變驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn)

徐力

[摘 要]以“綠葉在光下產(chǎn)生淀粉”實(shí)驗(yàn)為例，將教材中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)。通過(guò)對(duì)教材實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)，更清晰地揭示光合作用的實(shí)質(zhì)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。

[關(guān)鍵詞]探究性實(shí)驗(yàn);驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn);光合作用

一、設(shè)計(jì)依據(jù)與構(gòu)想

新課程旨在提高學(xué)生生物學(xué)學(xué)科素養(yǎng)，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)。在教學(xué)設(shè)計(jì)中體現(xiàn)以學(xué)生為主體，促進(jìn)學(xué)生各種能力的培養(yǎng)[1]。本文以“綠葉在光下產(chǎn)生淀粉”實(shí)驗(yàn)為例，將原有的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)改為探究性實(shí)驗(yàn)，通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境、步步設(shè)疑、課堂探究等教學(xué)組織形式，給學(xué)生充分展示的時(shí)間和空間，讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主人，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力和合作學(xué)習(xí)的意識(shí)。通過(guò)探究“綠葉在光下產(chǎn)生淀粉”，讓學(xué)生感悟探究過(guò)程，加深對(duì)光合作用的理解，掌握光合作用的實(shí)質(zhì)。

二、教學(xué)分析

1.教學(xué)目標(biāo)

（1）說(shuō)明光合作用的產(chǎn)物主要是淀粉。

（2）通過(guò)實(shí)驗(yàn)提高學(xué)生的觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰退季S能力。

（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究的過(guò)程，讓學(xué)生形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度，樹(shù)立科學(xué)實(shí)驗(yàn)的研究意識(shí)。

2.教學(xué)重難點(diǎn)

重點(diǎn)：探究“綠葉在光下產(chǎn)生淀粉”的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及意圖。

難點(diǎn)：“綠葉在光下產(chǎn)生淀粉”實(shí)驗(yàn)的操作。

3.教學(xué)準(zhǔn)備

盆栽天竺葵（已經(jīng)經(jīng)過(guò)暗處理一晝夜、部分遮光和光照一上午）、黑紙片、曲別針、酒精、碘液、小燒杯、大燒杯、培養(yǎng)皿、酒精燈、三腳架、石棉網(wǎng)、鑷子、火柴、自來(lái)水。

三、 教學(xué)過(guò)程

1.結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)入新課

教師提問(wèn)學(xué)生：早飯都會(huì)吃哪些主食？學(xué)生結(jié)合自身的生活經(jīng)驗(yàn)，回答：早飯主要吃粥、包子、面條、面包等。教師進(jìn)一步提問(wèn)：這些食物中主要的營(yíng)養(yǎng)成分是什么？學(xué)生猜測(cè)出主要的營(yíng)養(yǎng)成分是淀粉。教師引導(dǎo)學(xué)生思考：為什么植物體內(nèi)會(huì)含有淀粉呢？淀粉的產(chǎn)生可能與植物的哪種生理活動(dòng)有關(guān)？學(xué)生猜測(cè)淀粉的產(chǎn)生可能與植物的光合作用有關(guān)，從而引出本節(jié)課課題。

2.創(chuàng)設(shè)情境，層層設(shè)疑，引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案

讓學(xué)生直接設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)方案是比較困難的，教學(xué)過(guò)程中教師需要給學(xué)生設(shè)置一些問(wèn)題情境，步步設(shè)疑，再讓學(xué)生去分析、去解決，從而抽絲剝繭地引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)出合理的實(shí)驗(yàn)方案。

問(wèn)題情境一：實(shí)驗(yàn)的原理

引導(dǎo)學(xué)生思考問(wèn)題：如何檢測(cè)葉片是否產(chǎn)生了淀粉？教師演示：向用淀粉溶液書(shū)寫(xiě)“淀粉”兩字的紙上噴灑碘液，讓學(xué)生觀察現(xiàn)象。學(xué)生觀察到噴灑碘液后“淀粉”兩字變藍(lán)。教師解釋實(shí)驗(yàn)原理：淀粉遇碘變藍(lán)。從而學(xué)生得出：可以向葉片上滴加碘液，如果發(fā)現(xiàn)變藍(lán)，則證明有淀粉產(chǎn)生;如果不變藍(lán)，則證明沒(méi)有淀粉產(chǎn)生。

問(wèn)題情境二：對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)。

引導(dǎo)學(xué)生思考：如何判斷葉片產(chǎn)生淀粉的過(guò)程是否需要光？學(xué)生回答：設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)（有光和無(wú)光）。進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生思考：如何設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)？

教師展示三位同學(xué)所做的對(duì)照實(shí)驗(yàn)：甲同學(xué)取兩盆植物 ，一盆照光，一盆放暗處，一段時(shí)間后檢測(cè)哪盆植物葉片產(chǎn)生了淀粉;乙同學(xué)取一盆植物的兩片葉片，一片全部遮光，一片不做任何處理，光照一段時(shí)間后檢測(cè)哪片葉片產(chǎn)生了淀粉;丙同學(xué)取一盆植物的一片葉片進(jìn)行部分遮光，光照一段時(shí)間后檢測(cè)這片葉片的哪一部分產(chǎn)生了淀粉。引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)單一變量原則分析哪一位同學(xué)的設(shè)計(jì)更合理。學(xué)生觀察、分析三組對(duì)照實(shí)驗(yàn)，可知為了防止葉片的不同對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成干擾丙同學(xué)的設(shè)計(jì)更合理。

問(wèn)題情境三：實(shí)驗(yàn)前暗處理。

教師展示探究實(shí)驗(yàn)所需的材料，創(chuàng)設(shè)以下情境，讓學(xué)生找漏洞。情境：小明選取光下一株植物的葉片直接進(jìn)行部分遮光，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間光照后摘下葉片，用酒精脫去綠色，滴加碘液，發(fā)現(xiàn)遮光部位和未遮光部位都變藍(lán)。小明說(shuō)：這說(shuō)明綠葉制造淀粉不需要光。學(xué)生分析小明說(shuō)法的漏洞：選取的植物本身就是在光下的，葉片本身中就可能含有淀粉，即使進(jìn)行部分遮光，遮光部分之前也已經(jīng)有淀粉產(chǎn)生了，所以做出來(lái)的結(jié)果是整個(gè)葉片都有淀粉產(chǎn)生。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步思考：為了避免葉片本身已經(jīng)含有的淀粉對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生干擾，在遮光之前要怎么處理？學(xué)生回答：要先將葉片中原有的淀粉除去。讓學(xué)生思考：如何先將葉片中原有的淀粉除去呢？學(xué)生回答：將植物先放在黑暗的條件下一晝夜，讓葉片中原有的淀粉耗盡或運(yùn)走。教師講解第一步稱作暗處理，解釋原理：經(jīng)過(guò)暗處理，葉片中原有的淀粉，一部分通過(guò)葉脈運(yùn)輸?shù)街参矬w其他器官，另一部分則直接在葉片中消耗掉。引導(dǎo)學(xué)生思考：暗處理之后要進(jìn)行的步驟是什么？學(xué)生回答：部分遮光。進(jìn)一步思考：部分遮光怎么去遮？遮葉片的一面還是上下兩面都遮？強(qiáng)調(diào)用黑紙片將葉片的一部分上下兩面都進(jìn)行覆蓋，并用曲別針夾緊。思考：部分遮光后要進(jìn)行的步驟是什么？學(xué)生回答：再次照光。思考：再次照光的目的是什么？學(xué)生分析后回答：使葉片進(jìn)行光合作用，讓淀粉在葉片細(xì)胞中重新積累。

3.規(guī)范精準(zhǔn)留心細(xì)節(jié)，指導(dǎo)學(xué)生操作探究實(shí)驗(yàn)

前三個(gè)步驟，生物興趣小組的同學(xué)已經(jīng)做過(guò)，課堂的實(shí)驗(yàn)操作從第四步開(kāi)始做。引導(dǎo)學(xué)生思考：第四步做什么？學(xué)生回答：取下葉片。學(xué)生用鑷子取下整個(gè)遮光處理過(guò)的葉片，去掉黑紙片。紙片取下后，讓學(xué)生仔細(xì)觀察葉片有無(wú)顏色變化，學(xué)生觀察后看不出變化。提問(wèn)學(xué)生：第五步要進(jìn)行的步驟是什么？具體的操作是什么？學(xué)生回答：酒精脫色，把葉片浸入盛有酒精的小燒杯中，放在大燒杯中水浴加熱，使葉片的綠色褪去。引導(dǎo)學(xué)生分析：酒精脫色到什么程度？為什么要水浴加熱？學(xué)生分析后回答：酒精脫色到葉片呈現(xiàn)黃白色。因?yàn)榫凭兹迹乐挂鹁凭紵?，所以水浴加熱?/p>

詳細(xì)分解酒精脫色的步驟，指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行操作：（1）在大燒杯中倒入適量熱水（200 mL左右）;（2）將廣口瓶中的酒精倒入小燒杯中 （60 mL左右）;（3）用鑷子將葉片放入盛有酒精的小燒杯中;（4）將小燒杯放入盛有熱水的大燒杯中;（5）將石棉網(wǎng)放在三腳架上，大燒杯放到石棉網(wǎng)上;（6）點(diǎn)燃酒精燈，水浴加熱酒精，直到葉片呈黃白色;（7）先熄滅酒精燈，再用鑷子取出葉片。播放視頻：酒精的使用方法和注意事項(xiàng)，要求學(xué)生按照步驟進(jìn)行酒精脫色的實(shí)驗(yàn)操作，教師巡視指導(dǎo)。

酒精脫色大約需要十分鐘，學(xué)生邊等待觀察，邊學(xué)習(xí)下面的實(shí)驗(yàn)操作。引導(dǎo)學(xué)生思考：酒精脫色后是不是就直接滴加碘液了？學(xué)生思考后回答：不行。因?yàn)槿~片上還沾有酒精，所以滴加碘液之前要先用清水漂洗葉片。因此實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行第一次漂洗：洗去酒精，防止對(duì)碘液干擾。引導(dǎo)學(xué)生思考滴加碘液的目的是什么，學(xué)生回答：為了檢測(cè)是否產(chǎn)生淀粉。教師進(jìn)行操作指導(dǎo)：滴加碘液的量要多一點(diǎn)，并且要讓整個(gè)葉片完全浸透在碘液中，等待一段時(shí)間。提問(wèn)學(xué)生：滴加碘液后是不是就直接觀察顯色了？學(xué)生回答：還要再進(jìn)行漂洗。因此實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)行第二次漂洗：洗去碘液，便于觀察。最后一步觀察葉片的顯色。通過(guò)練習(xí)再次回顧一下實(shí)驗(yàn)的各個(gè)要點(diǎn)。

酒精脫色已經(jīng)基本完成，指導(dǎo)學(xué)生繼續(xù)實(shí)驗(yàn)操作：熄滅酒精燈，取出葉片，漂洗后滴加碘液。教師再次強(qiáng)調(diào)滴加碘液的量和等待顯色的時(shí)間。學(xué)生進(jìn)行漂洗和滴加碘液的實(shí)驗(yàn)操作。指導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)葉片出現(xiàn)顏色差異時(shí)，再次漂洗葉片，觀察顯色。

評(píng)析：這是學(xué)生第一次使用酒精燈進(jìn)行水浴加熱，教師要特別強(qiáng)調(diào)酒精燈的使用方法和注意事項(xiàng)，關(guān)注實(shí)驗(yàn)的安全性，指導(dǎo)學(xué)生科學(xué)操作的方法，提高學(xué)生操作實(shí)驗(yàn)的能力。為了節(jié)約時(shí)間，可以直接用熱水進(jìn)行水浴加熱。熱水的量少了加熱時(shí)間長(zhǎng)，多了可能會(huì)使小燒杯傾倒，因此給予學(xué)生熱水和酒精明確的體積，幫助提高學(xué)生實(shí)驗(yàn)的成功率。滴加碘液也是關(guān)鍵一步，碘液滴加過(guò)少，實(shí)驗(yàn)效果不明顯，因此教師演示滴加碘液的操作，強(qiáng)調(diào)讓整個(gè)葉片完全浸透在碘液中，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果。

4.如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論

學(xué)生觀察、展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教師提問(wèn)：實(shí)驗(yàn)結(jié)果是什么？學(xué)生描述結(jié)果：遮光部位不變藍(lán)，未遮光部位變藍(lán)。引導(dǎo)學(xué)生分析：實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了什么？學(xué)生分析得出：遮光部位不變藍(lán)說(shuō)明沒(méi)有淀粉產(chǎn)生;未遮光部位變藍(lán)說(shuō)明有淀粉產(chǎn)生，結(jié)果說(shuō)明了綠葉能夠在光下產(chǎn)生淀粉。引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步分析：“綠葉在光下產(chǎn)生淀粉”包含了幾層含義？有哪兩個(gè)關(guān)鍵詞？學(xué)生得出包含兩層含義：（1）光合作用產(chǎn)生淀粉;（2）光合作用需要光。

四、教學(xué)反思

對(duì)于教材中的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，教師多進(jìn)行內(nèi)容講解或?qū)嶒?yàn)演示，學(xué)生只是針對(duì)實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行討論，并沒(méi)有真正地參與到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中。“綠葉在光下產(chǎn)生淀粉”實(shí)驗(yàn)揭示了光合作用的實(shí)質(zhì)，是初中生物學(xué)教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)，將其改為探究性實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案，動(dòng)手操作實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生體驗(yàn)了探究的樂(lè)趣，掌握了光合作用的實(shí)質(zhì)，同時(shí)讓學(xué)生深刻領(lǐng)悟到：實(shí)驗(yàn)是生物學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要途徑。

（責(zé)任編輯 黃春香）