培養(yǎng)科學(xué)思維方式讓學(xué)生學(xué)會創(chuàng)新

1、培養(yǎng)科學(xué)思維方式，讓學(xué)生學(xué)會創(chuàng)新特征碼標簽:特征碼培養(yǎng)科學(xué)思維方式，讓學(xué)生學(xué)會創(chuàng)新甘肅通渭趙國強一、授課內(nèi)容人教版高中生物必修1 模塊中的第五章第四節(jié)第二課時中的第一個問題“光合作用的探究歷程”。高中新課程標準（實驗稿）提出：“提高每個高中學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)是新課程標準實施中的核心任務(wù)。生物科學(xué)素養(yǎng)是公民科學(xué)素養(yǎng)構(gòu)成中的重要組成部分。生物科學(xué)素養(yǎng)是公民參加社會生活、經(jīng)濟活動、生產(chǎn)實踐和個人決策所需的生物科學(xué)知識?！蹦敲矗诰唧w的生物課教學(xué)過程中如何來提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)呢？在新課程設(shè)計上有很多提高科學(xué)素養(yǎng)的素材，其中教材上有很多重要結(jié)論、原理的科學(xué)探究過程，應(yīng)用好教材上的這些經(jīng)典實驗是培養(yǎng)生物科

2、學(xué)素養(yǎng)的重要途徑。二、教學(xué)過程早在兩千多年前，古希臘哲學(xué)家亞里士多德根據(jù)經(jīng)驗推測得出結(jié)論：“植物的物質(zhì)積累*于土壤?！比藗兪芷溆绊?，認為植物生長發(fā)育所需的物質(zhì)完全來自土壤。是不是這樣的呢？假如你是科學(xué)家，你怎樣設(shè)計實驗來證明植物生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)并非來自土壤呢？（1）學(xué)生們進行討論、交流。（2）師生共同討論。師：大家是如何設(shè)計實驗來證明植物生長所需要的營養(yǎng)物質(zhì)并非來自土壤的呢？某生：取生長旺盛的某種植物，在環(huán)境適宜的花盆里培養(yǎng)，生長足夠的時間后，測量植物的增重量，花盆的重量的減少量加上澆水量，然后兩者做差值，差值是植物吸收空氣的增重量。師：大家覺得他的方案正確嗎？生：有漏洞，因為植物吸收的水

3、分大部分通過蒸騰作用散失了。師：對對，很好。我們看看科學(xué)家們是怎樣設(shè)計實驗來證明植物生長所需的物質(zhì)的（課件展示“光合作用的探究歷程”）。1648年，比利時科學(xué)家海爾蒙特在大木桶內(nèi)栽種植物（2.3 千克），五年后，植物增重了74.4kg，在五年之間他僅向土壤澆水，而土壤才減少了0.57kg。同學(xué)們想想，海爾蒙特會得出什么結(jié)論？生：建造植物體的原料是水分，不過他的結(jié)論不正確。師：嗯，不過在一千多年前能有這樣的認識就很難得了。海爾蒙特的實驗說明水是植物必需的物質(zhì)。那么，植物真的只需要水就能長大嗎？早在1637 年，我國明代科學(xué)家宋應(yīng)星已注意到空氣和植物的關(guān)系，提出“人所食物皆為氣所化”的觀點。177

4、1年，最先用實驗方法證明綠色植物從空氣中吸收養(yǎng)分的是英國著名的科學(xué)家普利斯特利。請同學(xué)們閱讀教材101 頁第一自然段，普利斯特利是怎樣設(shè)計實驗的，證明了什么？生：普利斯特利的實驗證明了植物可以更新因蠟燭燃燒或小白鼠呼吸而變得污濁的空氣。師：嗯，很好，但人們嚴格按照普利斯特利的實驗要求重復(fù)他的實驗，有的能成功，有的失敗，為什么呢？可以怎樣進一步實驗？生：普利斯特里做實驗的時候沒有注意到光的影響，故后人重復(fù)的時候有的成功，有的失敗了。1779 年，荷蘭英格豪斯做了500 多次植物更新空氣的實驗，得出結(jié)論：光在植物更新空氣的過程中起關(guān)鍵作用。師：遺憾的是受當時化學(xué)發(fā)展水平的限制，人們并不知道植物吸收

5、和釋放的是什么氣體。1785，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確植物在光下放出的是氧氣，吸收的是二氧化碳。既然植物在更新空氣成分時吸收光，那么光去哪兒了呢？同學(xué)們閱讀課本。生：1845 年，德國植物學(xué)家梅耶根據(jù)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律指出：光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來。師：那么，植物在吸收水和二氧化碳、釋放氧氣的過程中，把光能儲存在什么物質(zhì)中呢？（同學(xué)們閱讀102 頁相關(guān)內(nèi)容）生：1864 年，薩克斯把天竺葵葉片黑暗處理一段時間，一半曝光一半遮光，然后碘蒸氣處理，結(jié)果曝光一半呈深藍色，遮光一半不變色。由此得出結(jié)論：綠葉在光合作用中產(chǎn)生了淀粉，光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存在淀粉中。師：嗯，也就是說薩克斯證明了植物吸

6、收的光儲存在淀粉中。請同學(xué)們思考，（1）為什么要進行黑暗處理？（2）一半曝光、一半遮光的目的是什么？生：暗處理是為了讓葉片充分饑餓，一半曝光、一半遮光的目的是作對比，通過對比可以得出綠葉吸收的光轉(zhuǎn)化在什么物質(zhì)中。師：對對！光合作用的探究歷程到此，反應(yīng)物是水和二氧化碳，產(chǎn)物是氧氣和淀粉，那么，產(chǎn)物中的氧氣是*于水還是二氧化碳呢？請同學(xué)閱讀課本，看科學(xué)家們是怎樣設(shè)計實驗的來證明氧氣*的。生：美國的魯賓和卡門用同位素標記法設(shè)計了對比實驗，分為兩組，第一組給植物提供未標記的c02 和標記的h2180，第二組給植物提供標記c18o2 和未標記的h20，然后檢測氧02。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在第一組實驗中檢測到了802

7、，第二組未檢測802，說明光合作用釋放的02 *于反應(yīng)物h20。師：很好！這樣產(chǎn)物的氧氣的*就搞清了，那么光合作用產(chǎn)生的有機物又是怎樣合成的呢？同學(xué)們閱讀課本，回答問題。生：美國的卡爾文用14c 標記14co2，供小球藻進行光合作用，探明了co2 中的c 在合成有機物過程中的去向，稱為卡爾文循環(huán)。師：對！卡爾文用的方法和魯賓和卡門的一樣，但是在檢測co2 中14c 的去向要比檢測802 大多了。另外，卡爾文循環(huán)是很復(fù)雜的生化反應(yīng)過程，在高中教材中沒有詳細介紹卡爾文循環(huán)過程，大學(xué)教材會詳細介紹卡爾文循環(huán)，同學(xué)們考上大學(xué)后若對此感興趣可繼續(xù)深造。三、教學(xué)反思在新課改教材編排中，有很多經(jīng)典的科學(xué)發(fā)現(xiàn)的實驗，在教學(xué)中應(yīng)用好這些實驗，能有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維方式，為未來培養(yǎng)創(chuàng)新性人才作鋪墊。另外