然地形成一个光反应和暗反应的比较表,让学生记 在笔记本上]
师:光合作用的光反应和暗反应之间有什么联系? [可让学生按课本第 64 页图 21 作答] [在学生回答的基础上,教师应总结归纳两者之间的联系要点] 师:光反应是暗反应的基础,它为暗反应的进行提供了还原二氧化碳活
泼的[H]和活跃的化学能 ATP;暗反应的进行又会影响光反应的正常进行。可 见,两者相互影响,相辅相成,构成了光合作用的全过程。
[讲授新课] [板书:(三)光合作用的概念和实质] [学习了光合作用进行的场所和光合作用的进行过程后,教师先启发学生
总结一下光合作用的概念。学生很可能仍按初中《植物学》中所学的内容回
答:绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水合成储存能量的有机 物,并且释放出氧气的过程叫光合作用。
对于学生的上述回答,教师首先要予以肯定(因为如此回答本身没有错
误,高中《生物》课本关于光合作用的概念也是这么说的,跟初中课本里的 叙述相同)。然后,教师要求学生从现在已学到的知识,可否把光合作用的 概念总结得更完整、更全面、更深刻些?怎样总结好呢?(教师允许学生三 三两两进行讨论,发表自己的看法)最后在学生回答的基础上,教师可归纳 如下(让学生写在笔记本上)]
师:光合作用是绿色植物叶绿体的色素吸收和利用光能,经过非常复杂
的光反应和暗反应过程,把无机物(二氧化碳和水)合成富含能量的有机物
(主要是糖类),并释放出氧气的过程。 师:光合作用的实质是什么呢? [先让学生回答,再由教师总结]
师:把无机的二氧化碳和水变成了含碳的有机物;把光能转变成化学 能,储藏在有机物之中。那么,光合作用有何重要的意义呢?
[板书:(四)光合作用的重要意义] [在学习光合作用的概念和实质的基础上,教师可利用光合作用的总反应
式,启发学生从物质的变化和能量的转变方面,总结光合作用的重要意义] [板书:1.把无机物转变成有机物,是构成生物体和人类原生质有机成分
的基础]
师:在第一章“细胞”里已经学过,组成细胞原生质的有机化合物有糖 类、脂类、蛋白质和核酸等。这些有机化合物,从根本上说,都是绿色植物 从外界吸收的无机物制成的。而最先制成的是糖类,再由糖类转变成其他的 有机物。而糖类几乎可以说都是通过光合作用制造的。可见,要是没有光合
作用,就没有糖类;没有糖类,当然也不会有其他的有机物;没有有机物, 一切生物就不能生存。所以,人们把地球上的绿色植物比作庞大的“绿色工 厂”是很有道理的。
[板书:
师:这里需要说明两点:
1.生物体把从外界环境中摄取的营养物质转变成自身的组成物质,并储 存能量,叫做同化作用(或合成代谢)(见课本第 44 页)。这是从总的趋势 和结果上看的。
2.光合作用是绿色植物同化作用过程中极为重要的组成部分,这是无疑 的。但把光合作用和同化作用完全等同起来,说成光合作用就是绿色植物的 同化作用,就不对了。这一点必请同学们注意。
[板书:2.把光能转变成贮存在有机物中的化学能,是一切生物和人类生
命活动能量的主要来源]
师:生物和人类的生活,一时一刻也离不开能量的供应,主要的能源物 质是糖类,直接供能的物质是 ATP;而糖类里储存的化学能,正是光合作用 过程中的光能转变成的。因此,人们比喻绿色植物是“巨型的能量转换站”。 人们常说“万物生长靠太阳”,这从能量来源的角度说是正确的。但是,除 了绿色植物以外,其他绝大多数生物都不能直接利用光能,只能利用储存在 有机化合物中由光能转变成的化学能。因此,光合作用的重要意义之二是一 切生物和人类生命活动能量的主要来源。
师:(小结)从物质代谢和能量代谢转变的意义上来说,光合作用是生
物界最基本的物质代谢和能量代谢,它在整个生物界以至整个自然界中都具 有极其重要的意义。(注意:①生物最基本的特征是新陈代谢,两个“最基 本”不要混淆;②光合作用对整个自然界的意义,在第七章“生物与环境” 里还要细讲)
[板书:3.保持大气中二氧化碳和氧气的含量稳定,净化空气]
师:地球上各种生物和人类的呼吸过程中,大都吸收氧气,呼出二氧化 碳。各种燃料的燃烧都要大量地消耗氧气,排出二氧化碳。可是,大气里氧 气和二氧化碳的含量是稳定的(O 约占 21%,CO2 约占 0.03%)。这主要是
绿色植物进行光合作用吸收二氧化碳,放出氧气的结果。因此,人们又把绿 色植物称为“自动的空气净化器”。
师:(总结)总而言之,光合作用是地球上一切生物(包括人)生存、 繁荣和发展的根本源泉!
[布置思考题]
师:1.试述光合作用的概念和实质。
2.光合作用有何重要的意义?
绿色植物的新陈代谢——呼吸作用
一、教材分析
这部分教材内容可分为四部分:呼吸作用的场所、呼吸作用的过程、呼 吸作用的概念和呼吸作用的生理意义。其中,呼吸作用的过程和呼吸作用的 意义是教材的重点。因为呼吸作用的主要意义,在于分解有机物,释放能量, 产生 ATP,为植物体进行各项生命活动提供需要的能量,也就是揭示呼吸作 用的本质问题。关于呼吸作用的过程,教材介绍了两种类型,即有氧呼吸和 无氧呼吸,其过程虽有所不同,但其本质是一致的。由于这部分内容涉及到 较多的生化知识,学生不容易理解。因此,呼吸作用的过程既是教材的重点, 又是教材的难点。
二、教学目的
1.使学生理解呼吸作用的概念和本质。
2.使学生初步掌握呼吸作用的过程,即有氧呼吸和无氧呼吸过程的基本 要点。
3.使学生理解呼吸作用的生理意义:为植物体进行各项生命活动提供能 量。
三、教材处理
为了使教学符合学生接受知识的规律,从感性到理性,从简单到复杂, 由浅入深,并与光合作用的标题取得一致,便于进行比较,教学顺序是:呼 吸作用的场所→呼吸作用的过程→呼吸作用的概念和本质→呼吸作用的生理 意义。
四、课时安排
鉴于这部分内容较多,呼吸作用在绿色植物的新陈代谢中又占有重要的 地位,一般以安排 2 课时为宜。
五、教学过程
第一课时
[复习提问]师:1.写出光合作用的总反应式,并指出光合作用释放的氧 气来自于什么?
[让一学生在黑板上写出]
师:光合作用的光反应和暗反应的要点是哪些? [主要从物质转变和能量转变的角度上说] 师:什么是光合作用?它的实质是什么?光合作用有何重要意义? [只要求学生答出重点即可]
[讲授新课] [在学生回答问题的基础上,教师小结并引出课题] 师:绿色植物通过光合作用,把光能转变成贮藏在有机物中的化学能。
植物的生命活动,甚至光合作用本身一时一刻也离不开能量的供应。那么, 有机物中贮藏的化学能,又是怎样被释放出来,供植物进行生命活动的呢? 这就涉及到呼吸作用了。
[板书:四、呼吸作用] 师:呼吸作用主要是在哪里进行的呢? [让学生回忆第一章已学的知识作答,并板书:
(一)呼吸作用的场所——线粒体
1.线粒体的结构] [用挂图或教师在黑板上画出线粒体的结构示意图,让学生回答,或请一
学生在黑板上写出线粒体结构各部分名称:外膜、内膜、嵴、基粒、基质] [板书:2.酶在线粒体中的分布] 生:在内膜、基质和基粒中,均分布有许多与呼吸作用有关的酶。 师:(小结)线粒体是呼吸作用的主要场所。是细胞供应能量的“动力
工厂”。细胞生命活动所需要的能量,95%是来自线粒体。那么,呼吸作用 是怎样进行的呢?
[板书:(二)呼吸作用的过程] 师:呼吸作用有两种类型,其过程不尽相同。 [板书:1.有氧呼吸]
师:有氧呼吸,顾名思义,是指植物细胞在氧气参与下,通过酶的催化 作用,把糖类等有机物彻底氧化分解,产生二氧化碳和水,同时释放出大量 能量,产生 ATP 的过程。有氧呼吸是高等植物进行呼吸作用的主要形式,人 们通常所说的呼吸作用就是指有氧呼吸。通常以葡萄糖作为氧化分解的原 料,其总反应式如下:
[教师写出总反应式后,学生很容易误解是光合作用总反应式的逆反应, 因为两个反应式正相反。所以这里需要强调说明]师:切不可把呼吸作用看成 是光合作用的简单逆转。呼吸作用是生命活动中一个复杂的过程,葡萄糖也 并不能被氧直接氧化。那么,这个总反应式是怎样得出来的呢?有氧呼吸的 全过程可以分为三个阶段或者说三步化学反应:
[教师边讲边板书]
总反应式为:
[板书时教师要进行如下说明]
师:(1)第一阶段是在细胞质的基质内进行的;第二、三阶段是在线 粒体内进行的。
(2)第一阶段是 1 摩葡萄糖分解成 2 摩丙酮酸,在分解过程中产生少量 的氢(4[H])和少量的 ATP(2ATP);第二阶段是丙酮酸彻底分解为二氧化 碳和氢(20[H]),二氧化碳被释放出来,同时生成少量 ATP(2ATP);第三 阶段是在前两个阶段的基础上,分解产生的氢传递给氧,与氧结合而形成水, 同时产生大量的 ATP(34ATP)。
(3)1 摩葡萄糖彻底氧化分解后,释放出的能量总共有 2870 千焦,其 中 1255 千焦左右的能量,可生成 38 个 ATP,其余的 1615 千焦左右的以热能 的形式散失掉了。潮湿的种子呼吸放热就是这个原因。热能是不能利用的。
[板书:2.无氧呼吸]
师:无氧呼吸一般是指在无氧的条件下,通过酶的催化作用,植物细胞
把糖类等有机物分解成为不彻底的氧化产物,同时释放出少量能量,产生少 量 ATP 的过程。
[板书:(1)高等植物的无氧呼吸]
师:高等植物的无氧呼吸可以产生酒精,其反应式如下:
师:其释放的能量约为 215.72 千焦,其中约 60.51 千焦形成 2 个 ATP, 其余的以热能的形式散失掉。苹果储藏久了,会产生酒味,就是苹果细胞进 行无氧呼吸之故。高等植物的无氧呼吸也还能产生乳酸,其反应式如下:
师:其释放的能量约为 196.65 千焦,其中 61.08 千焦形成 2 个 ATP,其 余的以热能的形式散失掉。如马铃薯块茎和玉米胚进行无氧呼吸时,就产生 乳酸。微生物进行无氧呼吸(如乳酸菌、酵母菌)习惯上叫做发酵。
[教师可以举些日常生活和生产上的实例]
师:例如,利用乳酸菌制作酸菜、泡菜、酸奶等;农村中利用乳酸菌制 牲口爱食又营养丰富的青贮饲料。和面时,加入酵母菌,酵母菌分解面粉里 的糖分产生二氧化碳和酒精,蒸煮时酒精挥发,而二氧化碳遇热膨胀,因此 制熟的馒头、面包和饼干是暄软多孔的,等等。
[对于无氧呼吸的反应式,学生是容易接受的,但教师在讲解过程中,还
是需要强调几点]
师:1.不彻底的氧化分解产物是指 C H OH 和 C H O 。而言的。
2 5 3 6 3
2.无氧呼吸也有许多步骤,首先也是要 1 摩 C H
O 分解成 2 摩 CH COCOOH
6 12 6 3
(丙酮酸),这步是在细胞质基质里进行的,与线粒体无关。
3.同是 1 摩 C H
O ,有氧呼吸释放出的能量约为 2870 千焦,而无氧呼吸
6 12 6
只释放出 215.72 千焦或 196.65 千焦能量,那是由于 C H
O 氧化不彻底,大
量的能量仍保留在 C H OH、C H O 中的缘故。
6 12 6
2 5 3 6 3
4.对于高等植物的呼吸作用形式来说,有氧呼吸和无氧呼吸都存在,但 以有氧呼吸为主要形式。一般地说,无氧呼吸产生的酒精对细胞有毒害作用, 陆生植物是不能长期忍受无氧呼吸的。涝田时要抓紧排水也就是这个道理。
5.无氧呼吸不一定在完全缺氧的条件下发生,有时在有氧的条件下也会
发生。 [板书:3.有氧呼吸和无氧呼吸的联系] [为了避免学生机械地理解有氧呼吸和无氧呼吸,教师有必要通过如下板
书,把两者“串联”起来:
师:(小结)以上说明有氧呼吸和无氧呼吸(或发酵)不是绝然不同的 两个过程。
[布置思考题]
师:1.为什么线粒体能作为细胞进行呼吸作用的主要场所?
2.有氧呼吸和无氧呼吸有什么区别和联系?
3.为什么水生植物(如水稻、莲、菱)能在水中正常生长?
第二课时
[复习提问] 师:1.什么叫做有氧呼吸?什么叫做无氧呼吸?
2.有氧呼吸和无氧呼吸之间有什么联系?
3.有氧呼吸和无氧呼吸有哪些主要的区别? [教师可提示从进行的场所,是否需要氧气,分解的产物和释放的能量四
个方面回答。 在学生回答的基础上,教师可归纳出要点,并在黑板上有计划地列成比
较表,让学生抄录在笔记本上]
有氧呼吸
无氧呼吸
释放能量
较多, 2870 千焦,其中
1255 千焦形成 38 个 ATP
较少, 215.72 千焦或 196.65 千焦,其中 60.51 千焦或 61.08 千焦形成 2 个 ATP
师:我们学习了呼吸作用进行的场所,有氧呼吸和无氧呼吸的过程,并作了 比较,分析了两者之间的关系。那么,究竟什么是呼吸作用?呼吸作用的本 质是什么呢?
[板书:(三)呼吸作用的概念和本质]
[教师先启发学生分析归纳,然后以有氧呼吸为例,总结出呼吸作用的概
念]
师:呼吸作用是植物吸收大气中游离的氧气,在细胞内经过复杂的化学
变化,将有机物(主要是 C H
O )分解成二氧化碳和水;同时释放能量,产
6 12 6
生 ATP 的生理过程。有氧呼吸和无氧呼吸都是呼吸,那么,呼吸作用的本质 是什么呢?
[让学生回答后,教师总结出呼吸作用的本质]
师:分解有机物,释放能量,产生 ATP。 植物体的任何一部分,大自器官,小至细胞,只要是“活”的,都要进
行呼吸作用。只是因植物体的不同种类,不同的发育时期,或不同的器官,
不同的组织,不同的细胞,呼吸作用的强度不同罢了。一般来说,植物体生 命活动旺盛部分,呼吸作用较强;反之则弱。由于有氧呼吸进行的主要场所 是线粒体,线粒体又在细胞的基质中,因此,凡是细胞质基质中线粒体数目 较多的细胞,呼吸作用比较强(例从略)。
呼吸作用有何重要的生理意义呢? [板书:(四)呼吸作用的生理意义] [教师尽量启发学生根据已学过的呼吸作用的本质来回答,然后由师生共
同归纳] [板书:1.呼吸作用是植物体生命活动中主要的能量来源] 师:呼吸作用最突出的一点是为植物体的各项生命活动提供能量。光合
作用把无机物的水和二氧化碳变成有机物的糖类等,把光能转变成贮藏在糖 类等中的化学能。而呼吸作用把有机物氧化分解,释放出其中的能量,产生
ATP。ATP 在酶的催化下水解成 ADP,把能量用于植物体生命活动的各个方面。 [教师边讲边板书:
师:需要说明的是:
(1)生物体把自身的一部分物质分解,释放出能量,并把代谢的终产物 排出体外的全过程,叫做异化作用(或分解代谢),这是从总的趋势和结果 来看的。
(2)绿色植物的呼吸作用是异化作用中极为重要的部分,异化作用通过 呼吸作用才得以实现。如果把呼吸作用和异化作用两者完全等同起来,是错 误的。
[如果学生基础较好,对于呼吸作用的生理意义,不妨再补充两点,即:
2、3。
2.呼吸作用提供了合成新物质的原料]
师:呼吸作用是一个非常复杂的过程,能产生各种各样的中间产物(如 乙酰辅酶 A 等)。中间产物是合成蛋白质、核酸、酶、色素、植物激素等的 原料。呼吸作用又是植物体内各种有机物相互转化的枢纽,它能把体内糖类 的代谢,脂类的代谢,蛋白质的代谢联系成为一个整体。
[板书:
3.呼吸作用能增强植物体的抗病能力]
师:(1)使细菌产生的有毒物质氧化分解。病菌侵入植物体时,常常 分泌有毒的物质,给植物带来危害。此时,植物通过强烈的呼吸作用,将有 毒的物质氧化分解,从而解除或降低毒性,消除或减轻其危害。
(2)促进伤口的愈合。当植物被砍伤时(如树木的枝茎),伤口处的呼
吸作用加强,促使细胞分裂,成为木栓化、木质化,使伤口愈合,以阻止病 菌的侵入。常见的树木砍伤后形成“伤疤”(节瘤),就是这个缘故。
[最后,教师要把光合作用和呼吸作用,就物质的变化和能量的转变,进 行扼要的总结归纳,联系到本章教材的引言上去,并为下一节“新陈代谢的 基本类型”打下必要的基础]
师:(1)绿色植物把从外界环境中摄取的无机物,通过光合作用转变 成自身的有机物,并贮存能量。光合作用是绿色植物同化作用极为重要的生 理作用,它对整个生物界,以至整个自然界都有着极其巨大的意义(在第七 章“生物与环境”中还要专门讲解)。呼吸作用能将植物自身一部分有机物 氧化分解,释放出能量,供植物进行各项生命活动的需要。呼吸作用是绿色
植物异化作用(分解代谢)中极为重要的生理作用。两种作用是矛盾对立的。
(2)光合作用和呼吸作用既有对立的一面,又有互为联系的一面。光合 作用为呼吸作用提供了贮存能量的有机物;呼吸作用又为光合作用提供了对 原料的吸收和产物的运输所需要的能量。可见,两者又有相互依存的关系。
[为使学生便于比较和记忆,教师在黑板上列出比较表]
光合作用
呼吸作用
只在叶绿体中进行
有生命活动的部分都进行
在光照下才进行(光反应)
有光、无光条件下都进行
无机物(水、二氧化碳)→有 机物(糖类等)
有机物(糖类等)→无机物(水 和二氧化碳)
光能→化学能,贮存能量
化学能→ ATP ,释放能量
是合成代谢(同化作用)重要的 组成部分
是分解代谢(异化作用)重要的 组成部分
[布置思考题]
师:1.有氧呼吸和无氧呼吸有何主要的区别和联系?
2.呼吸作用对植物的生理活动有何重要意义?
3.怎样说明光合作用和呼吸作用的对立统一关系?○刘毓森刘毓森
1941 年生,上海市人。1965 年毕业于北京师范大学生物学系。先后在天津市 第八十八中学、天津市红桥区教师进修学校、天津市教育教学研究室工作。 现任天津市生物学科教研室主任、全国生物教学研究会副秘书长。1990 年被 天津市人民政府授予特级教师称号。先后参加了国家教委组织的全国中学《生 物》统编教材、义务教育初中《生物》教材(人教版)的编写工作。与天津 市生物教师一起开展教学专题研究和教改实验,先后进行了“初中生物实验 教学改革试验”、“高中生物目标教学实验”等近 10 项课题的研究,发表论 文 10 余篇,其中“初中植物实验课教学改革试验”一文获天津市教育科学院 第一届优秀论文二等奖、全国生物教学研究会第三届学术年会论文一等奖。 还主编、合编了《高中生物检测与分析》、《中学生物教材和教法》、《中 学生物词语》、《环境保护》等近 20 本教学参考书。
中学生物实验教学系统
中学生物实验教学是全面落实生物教学大纲和提高生物课教学质量的重 要环节,是加强实践教育的重要内容。它对提高全民素质,推动生物课的教 学改革有着重要的意义。
生物实验教学可以说是一个系统。它由四个基本要素组成:教学思想、 教学目标(目标)、教学过程(教学)和教学评价(评价)。在这个系统中, 教学思想对目标、教学和评价起着指导性的作用。目标包括实验教学总目标、 生物学各分科(或各大专题)的实验教学目标,以及各个实验的目的要求; 教学包括课堂实验教学和课外实验活动;评价主要包括教学过程中的形成性 评价和终结性评价(如高中会考中的生物实验考查)。目标、教学和评价三 者之间的关系是相互依存、相互影响的。目标具有导向的作用,支配着教学 和评价;教学效果需要经评价的检验;评价又可以改进教学和完善目标,由 此形成一个能够自我调节的良性循环的教学系统。
一、实验教学的指导思想
(一)实验教学的重要意义
当前,我国面临新技术革命挑战的激烈竞争,对培养社会主义一代新人 提出了更高的要求,不仅要求学生掌握必需的文化科学基础知识,还要求他 们具有良好的科学素质和思想品德素质。学校教育一定要适应社会迅速发展 的需要。生物课作为中学阶段必修的一门基础课,生物课教学必须为学生参 加社会主义现代化建设,适应现代化生活和进一步学习文化科学知识,打好 必要的知识、能力和思想品德方面的基础。
生物课是一门以实验为基础的学科。实验教学在生物教学中具有十分重 要的作用,概括地说具有以下几个方面的作用:
学生在实验过程中观察到的生物体的形态结构、生理功能等种种生物现 象,对他们有强烈的吸引力,从而激发学生的学习兴趣和求知欲;使学生学 会生物实验的基本技能;验证性实验可以使学生加深理解、巩固所学的生物 学知识,探索性实验可以帮助学生由感性到理性、由形象思维到抽象思维的 基础上获取新知识;使学生受到科学方法和科学思维的训练,培养学生的实 验能力;培养学生实事求是的科学态度、不断探求新知识的精神和团结互助、 合作共事、谦虚谨慎,以及爱护公物等优良品质。
(二)实验教学改革的基本思路
既然生物实验在整个生物教学中具有如此重要的作用,我认为,以生物 实验改革为突破口是全面提高生物课教学质量的基本途径。搞好实验教学的 一个首要问题是教师应树立正确的教学思想。正确的教学思想至少应包括以 下几点:
1.要重视实验
人脑有一些富有创造性的特殊性区域,当双手从事精细、灵巧的动作时, 就能充分激发这些区域的活力。教师应充分发挥主动性的精神,努力创造条 件,除完成教学大纲所规定的演示实验、学生实验、实习等各项要求外,并 尽可能多增加一些实验,增加学生动手、动脑的实践机会,从数量上为完成 实验教学目标奠定基础。
2.知识、技能和思维要同步发展
生物课教学在智育方面的终极目标,是以知识教学和技能训练为基础, 突出以思维能力为核心的学科能力培养,提高学生的科学素质,初步具有分 析和解决生物方面问题的能力。生物实验教学能把知识、技能和思维能力这 三者最佳地结合起来。因此,教师在课前的备课和实施教学过程中,要在传 授知识、训练技能和培养思维能力融为一体上下功夫,努力提高每个实验的 教学质量。
3.重视思想品德教育 对学生进行思想品德教育,是生物教学总目标之一,教师应该做好教书
育人的工作。结合实验是进行思想品德教育的重要途径之一。在实验过程中 学生观察到的具体生物的形态结构、生理功能、生物与环境的关系等,可以 受到辩证唯物主义观点教育;在教师的严格要求和启发引导下,学生认真进 行实验操作和对实验现象、结果的分析,可以培养学生实事求是和严肃认真 的科学态度,养成爱护公物、团结合作的品德。教学中要防止忽视思想品德
教育的倾向。
4.要面向大多数学生 初中生物属于义务教育,是提高全民族素质的教育;高中生物(必修)
教学,也属于高一层次的素质教育。因此,在生物实验教学中要面向大多数 学生,尤其对差生多进行辅导和帮助,只要师生共同的努力,绝大多数学生 都能达到教学目标,符合要求。只有在正确的教学思想指导下,才能做好生 物实验教学的各环节,提高实验教学的质量。
二、实验教学的目标
教学起始于目标,并为实现目标而进行全部教学活动;目标又是教学的 归宿,因为教学效果的评价是以目标为依据的。因此,在进行每个实验教学 之前,教师必须深刻理解实验教学的各级目标,并牢牢地扎根于头脑之中, 贯穿于教学过程的始终。
(一)生物实验教学总目标
根据教学大纲对实验所作的规定要求,以及与当前科学技术的进步、经 济的发展相适应,我认为我国中学生物实验教学的总目标应是:
1.使学生获得生物实验的基本技能和方法
例如,学会使用显微镜等实验用具,学会制作临时装片、血涂片、徒手 切片的基本方法,学会解剖一些植物和动物的方法,学会采集植物和制作腊 叶标本的基本方法等。
2.要求学生知道教学大纲所规定的每个实验的目的要求、实验原理、实
验程序和每步操作的目的和理论依据 例如,叶绿体中色素提取和分离的实验,学生能按照“叶绿体色素的提
取→叶绿体色素的分离→实验结果的观察”等实验程序独立操作完成,对实
验中的“研磨绿叶”、“制备滤液”、“制备滤纸条”、“划滤液细线”、 “层析分离”等步骤能规范操作。学生不仅要知其然,还要知其所以然,懂 得该实验的原理:叶绿体中的四种色素不溶于水而溶于丙酮、酒精等有机溶 剂,故可用丙酮提取这些色素;由于多种因素的作用,叶绿体中的四种色素 随着层析液在滤纸上的扩散速度不同,有的扩散得快一些,有的扩散得慢一 些,而形成不同的色素带。所以,可用纸层析法分离这四种色素。本实验的 操作程序是以该实验原理为理论依据的。还要知道每一具体操作步骤的有关 知识。如对“研磨绿叶”这步操作,学生要知道:为什么要取新鲜绿色的叶
片作实验材料?为什么研磨时要加入少许 SiO
和 CaCO ?为什么加入一定量
丙酮后要迅速充分的研磨?研磨绿叶的目的是什么等问题。
3.能正确观察和记录实验现象和结果,并能解释其产生的原因,对实验 结果进行分析和推断,得出正确的结论
例如,绿叶在光下制造淀粉的实验,叶片放入盛有酒精的小烧杯里,隔 水加热(水浴),过几分钟后叶片变成黄白色,学生能对这种实验现象做出 正确的解释。本实验结果是,用黑纸遮盖部分的叶片呈黄白色,周围部分的 叶片呈蓝色,学生能对此实验结果进行分析、推断,得出绿色叶片在光下能 制造淀粉的结论。
4.初步学会独立设计一些简单的实验 设计的实验大致有两类:一类是教师给学生一定的条件,如实验课题、
实验材料、仪器、药品,要求学生自己设计实验操作程序,做出实验结果, 得出结论;另一类是只给学生课题,要求学生自己选择实验材料用具,设计 实验方案,完成实验。
5.具有书写实验报告的基本能力
(二)分科实验教学目标
中学生物课主要包括初中阶段的植物学、动物学、生理卫生和高中生物 学四大部分。分科(各大专题)实验教学目标,具有承上启下的作用。上承 接生物课程实验教学总目标,下指导每个实验的目的要求,属于中间层次。 各分科实验教学目标既有共性,又有各自特点。例如,植物部分实验教学目 标主要放在如何学会使用显微镜等实验用具,如何学会制作临时装片、初步 学会徒手切片,如何学会做一些植物解剖、生理实验,以及学会对实验结果 的观察、记录和分析等方面。高中生物实验教学目标除了要求学生能规范进 行操作外,重点要放在对各个实验原理的理解,知道每步实验操作的作用及 其理论依据,能对实验结果进行分析、推断,得出正确的结论。培养学生具 有独立设计一些简单实验和做一些有创造性实验的能力。
(三)实验的目的要求
每个实验的目的要求应依据于总目标和分科实验教学目标。实验自的要 求应明确、具体。通常包括知识、技能、能力和思想品德教育等内容。例如, 绿叶在光下制造淀粉实验(探索性)的目的要求为:
探究绿叶能否在光下制造淀粉;初步学会绿叶在光下制造淀粉实验的方
法;在对本实验结果进行分析、得出结论的过程中培养学生的思维能力;在 学生进行实验操作和对实验结果进行分析等过程中,注意培养他们的科学态 度和探求知识的精神。
又如,高中生物中“叶绿体中色素的提取和分离”实验的目的要求为:
验证叶绿体中色素的种类及对四种色素的识别;理解本实验的原理,即用丙 酮提取叶绿体中色素及纸层析法分离色素的原理;学会做本实验的方法;结 合实验操作培养学生的科学态度。
明确而具体的实验目的要求可以指导教学全过程,并有助于教学效果的
检查。当然,实验目的要求的所有项目不见得都要书写成板书,有的项目(如 有关思想品德方面的)教师可自己掌握,在教学过程中有目的地对学生进行 渗透教育。
三、实验课教学
实验课教学(学生实验)是中学生物实验的主要内容和形式。实验教学 的目标是通过一节一节的实验课教学来完成的。因此,提高每节实验课的教 学质量是加强实验教学的关键。如何提高每节实验课的教学质量呢?我认为 要做好以下几方面的工作:
(一)做好课前的备课工作
所谓学生实验就是在教师的指导下,学生使用一定的材料和设备,通过 控制条件的操作过程,引起实验对象的某些变化,从观察这些变化的现象中 获取新知识或验证知识的过程。因此,实验课的备课除了要备大纲和教材, 了解学生,制定教学过程外,还有其自身的特点。
1.备好实验材料
选用的实验材料应具有代表性,尽可能简便易得,并能显示明显的现象。 例如,“观察植物细胞的质壁分离和复原”实验,如果选用洋葱鳞片叶的外 表皮作实验材料,因其不易撕薄,所以用显微镜观察时,细胞重叠会使观察 不清楚。选用鳞片叶的内表皮,效果就很好。又如,“叶绿体中色素的提取 和分离”实验,选用晴天采摘的、呈深绿色的新鲜菠菜叶作实验材料,层析 后四条色素带清晰,实验效果最为理想。再如,“观察根对矿质元素离子的 交换吸附现象”实验,可用催萌法处理洋葱,提高洋葱生根率,保证学生实 验的需要。也可改用大蒜根作材料,蒜根粗壮整齐,效果比较好。
2.备齐实验用具和药品试剂 选用的仪器、用具和试剂必须确保它们的有效性,确保实验现象的显示
和观察、实验结果的准确和记录。如用显微镜观察材料染色的实验,事先一 定要认真检查显微镜的性能,试剂的浓度是否正确、有无沉淀、失效。又如, 对有的实验可反复研究所用试剂浓度和仪器用具,找出最佳的方案,提高实 验效果。现举二例:“观察根对矿质元素离子的交换吸附现象”实验,用多
大浓度的 CaCl 溶液效果明显呢?经多种浓度筛选,用 5%的 CaCl 溶液效果
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明显(用 0.01%的亚甲基蓝溶液染成蓝色的根放入该浓度溶液中呈深蓝 色);“观察植物细胞的有丝分裂”实验,选用 0.25%的龙胆紫溶液染色 1~
2 分钟要比原规定的用 1%浓度的龙胆紫溶液的实验效果好。
3.精心设计板书提纲 实验课的板书提纲(实验提纲)起到实验指导的作用,帮助学生在实验
前、实验过程中和实验后写实验报告时,明确为什么要做这个实验和怎样做
实验的问题。因为黑板面积有限,为便于学生领会和记忆,实验提纲应简而 明。一般说,观察生物体形态结构的实验,实验提纲包括实验名称、目的要 求、材料用具、方法步骤、观察结果和讨论题等项目;生理实验的实验提纲 包括实验名称、目的要求、材料用具、方法步骤、实验结果、结论和讨论题 等项目,对高中学生来说,在目的要求之后可增加实验原理一项。
例 1 解剖蚯蚓,观察蚯蚓的形态结构
(1)目的要求 观察蚯蚓的形态结构;学会解剖蚯蚓的方法。
(2)材料用具
蚯蚓浸制标本,放大镜,解剖器等。
(3)方法步骤
①观察蚯蚓的外部形态:区别蚯蚓身体的前端和后端、背面和腹面;识 别刚毛、环带、口、肛门。
②解剖蚯蚓:剪开体壁(背面正中偏左,由后端到前端);割断体腔膈 膜(用解剖刀把);固定两侧体壁(用大头针 40°角斜插)。
③观察内部结构:消化系统(食管、砂囊、胃、肠、肓肠);循环系统
(背血管、心脏、腹血管);神经系统(咽上神经节、咽下神经节、腹神经 索)。
(4)讨论题:怎样识别蚯蚓的前端和后端?剪开体壁应该注意什么? 例 2 有关光合作用的几个实验(探索性实验)
(1)目的要求 探求光合作用的原料、产物和进行的条件。
(2)材料用具
盆栽天竺葵,金鱼藻,黑纸片,酒精灯等。
(3)实验用表
实验一
实验二
实验三
实验四
实验五
方法步骤
暗处理——夹叶 夹——光照——摘 叶片、去叶夹——脱 色——清水漂洗、滴 碘酒——漂洗
(略)
(略)
(略)
(略)
结果
结论
光合作用反 应式、概念
(4)讨论题 光照前为什么要把盆栽的天竺葵进行暗处理?用黑纸片把叶片的一部分
上、下两面遮盖起来的目的是什么?说出实验 1~4 的名称、实验结果和结 论。
(二)重视实验基本技能训练
掌握实验的基本技能是完成实验的基础。实验教学中技能训练要求科学 化。因为学生做的是科学实验,不能丝毫马虎。所谓科学化,就是要求学生 按操作规程操作,对各种仪器用具的操作和药品试剂的使用要规范化,操作 既熟练又稳重。为此,要选用适当的教学方式,严格要求,保证学生在一定 的时间内独立操作,反复实践,达到要求。