第三节课,结合临时装片制作的实验,进一步训练使用显微镜的方法,
达到比较熟练操作的程度,为以后做好显微镜观察实验打好了基础。
表 1 学生使用显微镜正、错表
正
错
取镜
左手托镜座,右手握镜臂
用手提镜臂,前后晃动
安放
稍偏身体左方 离实验桌边缘 3 ~ 5cm
正方、右方 大于或小于 3 ~ 5cm
对光
利用灯光或自然光 低倍物镜正对通光孔 转动遮光器 左眼注视目镜
反光镜对准太强的直射光、 对不准光源 低倍物镜没对准通光孔 没有用低倍镜,直接用高倍 镜
左眼紧闭、右眼注视物镜
观察
载片上标本放在通光孔处 注意物镜与载片的距离 转动粗准焦螺旋,镜筒徐 徐上升,看到物像 转动细准焦螺旋,提高物 像清晰度
没有放在通光孔处 只观察视野内上下调节镜 筒,压碎玻片,损伤镜头 转动太快,距离过大,看不 到物像 细准焦螺旋转动次数过多、 太快,不起作用
放回
清洁镜体 物镜偏到两旁、反光镜垂 直竖立 左手托镜座,右手握镜臂, 放回原处
不擦或未擦干净 不管物镜、反光镜的位置 拿镜方法不正确
正
错
取镜
左手托镜座,右手握镜臂
用手提镜臂,前后晃动
安放
稍偏身体左方 离实验桌边缘 3 ~ 5cm
正方、右方 大于或小于 3 ~ 5cm
对光
利用灯光或自然光 低倍物镜正对通光孔 转动遮光器 左眼注视目镜
反光镜对准太强的直射光、 对不准光源 低倍物镜没对准通光孔 没有用低倍镜,直接用高倍 镜
左眼紧闭、右眼注视物镜
观察
载片上标本放在通光孔处 注意物镜与载片的距离 转动粗准焦螺旋,镜筒徐 徐上升,看到物像 转动细准焦螺旋,提高物 像清晰度
没有放在通光孔处 只观察视野内上下调节镜 筒,压碎玻片,损伤镜头 转动太快,距离过大,看不 到物像 细准焦螺旋转动次数过多、 太快,不起作用
放回
清洁镜体 物镜偏到两旁、反光镜垂 直竖立 左手托镜座,右手握镜臂, 放回原处
不擦或未擦干净 不管物镜、反光镜的位置 拿镜方法不正确
(三)科学安排实验类型 中学生物实验类型有多种。 根据实验目的不同,大致可以分为三类。一类是技能性实验,主要目的
是使学生学习实验技能,如“认识显微镜的结构和练习使用显微镜”、“临
时装片的制作”、“采集和制作植物标本”等实验。一类是验证性实验,主 要目的是使学生通过实验来验证已学过的某一知识,以巩固对这一知识的理 解。同时也注意对学生的基本技能和科学方法的训练。教学大纲所规定的实 验大多属于验证性实验。还有一类是探索性实验,主要目的是使学生通过实 验来获得新知识,注重对学生进行科学方法和思维的训练。如种子的成分实 验、有关光合作用的实验、骨成分的实验等都可以安排为探索性实验。
从组织教学的方式和学生操作的程度来分,实验类型也可分为三类。一 类是边讲边实验,即教师讲一点,学生跟着操作一点,直至全部完成。一类 是分段并进式实验,即把整个实验过程分为几段,教师讲述(或加演示)一 段,学生跟着操作一段,直至全部完成。还有一类是学生独立操作实验,即 教师作简单的指导性谈话后,由学生独立操作完成。
按照教学层次要求不同,可以把实验分为三类。一类是模仿性实验,即 学生在教师的指导下,按照实验指导动手操作完成。模仿性实验的主要目的 是培养学生的实验技能,验证已学的知识。这类实验是生物实验中的最基本 形式,教学要求上属于第一层次。另一类是半独立性质的实验,即教师给一 定的条件,要求学生在已有的知识、技能的基础上完成实验。如果按照科学
研究过程中三个主要因素:课题、方法(含实验材料和仪器用具)、结果(含 结论)进行组合,下表中的第 1、2 种教学方式可视为半独立性质的实验。这 类实验的主要目的是培养学生的思维能力和对学生进行科学方法的训练,教 学要求上属于较高级的第二层次。例如,“温度对酶催化作用的影响”的实 验,可以安排为半独立性质的实验。第三类是独立性质的实验,就是教师只 给一个条件,如课题,要求学生独立思考,设计实验方案,获得结果,得出 结论,例如,要求学生设计一个实验方案,测定某个洋葱表皮细胞的细胞液 浓度范围。独立性质的实验主要目的是培养学生思维能力,特别是创造性思 维,教学要求上属于高级的第三层次。
探索性实验与半独立性质的实验、独立性质的实验有一定的联系。探索 性实验是从学生获得新知识的角度来界定的。如果从教学层次来说,探索性 实验属于半独立性质的实验,但半独立性质的实验不都是探索性实验。
综上所述,各种类型的实验都有其一定的教学目的要求。在教学中,实 验类型的选择是由实验内容、学生认知水平和学校条件等因素综合决定的。 各类型实验的科学安排、有机组合,有助于实验教学总目标的完成。因此, 教师应根据教学大纲的要求,从实际出发,制定好学年、学段的实验课教学 计划(实验内容、类型、时间安排等)。一般说,初中阶段主要安排边讲边 做实验、分段并进式实验和验证性、模仿性实验,适当安排几个探索性实验 和较高教学层次的实验。高中阶段,应安排学生独立操作实验和验证性实验, 适当多安排些半独立性质和独立性质的实验。
表 2①
因素 教学方式
课题
方法
结果
1
√
√
×
2
√
×
√
3
√
×
×
(四)精心设计和实施每节实验课的教学过程
实验类型虽有多种,但它们的课堂教学基本结构大致相同,可分为:组 织教学→复习提问→指导性谈话→学生操作实验→检查效果、进行小结→整 理用具等环节,共性中存在着个性。各类型实验的教学过程都有其各自的特 点。探索性实验是学生在“未知”的情况下运用已有的知识和技能去探索“真 知”,教学层次要求较高,难度也比较大,下面以此为例阐述教学过程。
以自然科学实验方法论和教育学原理为依据,设计了探索式实验教学过 程的四个基本环节:
①“√”表示教师给学生的已知因素;“×”表示要求学生完成的项目。
表 3
1.展示探索目标 这是教学过程的第一环节。教师的行为主要是向学生提出要探索的目
标,即课题或问题。学生的行为是明确学习目标,在教师的启发引导下,使 自己的学习兴趣和思维及早激发。探索的目标应以教学大纲为依据,结合教 学内容和学生实际情况提出;目标应具有科学性、可探索性(有一定的探索 价值)、量力性(高而可攀)和启发性。展示目标的常用方式有问题导入、 实物导入、讲故事导入等。例如,有关光合作用几个实验的探索总目标可以 这样导入:早在 1773~1796 年间,科学家们做了许多科学实验,进行深入的 研究,发现绿叶具有一个重要的生理功能,叫做光合作用。那么,什么是光 合作用?光合作用进行的条件有哪些?光合作用的原料和产物又是什么呢? 今天我们像科学家发现真理那样,通过做几个实验来探索光合作用的奥秘。
2.引导探索
这是师生为达到目标而进行的较长时间的教学活动,使学生获得接近目 标的感性认识,是教学过程的主要环节。
教师的行为主要有:一是提供学生的认知材料,即实验材料、仪器用具、
药品试剂,以及辅助性教具,如挂图、图表、影像资料等。二是提供学生的 认知线索。如出示实验指导(板书提纲),学生实验前的教师指导性谈话等。 三是指导学生实验操作。如学生进行实验操作时教师要巡视,对遇到操作困 难的个别学生给予辅导。
学生的行为主要有:熟悉教师提供的认知材料和认知线索,按照要求进
行实验操作,观察实验现象、实验结果,获得接近目标的感性认识。 这一环节对教师的要求是,提供的认知材料和认知线索应根据提出的目
标精心设计和选择;认知材料应准确、清晰、完备;对学生的认知和探索活
动,教师既要放手让学生独立活动,又要适时引导。
3.获得结论 这是教学过程中的关键一步,是师生达到探索目标的教学活动,在认识
上由感性到理性的第一次飞跃。 教师的引导主要是启发、诱导、点拨、归纳、小结、板书等。学生的行
为,在教师的启发、引导下,积极思维,对实验结果进行分析、推断,得出 结论,表述和记住结论。
一般情况下,不难的结论应由学生自己得出;较难的结论,教师应有必 要的引导、点拨,在学生讨论的基础上可由教师归纳小结。结论应准确、全 面、抓住本质。
例如,“绿叶在光下制造淀粉”的实验,当学生观察到叶片上有的部分 变成蓝色,有的部分不变蓝色,接下来学生要对此实验结果进行分析、推断
得出结论时,教师可以这样引导:为什么叶片有的部分变成蓝色而有的不变? 生答:学习种子成分时,知道淀粉具有遇碘酒变成蓝色的特性。根据淀粉这 一特性可以说明未遮盖部分的叶片内有淀粉产生,而遮盖部分没有。师问: 为什么有的部分叶片内有淀粉,而有的部分没有呢?生答:夹叶夹部分的叶 片见不到光,不能产生淀粉,而其他部分的叶片见到了光,产生了淀粉。师 问:这个实验可以说明什么?得出什么结论?经学生议论、教师归纳小结得 出:绿叶在光下制造淀粉(板书)。这种分步引导的方法,对刚入中学不久 的初一学生来说是适宜的。
4.测试反馈 这是学生巩固知识,并将知识转化为能力的环节,实现由理性再到实践
的第二次飞跃,以达到迁移、升华的目的。 教师应精心设计联系实际、属于“理解”、“运用”层次的测试题,培
养学生灵活运用知识的能力;通过测试反馈,对学生存在的问题和错误进行 补教工作。学生的行为,根据测试题的要求进行分析、综合,以口头、书面 的方式作答。
测试题应具有科学性和灵活性。对学生的问答,特别是有创见性的见解, 要给以肯定和鼓励;对有答错的学生除给以补教纠正外,也应勉励学生增强 获取知识、提高能力之心,激发他们继续探索的心理。
四、课外实验
课外实验是让学生利用课余时间独立操作完成的观察、实验,是中学生 物实验不可缺少的一种类型。这是因为生物实验与其他理科实验相比有其特 点,即广延性的特点。一是不少生物实验材料简便易得,所以除实验室外, 在自然界、家庭等场所都可以进行生物实验;二是不少生物实验,如生理、 栽培和嫁接等实验,需要较长的时间,课堂内难以完成。因此,中学生物实 验教学应建立以课堂实验为主、课内外相结合的教学体系。
学生课外做的实验,一般是独立操作,属于半独立性质及独立性质的实
验。这对于调动学生的学习兴趣,对他们进行科学方法训练,以及促进学生 身心的健康、陶冶情操等有着重要的作用。为达到课外实验的预期目的,教 师要做好两项工作:一项是根据教学内容和实际情况制定一个切实可行的课 外实验教学计划;另一项是采用课内外相结合的教学方式,保证每个课外实 验的目的要求能得到落实。例如,教师先在课堂内向学生提出课题和要求, 提供实验方法步骤,然后学生在课外进行实验,之后,又在课堂内由学生汇 报实验过程、结果、结论等,教师再作总结。(具体实例见教学实录)
五、实验教学的评价
这里的实验教学评价是指对学生的学习评价,主要包括形成性评价和终 结性评价。
(一)形成性评价
形成性评价是在实验教学过程中对学生的学习所进行的评价活动。其目 的不在于给学生评分,而着眼于检查学生达标的情况,并通过评价活动所获 得的反馈信息,教师采取补教措施,矫正自己的教学行为,学生调整自己的
学习活动,最终促进教学过程的完成。 测试是评价的主要方式。形成性测试主要有两种:
1.即时性测试 以实验课教学目标为准绳,着重测试学生完成当堂实验教学目标的情
况。它以表扬、鼓励为肯定性评价的手段,融自愿性、竞争性于一体,激发 全班学生共同参与,活化课堂教学;对测试反馈中获得的信息,当堂补教、 及时解决。测试的方式主要是提问、练习测试题。
例如,制作洋葱根尖临时装片实验,编拟以下测试题,用投影仪逐一打 出,学生作口头回答,师生评价。
(1)制作洋葱根尖临时装片的步骤依次是什么?(答各步骤的要点)
(2)如何对剪取的根尖材料进行解离?解离的目的是什么?
(3)用什么作染色剂?用多少时间染色?
(4)怎样盖盖片?
(5)在盖片上加一片载玻片后,用手指或铅笔(带橡皮的一端)轻压的 目的是什么?
2.延时性测试 以实验课教学目标为准绳,在课后对学生进行测试,了解学生达标情况。
测试方式主要是学生完成实验报告和做实验练习题。教师通过批改实验报告
和实验练习题获得反馈信息。对个别学生出现的问题,教师可以通过“批注” 给以解决;对共同性出现的问题,需要在下一节课或若干节课后的课堂上进 行补教。
例如,绿叶在光下制造淀粉的实验,编拟了以下的实验报告和实验练习
题。
(1)目的要求
探索绿叶能否在 制造淀粉。
(2)材料用具
①材料: ;
②用具: 。
(3)方法步骤
①暗处理:把 放到 处一昼夜;
②夹叶夹:用黑纸片把叶片的一部 遮盖起来,然后移到 ;
③去叶夹: 小时后,摘下叶片,去掉 纸片;
④脱色:把叶片放入盛有 的小烧杯里, 加热,待叶片变成
色时,熄灭酒精灯火;
⑤漂洗、滴碘酒:用 漂洗叶片,再把叶片放到培养皿里,向叶片 滴加 。
(4)实验结果
稍停片刻,用清水冲掉 。这时可以看到叶片的颜色变化:
。
(5)实验结论
实验说明了 。
(6)练习题
①实验材料要进行暗处理的目的是让叶片内的 运走、耗尽;
②夹叶夹的目的是 ;
③分析用黑纸遮盖部分的叶片和未遮盖的部分叶片,滴加试剂后呈现不 同颜色的原因 。
(二)终结性评价
终结性评价是学生学习过程终结之后进行的考查。其目的是给学生评定 成绩,或对学生分等、选择提供依据。例如,目前高中生物会考中的生物实 验考查就属于终结性评价。
会考生物实验考查是加强高中生物实验教学,大面积提高生物实验教学 质量的重大改革措施。要搞好生物实验考查工作,应制定一个地方性的(如 省、市一级的)《生物实验考查纲要》,作为学校日常实验教学和评价的依 据。《生物实验考查纲要》应对实验考查的目的和意义、考查依据、考查范 围、考查要求、实验操作考查标准,考查方法,以及考查试题题例、考查评 定检核表等项内容作出规定和说明。
教学实录 有机物的制造——光合作用(实验)
一、教学目的
1.通过光合作用的几个实验和对实验结果的分析,使学生掌握光合作用 的概念、公式;理解光合作用的实质;了解光合作用的意义和光合作用的原 理在农业生产实践上的应用。
2.使学生初步学会绿色植物在光下制造淀粉和用显微镜观察淀粉在叶绿
体里形成的实验方法。
3.通过对光合作用几个实验结果的分析、总结的过程,培养学生的思维 能力。
二、教学方法
探索式教学方法、讲解法。
三、课时安排
2 课时连排。
四、板书提纲
1.探究光合作用的实验
实验一
实验二
实验三
实验四
实验五
方法步骤
实验一
实验二
实验三
实验四
实验五
结果
结论
公式
概念
以上五个实验的名称及形式如下: 实验一绿叶在光下制造淀粉(学生实验) 实验二淀粉形成的部位(学生实验)
实验三光合作用需要 CO (演示实验) 实验四光合作用需要水(演示实验)
实验五绿叶在光下放出氧(演示实验)
2.光合作用的实质
(1)物质变化:无机物→有机物。
(2)能量变化:光能→储存在有机物中的能量。
3.光合作用的意义
4.光合作用原理在实践中的应用
五、教学过程
第一课时 师:(复习提问)上一节课我们学习了有关叶的结构的知识,请同学们
回答下面两个问题:
1.叶片为什么是绿色的?
2.叶绿体有什么功能?
生:叶肉细胞内有叶绿体,叶绿体内有绿色的叶绿素。所以叶片是绿色 的。
叶绿体是植物制造有机物的地方。叶绿体内含有叶绿素,叶绿素是制造 有机物的条件。
师:从这一节课开始,我们将要学习有关叶的功能的知识。早在 1773~
1796 年间,科学家们就做了许多科学实验,进行了深入研究,发现绿叶具有 一个重要的生理功能——光合作用。那么,什么是光合作用?光合作用进行 的条件有哪些?光合作用的原料和产物又是什么呢?今天我们要像科学家发 现真理那样,亲自做几个实验,来探索光合作用的奥秘。
[板书:探究光合作用的实验]
[实验一]
师:[出示实验材料和实验装置]实验一是分组实验。实验材料是天竺 葵。这个实验的方法步骤共分 6 步。[边讲边模拟操作]第 1 步,把天竺葵放 在暗处 1~2 天,这叫暗处理。
[板书:在实验一“方法步骤”栏内写“暗处理”]
师:第 2 步,用圆形黑色纸片将一片叶的一部分上下两面用曲别针别住, 然后放阳光下照射 4 小时以上。这叫夹叶夹、光照。
[板书:夹叶夹、光照]
师:这两步已在课前完成。后面 4 步由同学们在课内完成。第 3 步,摘 下叶片,取下叶夹。
[板书:去叶夹]
师:第 4 步,用镊子夹住叶片放在盛有开水的大烧杯里烫软,取出烫软 的叶片放入盛有酒精的小烧杯中,再将小烧杯放入大烧杯内,点燃酒精灯。 这一步叫酒精脱色。
[板书:酒精脱色]
师:为什么要用酒精而不用水煮叶片呢?因为叶绿素容易溶于酒精,而 不溶于水。为什么要用隔水加热的方法脱去叶绿素呢?
生:因为酒精容易点着,燃烧。
师:对。酒精是极易挥发的易燃物质。如果直接加热,可能会引起燃烧。 所以要采用隔水加热的方法,叫做水浴法。加热时,同学们要注意安全,不
要直视烧杯口。在加热脱色的过程中,同学们要注意叶片和酒精的前后颜色 变化。
约煮 5 分钟,当叶片变成白色时,即可熄灭酒精灯,停止加热。
第 5 步,用镊子取出叶片,用热水冲洗,然后将叶片放入培养皿中,上 表皮那一面朝下,向叶片滴加 2~3 滴碘酒。
[板书:清水冲洗,滴加碘酒]
师:第 6 步,几秒钟之后用清水冲掉碘酒,即可观察实验结果。 [板书:清水冲洗] 师:现在我提出几个思考题,供你们在实验过程中思考:
1.滴加碘酒的目的是什么?
2.滴加碘酒后,叶片的颜色会发生什么变化?为什么会有这种变化?
3.这个实验可以得出什么结论? 现在同学们开始做实验,按照黑板上写的方法步骤进行操作,并仔细观
察实验中出现的现象。
[学生 2 人一组进行实验,教师巡视指导]
师:现在哪一组同学完成了实验,做出了实验结果?请向大家报告自己 做的实验结果。
[各组学生报告各自的实验结果]
师:[出示实验结果,在实验一的“结果”栏内用彩色粉笔画上示意图] 现在我们一起来分析这个实验结果。为什么叶片上有的部分变成了蓝色,有 的部分没有变蓝?
生:学习种子成分时,知道淀粉具有遇碘酒变成蓝色的特性。根据这一
特性,可以推断未遮盖部分的叶片内有淀粉,而遮盖部分则没有产生淀粉。
师:分析得很好。再请同学们思考:为什么会有的部分叶片内能产生淀 粉?有的部分没有产生淀粉?
生:因为用夹叶夹遮光部分的叶片见不到光,不能产生淀粉,而其他部
分的叶片见到了光,产生了淀粉。 师:实验一可以说明什么?也就是可以得出什么结论? [学生踊跃举手,回答] 师:(归纳,小结)绿叶在光下能制造淀粉。这个实验的名称可以定为:
绿叶在光下制造淀粉的实验。
[实验二]
师:现在让我们再作深入的探索,叶片内的淀粉是在哪儿产生的?现在 我们做第二个实验,实验二是用低倍显微镜观察叶片变蓝的部分。
[边讲边演示徒手切片的制作方法,并板书:用显微镜观察变成蓝色的叶
片]
[学生实验操作,教师巡视指导] 师:请同学们报告观察到的结果。 生:叶子里不是全部变蓝色,只是部分细胞变成蓝色。 生:有的细胞中有一个个蓝色的结构,这是叶绿体。 师:(小结)大家看到的蓝色颗粒,只在叶肉细胞内,变成蓝色的部分
是叶绿体,其他部分没有蓝色颗粒。[板画]这个实验说明了什么? 生:叶绿体里有蓝色物质,说明淀粉是在叶绿体里制造的。 师:对,叶绿体里制造淀粉。
[实验三]
师:同学们自己做的实验已经完成了,下面由我给大家演示 3 个实验, 在演示过程中不但要注意实验现象,还要观察实验结果,同时要思考一些问 题。现在先演示实验三。同学们可以思考这 3 个问题:
1.实验三的装置和方法步骤是怎样的?为什么要这样设计?
2.实验结果是什么?
3.从分析实验结果中可以得出什么结论?
师:[出示实验装置]甲、乙两个装置的外面都有玻璃钟罩,罩内分别放 有一个盛有清水的小烧杯,小烧杯内各插有一根带叶的天竺葵枝条。所不同 的是,甲罩内还有一个盛有 25%氢氧化钠溶液的小烧杯,乙罩内另有一个盛 有清水的小烧杯。
[贴粘实验装置的剪贴图]
师:氢氧化钠有什么作用呢?它可以吸收空气中的二氧化碳。这样,甲、 乙两个钟罩内空气的含量将会发生什么变化?
生:甲罩内空气中没有二氧化碳。 师:严格地说甲罩内空气中的二氧化碳量比乙罩内大大减少了。 师:实验三的方法步骤同实验一有相似的地方:课前也作了暗处理和光
照。下面的操作步骤是:各摘下一片叶进行酒精脱色
——清水冲洗——滴加碘酒——清水冲洗。 下面,大家观察这个实验结果。[展示实验结果]甲、乙两片叶的颜色有
什么不同?怎样解释这个实验结果?
生:甲叶片不变蓝色,乙叶片变蓝色。这说明甲叶片没有产生淀粉,而 乙叶片产生了淀粉。原因是甲罩内二氧化碳量极少,几乎没有,虽然叶片进 行光照,但仍然不能进行光合作用,不能制造淀粉。
师:很好。[板画:实验结果简图]那么,这个实验说明了什么?
生:叶制造淀粉还需要二氧化碳。 [实验四和实验五] 师:经科学研究证明,绿叶进行光合作用不仅需要二氧化碳,还需要水。
也就是说,绿叶在光下形成淀粉时,还需要水。这个实验我们做不了。我们
把科学家研究得出的结论,写在实验四的“结论”栏目上。 [板书] 师:绿叶在光下除了能产生淀粉之外,还有其他物质产生吗?下面我来
演示实验五。[出示实验装置]在盛满清水的玻璃缸里有水草(金鱼藻),将
短颈漏斗倒扣在金鱼藻上面,再在漏斗的颈上套一个充满水的试管。将装置 放在光下照 2~3 天。[板书:光照]这个装置已按要求进行了光照。现请前排 的同学观察实验现象:
1.金鱼藻表面有什么东西产生?
2.试管中的水有什么变化? 生:看到水草放出一个个小气泡,充满了试管的顶部。 师:金鱼藻表面有很多小气泡。原来试管中充满了水,现在试管顶端充
满了气体,水面降低了。这些气体是金鱼藻经过光照以后释放出来的。那么, 金鱼藻在光下放出的是什么气体呢?我们不妨检验一下。
师:[边讲边演示]在水下用拇指把试管口堵住,取出试管,试管口朝上, 用一根快要熄灭的小木杆伸入管口。同学们观察到什么现象?
生(齐):小木杆又着起火来了。 师:这叫余烬复燃[板书]。那么,这是什么气体?为什么能余烬复燃呢? 生:是氧气。因为氧气能助燃。
师:这个实验说明了什么? 生:绿叶在光下还放出氧气。 [板书]
师:本节课的实验已经完成。现在让我们对这几个实验结果和结论进行 分析、归纳,回答光合作用的产物、原料、条件各是什么?
[同桌学生小声议论] 师:光合作用的产物是什么? 生:根据实验一和实验五,光合作用的产物是淀粉和氧气。 [板书:在“公式”栏内,按光合作用公式的位置依次板书] 师:对。光合作用的原料有哪些呢? 生:根据实验三和实验四,原料是二氧化碳和水。 师:对。如果我们把绿叶比作制造淀粉的“绿色工厂”,这个“工厂” 的原料、产品都有了,那么,动力是什么?“车间”又是什么呢? 生:根据实验一,光合作用的动力是光。根据实验二,光合作用的 “车间”是叶绿体。 师:光合作用之所以需要光,是因为光合作用是绿色植物一项重要的生
理功能,必须有能量才能进行。犹如汽车的行驶离不开汽油,人类的生活离
不开食物,这是因为汽油和食物都能够提供能量。光,不论是太阳光还是灯 光,都能够提供热量。光能是光合作用的能源。绿色植物通过光合作用把光 能转变为储存在淀粉中的能量。
光合作用的“车间”是叶绿体。在上一节课“叶片的结构”内容中,我
们已经知道叶绿体里含有叶绿素,叶绿素是制造有机物的条件。也就是说, 叶绿素是植物进行光合作用的条件。
综上所述,光合作用的公式总结如下:
[板书:
师:光合作用的主要产物是淀粉,植物还能利用淀粉和其他物质,进一 步制造出蛋白质和脂肪及其他有机物。制造蛋白质除了需要二氧化碳和水之 外,还需要含氮的无机盐。
现在,我们就能给光合作用下个定义了。 [学生纷纷举手,根据自己的认识和理解,给光合作用下定义] 师:(归纳,小结)光合作用的概念可以这样叙述:[手指板书上的光
合作用的公式] 绿色植物通过叶绿素,利用光能,把二氧化碳和水合成淀粉等有机物,
有机物中储存了能量,并且释放出氧,这个过程就叫光合作用。请打开课本, 看书上是怎样描述的?请一位同学站起来朗读这段课文。
[学生朗读课文]
师:有关光合作用的实质、意义和光合作用原理的应用等内容,我们将 在下节课学习。思考下列三道题,下节课提问。课后完成绿叶在光下制造淀 粉的实验报告。
1.什么是光合作用?光合作用的公式是什么?
2.简述绿叶在光下制造淀粉实验的方法步骤?为什么天竺葵要进行暗处 理?
3.以银边天竺葵为实验材料,请你设计一个实验来证明叶绿素是植物进 行光合作用的一个条件。
[复习提问]
第二课时
师:上节课我们做了几个有关光合作用的实验,并对实验结果进行分析 和推断,由此获得了光合作用的概念和公式。
[教师依次提问上节课布置的第 1、2 道思考题] 师:下面请同学回答第 3 道思考题。 [学生回答]
师:(小结)实验方法步骤基本上与绿叶在光下制造淀粉的实验相似。 可概括为 7 步:暗处理→光照→摘一叶片→酒精脱色→清水冲洗→滴碘酒→ 清水冲洗、观察结果。
[出示实验结果]
师:我在课前做了这个实验。从实验结果中看到的银边天竺葵的叶片颜 色,与原来的叶片颜色有什么不同?
生:边缘不含叶绿素的白色部分没有变蓝,其余含叶绿素的绿色部分变
蓝了。 师:怎样分析这个实验结果? 生:没有叶绿素,不能进行光合作用,也就不能产生淀粉。 师:这个实验说明了什么?可以得出什么结论? 生:叶绿素是光合作用的一个条件。 师:对。现在我们来分析一下光合作用的公式,研究光合作用的实质。 [边板书边讲解] 师:一方面,光合作用把简单的无机物(二氧化碳和水)制造成复杂的
有机物(主要是淀粉),并放出氧,这属于物质变化。另一方面,光合作用
将光能转化成储存在有机物中的能量,这属于能量变化。可见,光合作用的 实质包括了物质变化和能量变化两个方面。假如地球上没有光合作用,人类 将会面临什么样的处境?大家可以思考、议论。
[学生议论]
师:假如没有绿色植物的光合作用,那么,就没有地球上一切生物的生 存、繁荣和发展。可见,光合作用的意义非常大。下面我出了几个问题,请 同学回答。最后可以归纳出光合作用的意义具体表现在哪几个方面。
[依次出示三组讨论题: 第一组问题:光合作用对绿色植物本身有什么意义?动物和人的食物是
从哪里来的?棉、麻纺织厂、糖厂、橡胶厂等所需的工业原料是从哪里来的? 第二组问题:人和动物生活所必须的能量最终是从哪里来的?煤、石油
中所含的能量是从哪里来的? 第三组问题:地球上的生物呼吸时所需的氧气是从哪里来的?地球上的
生物呼吸时放出的二氧化碳,煤、石油燃烧时产生的二氧化碳又哪里去了? 为什么大气中二氧化碳和氧的含量比较稳定?]
[学生回答]
师:(小结)从我们的讨论中,可以清楚地理解到光合作用的巨大意义, 具体的可以概括为三个方面:
从第一组问题中可以说明,光合作用的意义之一:为人类和生物界提供 大量的有机物。
从第二组问题中可以说明,光合作用意义之二:为人类和生物界提供丰 富的能源。
从第三组问题中可以说明,光合作用意义之三:维持自然界中氧气和二 氧化碳含量的相对稳定。
既然光合作用产生的有机物中能量来自光能,那么,在种植农作物时, 应该采取什么样的措施,才能使作物充分利用光能呢?这就是光合作用的原 理在实践中的应用问题。
[板书]
师:请同学们翻开课本,观察“玉米的合理密植”插图,为什么玉米种 植过稀或过密都会减产?
[学生:看图、思考、回答]
师:合理密植能最大限度地利用太阳能,提高单位面积产量。
茎的生长与光的关系(课外实验) 一、说明
“茎的生长与光的关系”实验,所需的实验材料简便、易得,实验设备 简单,但实验时间较长。另外,有关“茎的生长与光的关系”的自然现象, 学生也常能观察到。所以,可以把它安排为初中一年级的学生课外实验,可 采用探索式实验类型和课内外相结合的教学方式,使学生了解茎生长的向光 性知识,对学生进行能力、科学方法的培养。
二、教学过程
师:半个月前,我给同学们布置了一个课外作业,要求你们自己设计一 个实验,或通过观察到的生物现象,探索茎的生长与光的关系。现在,请你 们来汇报。
生:前些日子,我做了证明叶绿素的形成需要光的实验,一盆小麦幼苗
放在黑暗处,另一盆小麦幼苗进行光照,一星期后,除了发现光与叶绿素的 形成有关外,还发现在黑暗处的小麦的茎长得细弱、较高,而光照下的小麦 长得粗壮、较矮。这个实验现象可以说明,茎的生长的高矮与光有关。
师:这位同学很善于观察。
生:在学习叶的结构与环境关系知识时,我发现大叶黄杨生长在不同光 照条件下的叶片,除叶片的大小、厚薄不同外,还发现
茎生长的长短不同。我测量了顶部叶的节间距离为 14~16cm,而下部叶 的节间距离为 21~27cm。这个现象说明了茎的生长与光的强弱有关。
师:还有其他的实验来说明茎的生长与光的关系?
生:[出示实验结果]我种了一盆旱荷花,放在窗台上,发现它的叶和茎 都向着窗户方向弯曲生长。将旱荷花转过来。10 天后它又转向窗户。这一现 象可以说明茎的生长与光的方向有关,它是向着光源的方向生长的。
师:这位同学观察到的实验结果,我们是可以经常看到的。还有其他实 验方法吗?
生:[出示实验装置和实验结果]我种了两盆小阴绣球。一盆放在直射阳 光下,另一盆用一侧开有小孔的黑纸盒把它罩起来。14 天后,观察到的实验 结果是:在直射光下的阴绣球是直立生长的;被罩上带孔黑纸盒的阴绣球, 它的茎弯向开孔方向生长。这个实验可以说明:茎有向光生长的特性。
生:我家买了一些马铃薯,没有吃,过一段时间后长了芽,我发现这些 芽都向着窗户方向生长。这个现象也可以说明茎的向光性生长。
师:同学们开动了脑筋,有的实验设计新颖,观察细致,并获得了正确 的结论。现在把大家汇报的情况进行归纳小结,茎的生长与光有什么关系?
生:茎的生长与光的强度有关。
师:对。[板书]光对植物茎的生长有一定的抑制作用。在弱光下,茎生 长迅速,但茎秆细长,节间过长,机械组织不发达,易倒伏。
生:茎还有向光生长的特性。 [板书:茎生长的向光性] 师:为什么茎能向光生长呢?原来顶芽在生长过程中能产生一种促进细
胞伸长的物质,这种物质叫做生长素。光能影响植物茎中生长素的分布:背 光面生长素比向光面的生长素分布多。因 此,背光一侧比向光一侧生长得快。 结果,茎就朝向生长慢的一侧弯曲,即茎向光源的一侧弯曲,使植物的茎显 示向光性。茎的向光性,可使植物的叶得到更多的光照,有利于光合作用的 进行。
严以治学,精以育人
○祁乃成
祁乃成 1928 年生,河北省滦县(今唐山市东矿区)人。1956 年毕业 于河北师范专科学校生物专修科。毕业后到河北省通州女子师范学校(今北 京通县师范学校)任教。1960~1961 年在北京大学生物学系遗传学专业进 修。1978 年任北京市第一百七十一中学副校长。1982 年调入北京教育学院二 部(今北京市教育局教学研究部)生物教研室,从事生物学教育研究。1989 年离休。曾任中国教育学会生物教学研究会理事、北京市生物教学研究会副 理事长、《生命》杂志常务编委。现任国家教委全国中小学教材审定委员会 中学生物学科审查委员、全国生物学教学期刊评估委员、《学科教育》杂志 常务编委。
严以治学,精以育人
自 1956 年以来,先是教了 20 多年的书,后又做了 10 来年的教学研究, 如今要整理个人的教学思想,确实是难为了。如果说对教学有些体会,甚至 有些想法,倒还能勉强一二,虽然没有多少新的见地,权且写了下去,以作 为引玉之砖吧。
一、对教师素质和修养的理解与思考
中学生物学教师是实现教育三项职能(传授知识、培养能力、进行思想 教育)的直接执行者,肩负着为社会主义祖国培养人才的任务。任务完成的 好坏,将影响我国基础教育的总体水平,影响国家的未来。为此,作为一名 中学生物学教师,我想应该具备以下三个方面的素质与修养:
(一)献身于教育事业的精神
有人把教师比做蜡烛,不无道理。一旦涉足于教育事业,那就意味着奉 献。没有这点精神,是做不了教师的,起码做不了一个好教师。至于中学生 物学教师就更甚一层,除备受清苦之外,还要承受本学科的教学未被广泛理 解与重视的困扰。对此,要允许人们有一个认识了解的过程。例如,要较好 地解决人口、粮食、环境、能源等问题,没有全民族生物学知识的普及是不 可想象的。否则,又会重演四川大水灾这样的悲剧,又会出现偷猎大熊猫这 样令人痛心疾首的事。如果这一紧迫感被普遍接受之后,毫无疑问,中学的 生物学课会占据它应有的位置。虽然,当前还存在着这样或那样不尽人意的 地方,我们还是必须以民族利益为重,为国家前途着想,满腔热情地把书教 好,把学生教好,以此作为我们执著追求的目标,任劳任怨,终生无悔。任 何怨天尤人都不是一个强者的表现。