小组合作学习中进行光合作用概念教学

小组合作学习中进行“光合作用”概念小组合作学习中进行“光合作用”概念 教学教学 生物学概念是教学重点和主要目标。 怎样通过小组合作学习 进行概念教学，让抽象、枯燥的概念学习化解为生动形象的、易 于学生理解和应用，这是本课题研究的目标之一。 在高中生物学“光合作用”概念教学中，笔者根据课程标准的 要求，围绕教学内容及教学重点，尝试创设便于小组合作交流的 情境，引导学生主动地、创造性地开展概念学习。 一、组建学习小组，开展“光合作用”探究性学习活动 在学习光合作用的探究历程时， 学生按自愿组合原则组成学 习小组， 教师再针对各小组之间存在部分学生学习程度差异较大 的情况加以调整， 使每一小组学生程度达到基本平衡， 即做到“组 内异质， 组间同质”。 布置各组学生预习光合作用探索历程； 分工 查阅资料、组内交流学习情况，并参考科学家的实验过程设计实 验方案。 在学习中，学生认真查阅有关资料，积极思考，踊跃发言。 同时普利斯特利的实验让学生产生了浓厚的兴趣， 萌生了探究的 欲望，并动手模仿操作普里斯特利实验过程。但由于受实验室条 件的限制，许多小组没能实现实验预期结果。怎么办？教师适时 引导学生集思广议， 利用学生家里的废弃的生活用品来完成实验。 如把用过的容量 10 斤的花生油桶的桶底平剪，代替实验的玻璃 罩，用装修房子剩下的瓷砖作为实验底板。这种装置便于搬到室 外进行实验。将油桶罩里只有点燃的蜡烛的设置为对照组，点燃 的蜡烛和一小盆植物的设为实验组。让学生领悟设置对照实验， 是实验设计中一个重要的原则。通过观察“植物”这单一变量的变 化，帮助学生理解对照组和实验组实验结果的差异，建立自变量 与因变量之间的关系。通过探究活动，学生发现光在本实验中的 关键作用，有光时实验是成功的，无光时则失败，体验了普里斯 特利实验有时成功、有时失败的原因。 活动中还引导学生对教材中的实验方法进行改进。在模拟 1864 年萨克斯所做实验时：把植物放在暗处24 小时，将同一叶 片一半曝光一半遮光， 且在遮光的叶片上夹上剪裁一定形状的遮 光锡纸。光照一段时间，剪下叶片，用酒精进行脱色处理，再用 碘液处理。曝光的一半叶变蓝，遮光的一半不变蓝，在叶片上制 作出学生各自喜爱的图案作品。 满心的喜悦促使自己对生物学的 学习更有兴趣。 通过上述探究光合作用的实验， 引导学生将教科书中经典实 验的学习过程变为科学探究的过程， 对光合作用发现史的学习过 程，促进学生深入理解光合作用这一概念，体验了自制实验器材 的乐趣以及科学研究的艰辛和成功的喜悦， 激发了学生对实验操 作的热情，提高学生自主设计实验的能力，同时培养了学生的团 结协作精神，有利于学生养成质疑、求实、创新、乐于动手操作 的科学精神和态度。 二、设计“问题式”学习活动，螺旋式提升学生的知识面 教学中，笔者有意识地围绕教学重点、难点，引导学生课前 自学，在此基础上组织各学习小组交流讨论后提出问题，把握循 序渐进的方法，针对问题指导设计出系列课题活动，让学生带着 问题来开展活动， 在活动中来解决问题， 使学生在“发现问题—— 解决问题”的螺旋阶梯式上升的循环中获得知识。 1.光合作用分为哪两个阶段？ 围绕“光合作用分为哪两个阶段？”学生分小组讨论。在预习 基础上，各小组主要提出如下问题：水在光合作用中为什么会放 出氧气？产生的氧和氨的去向？形成 ATP 的能量从哪儿来？为 什么二碳化碳要先形成三碳化合物？三碳化合物是怎么形成的？ 三碳化合物的去向如何？上述反应过程都需要酶吗？如果需要， 有关酶存在于什么部位？ 针对上述问题，各学习小组学生分工查找资料、汇总整理小 组发言提纲，然后组织班级活动，由各小组推荐出的发言代表上 讲台交流学习成果，通过多媒体向全班同学展示搜集到的资料、 图片、动画片断等，辅以精彩的讲解词，对于发言代表解析不到 位或没解决的问题，由同组其他同学作补充发言，通过这种形式 的小组学习活动， 让学生在轻松愉快的过程中学习有关光合作用 的知识，从而形成完整的光合作用知识体系。 在活动中，学生特别对“光合作用中产生的氧气到底是来自 于水还是二氧化碳？或是两者兼而有之呢？”有疑惑。 为此， 应用 多媒体展示了美国科学家鲁宾 （S.Ruben） 和卡门 （M.Kamen） 经 典实验：利用氧的同位素 18O 分别标记 H2O 和 CO2，使它们分 别成为 H218O 和 C18O2。然后进行两组实验：第一组向植物提 供 H2O 和 C18O2；第二组向同种植物提供 H218O 和 CO2。在 其他条件都相同的情况下，他们分析了两组实验释放的氧气。结 果表明，第一组释放的氧气全部是 O2；第二组释放的氧气全部 是 18O2。让学生容易理解光合作用释放的氧气来自水。 2.怎样通过实验证明 CO2 是光合作用的原料？ 该课题活动需要解决的问题有： 该实验的实验变量是什么？ 如何消除环境中 CO2 对实验的影响？怎样验证光合作用是否进 行？从萨克斯的实验中你有什么启发？在教师的引导下， 学生积 极思考， 发挥各小组的优势， 结合所学的化学知识设计实验验证。 如甲组学生巧妙利用实验装置，以 NaOH、NaHCO3 等材料来创 设有无 CO2 这一变量进行验证，通过气泡的产生、装置中有色 液滴的移动来验证光合作用是否进行。通过实验，学生很好地理 解了实验的原理及相关知识，体会到学科间的知识的综合应用。 3.植物进行光合作用的条件和场所是什么？ 通过本学习活动，学生必须清楚：光反应与暗反应是否一个 在光下进行， 一个在暗处进行？光反应和暗反应进行的场所是哪 里？各需要哪些条件？主要发生了哪些变化？白天放在无 CO2 的密闭玻璃罩内的植物能长期进行光反应、 暗反应吗？解决上述 这些问题后，学生对学校周围蔬菜地，农民为什么要用无色透明 塑料大棚来种植蔬菜而不用绿色塑料大棚有了进一步理解。 因为 无色透明塑料大棚中各色光均能透过， 绿色大棚主要透过绿色光， 所以用无色透明大棚的光合作用效率高。同时，学生对生产中要 提高产量，应该适当提高CO2 的浓度（温室大棚） ，增加光照时 间和光照强度，农作物间距合理，选择适当的光源等知识达到融 会贯通。同时对叶绿体的结构和功能有进一步的认识。 通过小组“问题式”课题活动，学生进一步理解光合作用的过 程。 同时让学生学会从课本的文字材料中去挖掘问题， 解决问题。 进一步深化和应用所学知识， 达到朱熹所说的“读书无疑者， 须教 有疑，有疑者，却要无疑，到这里方是长进”。 三、合作性实验活动，提高学生实践能力 在探究外界条件如光照强度、 温度、 CO2 浓度影响光合速率 时，引导学习小组讨论设计实验方案：探索怎样提高农作物光合 作用强度的有效措施？学生提出从温度的高低、提高光照强度、 延长光照时间、适当增加作物环境中的 CO2 的浓度等方面进行 实验。 笔者在讲台上展示注射器、紫薇树叶、打孔器、小烧杯、清 水、不同光强度的台灯等实验器材，让学生以小组为单位进行讨 论： 如何应用物理学的原理来探究光照的强弱对光合作用的影响？ 先介绍了该装置的实验原理：取叶圆片用真空渗入法，排除 叶内细胞间隙的空气，充以水分使叶片下沉。植物照光后，光合 作用放出的氧气在