关于“绿叶在光下制造淀粉”实验的创新思考与实践，本文主要内容关键词为：绿叶论文,淀粉论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、问题提出的背景 生物学是一门以实验为基础的自然科学，许多概念、原理和规律都是在实验的过程中发现并总结的，所以分组实验在初中生物教学中占有极其重要的地位。同时，实验对培养学生学习生物学的兴趣，掌握实验的基本技能，发展智力和能力，都有着重要作用。 新课程倡导面向全体学生，倡导探究性学习。初中生物学教材（本文指苏教版教材）中“实验”和“课外探究”力求引导学有余力、对生物学有兴趣的学生积极地探究。此举将探究从课内延伸至课外，能够指导初中生实践所学的理论和技巧，尝试对生活中所遇到的一些现象与问题进行探析和解决，甚至可以进行更进一步、较深层次地研究和探索，从而让学生完成从单纯的学习理论知识到实际运用学问的转换[1]。 “绿叶在光下制造淀粉”实验旨在通过验证加深学生对光合作用实质的理解，从而使其更好地掌握生物实验探究的方法。教材中选用的实验材料是天竺葵，此植物在春天才大量上市，但本实验教学一般在11月开展，而此时天竺葵十分少见，这就为实验材料的获取带来了困难。全年级分组做实验所需天竺葵数量较多，要获得充足的材料很难，全部购买需要较大的实验费用[2]。据了解，很多学校由于实验材料的原因放弃了对该实验的探究，改成了教师的演示实验。笔者也计划只进行演示实验，但是在上课时有学生提出质疑：“为什么选用天竺葵，老师我们可不可以找其他植物代替啊？”笔者带着这个问题和学生对本实验进行了新的思考，寻找天竺葵的替代材料成了我们课外探究的重点。 二、实验材料的改进 材料的选择是实验开展的重点，俗话说“巧妇难为无米之炊”。对于选材我们从两个方面着手思考：实验对材料的要求和天竺葵的优势。学生按照兴趣分为两大组进行前期资料的搜集，积极性非常高。 小组汇报后，经过热烈的讨论总结出了所需实验材料的特点：（1）植物体积不宜过大，且比较常见；（2）光合作用产生的淀粉能在一昼夜间基本耗尽；（3）叶片脱色容易；（4）短时间内产生淀粉较多；（5）叶片较薄，大小适中，叶脉明显。天竺葵属于牻牛儿苗科天竺葵属植物，具异味，是一种理想的天然色素原料[3]，它的优势在于光照充足时生长快，叶片大小适中且较薄，叶片脱色快。一开始学生罗列了很多奇奇怪怪的材料，经过讨论最终选择了绿萝、豆瓣绿、大青菜、小青菜、天竺葵幼苗（11月成熟的天竺葵不多见）、人工荠菜和酢浆草进行实验。 三、改进后的实验结果与分析 1.实验步骤（下页图1） （1）将上述7种植物放在黑暗环境下一昼夜，同时保持适宜的温度。为保证空气流通，学生在实验室搭建了自制装置进行暗处理。（2）24h以后取出植物，从每种植物上摘选1～2片，叶片两面用黑纸片（学生自己设计形状）夹住，形成对照。（3）将7种植物在日光下照射4～5h，让植物进行光合作用，积累有机物。（4）取有黑色纸片对比标记的叶片，并轻轻去除黑纸片。（5）将叶片浸没在酒精里，进行水浴加热（选用事先加热的水以缩短实验时间）。（6）待叶片上绿色褪变成黄白色后（记录脱色时间），用镊子小心取出叶片。（7）用清水洗去酒精，在叶片上滴加碘液，用清水洗涤2～3次，观察变色情况。
2.实验结果（表1）
3.实验结论 对7种植物进行实验后，学生发现豆瓣绿、绿萝叶绿素溶解速度较慢，所以实验效果不理想，结论：由于豆瓣绿和绿萝的叶片表面有较厚的角质层，短时间内脱色困难，所以不适合作为此实验的材料。大青菜和小青菜脱色时间不长，遮光处理比较好进行，但是实验效果不明显，学生推测可能是冬天室外温度低，青菜一天积累淀粉的数量不足，在酒精脱色方面，大青菜所需酒精较多，小青菜需要量少，结论：可以选用小青菜来尝试此实验的探究。酢浆草能脱色，但较慢，且滴加碘液后显色效果不理想，有学生发现移植的酢浆草生命力不足，可能是导致实验失败的原因。于是学生后期重新用生命力旺盛的酢浆草再次实验，他们发现脱色时间与天竺葵接近，但是由于其叶片较小，不方便进行遮光操作，结论：酢浆草由于叶片较小，不利于进行此实验。天竺葵幼苗和人工荠菜的叶片脱色时间较短，且实验结果明显，结论：和天竺葵相比，人工荠菜十分常见、易得且价格便宜，因而更适合作为此探究实验的材料。 综上所述：从实验的经济性和可行性考虑，小青菜和人工荠菜可以作为“绿叶在光照下制造淀粉”实验的探究材料。 四、关于实验的思考 1.无中生有——敢于质疑，大胆选取实验材料 “绿叶在光下制造淀粉”是初中生物学教材中的一个十分经典的实验，不仅是教学重点，而且是考试中的高频考点。如何让学生熟练掌握实验技能，理解实验原理是教学的重中之重。笔者认为在有些教师放弃该实验的同时，也丢失了和学生一起学习的机会。作为教师要能够钻研教材中可以让学生“发现”的因素，创设便于学生主动学习的情境，启发学生发现问题、解决问题，调动学生学习的积极性和主动性。当然发现离不开知识的建构，教师对待科学知识的态度应是在“发现”与“建构”之间保持必要的张力和平衡。 对于教材中的选材，学生提出了质疑，教师的认可会激发学生的探究兴趣，此实验衍生出的探究实验能提高学生的自信，使其不惧怕教材中的“权威”，敢于提出问题。通过搜集资料分析实验选材的原因，并结合经济性和可行性，学生把探究实验的材料寻找放在生活中，紧密联系生活实际，实现了选材的“无中生有”，很多学生探究后发出惊叹：“原来我们吃的蔬菜也可以做实验啊！” 在生物学实验教学中，教师和学生往往会因为实验材料的问题而放弃实验，其实很多时候我们都可以无中生有，只要敢于思考，敢于创新。在本次探究实验中，学生不仅自主学习了光合作用的知识，同时在解决实验设计遇到问题的过程中，掌握了分析和解决的方法，拓展了看待问题的角度，无形之中也体现了布鲁纳发现教学法的理念。 2.一石二鸟——延伸课堂教学，拓展实验设计能力 科学探究是学生获取科学知识、认识世界的重要途径，而提出问题是探究的基础和前提。在苏教版初中《生物学》第1章的学习中，学生已经掌握了科学探究的一般步骤：提出问题→作出假设→进行实验→交流讨论→得出结论。本次探究实验中学生重温了如何进行对照实验，控制单一变量，增加重复实验的次数，提高实验结果可靠性等实验方法。在课外探究过程中，学生学会了组内合作，明确分工，自行设计表格，践行了陶行知先生的“生活即教育”，完成了在“做中学”，在“学中做”。例如，在“暗处理”环节，学生认为夜间放在室内也不能保证暗处理的有效进行，因为校园内有灯光，于是利用废旧包装箱制作了暗处理装置；在实验过程中“水浴加热”环节，为了节省时间，学生提出用热水代替冷水，这样酒精脱色的时间也就缩短了。 在活动中，让笔者感受最深的是，通过课堂上的小问题、小创新以及知识的内在联系可将学生的潜能逐步挖掘。学生在探究的过程中巩固了课堂知识，拓展了实验设计能力，可谓“一石二鸟”。当然在实验过程中，也会出现某些问题，如在材料选取的讨论过程中，有些学生没有考虑实际的可行性，所以教师还要注意提醒学生实验设计的科学性。在实际操作中使学生体会到实验的科学性原则，明白知识和能力需要提高，实事求是的科学态度和方法也需要贯穿始终。 3.树上开花——探索生命奥秘，乐于付诸实践 兴趣是最好的老师，趣味性和知识的结合会提高学生学习的效果。大部分学生对生物探究活动很感兴趣，希望进入充满生机与奇异的大自然，而不是在有限的环境中围绕着书本学习。伟大的教育家苏霍姆林斯基曾说过：“人的心灵深处，都有一种根深蒂固的需要，这就是希望感到自己是一个发现者、探索者”[4]。学生乐于付诸实践是教师组织探究活动的基础。 课外活动是学生的课外活动，学生是课外探究活动的主体，而且不仅是活动实施的主体，更是活动全过程的主体。因此，每个学生在活动中都应拥有自主权，最大限度地发挥自己的主观能动性，既可以参与活动的设计和策划，也可以参与活动的准备和总结，在不同环节中进行培养和锻炼。为了凸显学生的主体地位，教师需要更新探究创新的观念：首先要树立积极的创新观，在探究过程中激发学生的学习热情；其次是树立大胆的创新观，使学生的求异思维在探究活动中逐步提高；最后是树立诚实的创新观，鼓励学生尊重客观事实，不弄虚作假。在实验前，有学生发表言论：教材的选材设计肯定是最好的，其他小组不会成功的。实践是检验真理的唯一标准，分析完实验结果后学生在思想上发生了转变，对于用实际行动进行的科学探索更加充满向往。 学生对于这次实验探究的热衷出乎了笔者的意料，如在黑色纸片的设计中，学生大放异彩，从简单的字母到可爱卡通，甚至还有将班级名字融入设计。虽然这是一个简单的趣味环节，但是学生乐于思考，让原本理性的生物实验变得感性而有活力。最后，笔者将学生实验后的叶片进行了塑封，作为奖励送给学生，学生收到后十分珍惜和喜欢。小小的实验成果也需要得到认可与尊重，将实验作品艺术化后永久保留会让学生在以后的实验探究中积极思考，乐于付诸实践，体验探究带来的快乐，这也为学生今后的学习和生活奠定了基础。
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