發(fā)布時間：2023-09-14 17:29:05
序言：寫作是分享個人見解和探索未知領域的橋梁，我們?yōu)槟x了8篇的生物科學和生物學樣本，期待這些樣本能夠為您提供豐富的參考和啟發(fā)，請盡情閱讀。
【摘要】在生物教學中采用豐富多彩的形式，多層面、多角度地激發(fā)學生的興趣，讓學生學得活潑，興趣不衰，才可以讓學生在興趣中成長，在興趣中思考，不斷提高學生的探索、分析、歸納、綜合的能力，有效提高其生物科學素質(zhì)，從而提高教學質(zhì)量和教學效果。
1.引言
興趣是獲得知識的內(nèi)在動力，很大程度上影響著學生的學習行為與效果。如果學生對所學學科興趣濃厚，學業(yè)成績一般比較理想。因此，在教學中努力激發(fā)、調(diào)動學生的學習興趣，成為教學研究的重要課題之一。對于當前的初中生物學科的教學而言，由于生物學科通常不歸入升學考試而遭到學生、家長、學校領導一定程度的輕視，這種情況下培養(yǎng)學生自發(fā)學習生物學科的興趣就顯得尤為迫切。
2.培養(yǎng)學生興趣的途徑
理想的生物教學是智力因素和非智力因素同步發(fā)展的過程，在眾多的非智力因素中，興趣是學生接受教育的感情基礎，是非智力因素中最為活躍的一個入門的向?qū)?，是學生探求知識、促進思維發(fā)展的巨大動力。因此，在教學中對學生學習興趣的培養(yǎng)是非常重要的。教師應從以下幾方面著手：（1）激發(fā)學生對生物學科的興趣。教師在進行教學前，多收集有關生物科學成就及發(fā)展前景，生物技術應用，生物科學中存在的未知領域等知識，在第一堂生物課上作適當介紹，可以有效地激發(fā)學生的求知欲望。例如人體器官因發(fā)生了不可逆轉(zhuǎn)的病變，生命受到威脅時，挽救生命的重要方法就是器官移植。為了解決器官的來源問題，也為了預防移植后出現(xiàn)的排異現(xiàn)象，科學家們采用基因工程方法培育出帶有人類某些基因的動物。經(jīng)過基因工程改造的“豬心”、“豬腎”等，有望在不久的將來進入人體執(zhí)行正常的生理功能。又如模擬細胞膜結構研制成的“生物導彈”將會廣泛應用于眾多疑難病癥的治療?！皩棥钡耐庖率橇字p分子層，“子彈頭”是蛋白質(zhì)，把“生物導彈”注射進人體血液后，“子彈頭”就會發(fā)揮識別作用到達病變部位，“導彈”隨之定向爆破，施放藥物，殺死病毒或癌細胞。目前治療乙肝、肝癌、結腸癌的“導彈”已研制成功，經(jīng)手術和“生物導彈”治療的肝癌病人壽命已延長五年以上。通過這種潛移默化的熏陶，學生對生物學知識會產(chǎn)生濃厚的興趣，使他們關注生物學發(fā)展的動向，激勵他們走進生物科學研究的行列，為生物科學的騰飛貢獻力量。（2）通過直觀教具和演示實驗，提高學生興趣。在教學中，對一些抽象的、繁雜的知識點，教師應用直觀的教具和形象的語言進行輔助教學，化繁為簡、直觀形象的教具能使用使學生易于掌握，從而降低難度，增加學生的興趣。例如講述植物細胞吸水、失水的條件時，教師通過實驗演示蘿卜條在清水、鹽水中浸泡后的硬度對比，便可充分說明當細胞所處外界環(huán)境溶液度大于細胞液時細胞失水，反之則吸水。又如在講述心臟結構時，教師可運用心臟模型進行講述，讓學生易于理解和掌握。（3）通過對學生思維能力的培養(yǎng)，鞏固學生興趣。濃厚持久的學習興趣不能僅憑表象的刺激，而在于不斷提出問題，在好學深思中不斷發(fā)展深化。因此，在生物教學中要注意設疑集思，促進學生理解知識，培養(yǎng)良好的思維能力。例如講光合作用時，可圍繞中心巧設問題串：植物的生長需要哪些物質(zhì)？這些物質(zhì)來源于哪里？光合作用的原料、條件“產(chǎn)物”各是什么？葉片有哪些結構與光合作用相適應？為什么光合作用在生物界甚至整個自然界中有著十分重要的意義？這樣的問題串會讓學生積極思考，啟發(fā)學生思維，鞏固學生的學習興趣。（4）聯(lián)系實際，實現(xiàn)知識遷移，發(fā)展學生的學習興趣。學以致用，把所學到的生物學知識運用到生活中，才能體會到生物學知識的重要性，才能使學生的學習興趣向更高層次發(fā)展。例如學習了血壓測量法、聽心音等知識后，筆者組織學生利用課外時間為學校師生測量血壓、檢測心跳等。學生群情振奮，很多學生邊檢測邊向師生們介紹血壓、心跳正常值，真像一個個小醫(yī)生，每一個學生臉上都洋溢著自信、興奮的神情，把所學知識運用到了生活中，既實現(xiàn)了知識的遷移，又讓學生充滿了成就感，充分調(diào)動了學生追求知識的積極性。（5）充分利用情感教學。古語有云：“親其師，信其道?！边@句話道出了親切和諧的師生關系對培養(yǎng)學生學習興趣的作用。愛護學生，關心其學習與生活，對于心理發(fā)育還不成熟的初中學生，更能起到“愛屋及烏”之效。利用情感教學，可以充分調(diào)動學生的積極情感，使學生獲得學知識的樂趣和學生物的興趣。教師一定要把情感教育貫穿到每一個教學環(huán)節(jié)中，激發(fā)學生愛的情感，為學生學習興趣的萌生營造一個良好的氛圍。
【參考文獻】
［1］嚴加紅.現(xiàn)代教育管理引論.江西高校出版社，2002.
在新的生物課程中常常提到――科學素養(yǎng),科學素養(yǎng)主要由科學品質(zhì)、科學知識、科學能力、科學方法、科學意識等要素構成,其中,科學品質(zhì)是具有良好科學素養(yǎng)的關鍵所在。談談我們在培養(yǎng)學生良好的科學品質(zhì)方面的幾點體會。
1.激發(fā)學生的愛國熱情
在中學生物學教學內(nèi)容中,有許多愛國主義教育的素材。新教多處涉及我國古今生物科學的成就,這些成就就是一份愛國主義的好素材,充分利用起來有利于學生增強愛國信心,立志為國爭光的決心。
在教學過程中,我有意識地收集了一些資料,如我國最早的詩歌總集《詩經(jīng)》中記載了200多種植物,說明我國是研究和利用植物最早的國家;明朝李時珍編著的《本草綱目》,不僅是藥物學專著,也是植物、動物、礦物專著,他對植物分類的方法經(jīng)西方植物分類創(chuàng)始人林耐要早一個半世紀,他的這部巨著被譯成十幾種文字,被稱為“東方醫(yī)學巨典”。近代,被國際上譽為“雜交水稻之父”的袁隆平培育出的新型水稻----雜交稻,已經(jīng)跨入世界優(yōu)良稻種的前列;童第周用細胞核培植的新方法,培養(yǎng)成功一種似鯉非鯉、似鯽非鯽、生長快,又能正常繁殖后代的新型魚----“童魚”, 我國科技工作者在探索生命起源問題上取得了巨大的成就。由六國科學家組成的人類基因組計劃研究,我國是參與其中的唯一發(fā)展中國家等等。這些材料讓學生了解到我國古今現(xiàn)在生物學研究的巨大成就和對世界的重大貢獻,從中領悟到我國燦爛的歷史文化,激起強烈的愛國主義熱情。
結合我國有豐富的動植物資源。例如,高等植物有3萬多種,有些還是我國的特產(chǎn),如銀杉、水杉、珙桐等;陸棲脊椎動物種類占世界10%左右,其中有些還是我國的特產(chǎn)珍稀動物,“世界寵兒”――大熊貓、“草原荒漠中的珍稀寶物”――野馬、野驢、野駱駝都產(chǎn)于我國。我國有淡水魚類600多種,海洋魚類1500多種,“混合放養(yǎng)”堪稱世界生態(tài)養(yǎng)魚的杰作。我國還是世界上鳥類最多的國家之一。這些豐富的植物資源是自然界給我們留下的一筆財富,作為一個中國人,我們不僅為祖國的燦爛文化而覺得驕傲和自豪,還應為紛繁的動植物所裝點的錦繡河山而覺得無尚的光榮。
生物學的發(fā)展史也是進行愛國主義教育的極好教材。中華民族是一個充滿智慧的民族,我國勞動人民早在四千多年前,就利用微生物的特性,在不完全滅菌的條件下,培育出具有優(yōu)良的菌種,用以釀酒、制醋、醬等,這是我國人民在釀造工藝上的獨特貢獻。早在六世紀,我國人民就應用根瘤菌的作用服務于農(nóng)業(yè)生產(chǎn),而西方采用輪作制則是十九世紀三十年代后的事。這些數(shù)據(jù)、事實,都是向?qū)W生進行愛國主義教育的好材料,能激發(fā)學生的民族自尊心、自信心,激發(fā)學生的愛國熱情。
2.培養(yǎng)學生形成良好的道德觀念
良好道德觀念的形成在人生路途中起著重要的導航作用?！堆骸芬还?jié)中關于血型、血量與輸血的知識;《細胞分化、癌變和衰老》中對具有潛在分化能力的造血干細胞―――紅骨髓、臍血移殖等知識的引入可以增強學生正確形成義務獻血、捐獻骨髓等人道主義思想。在克隆技術與器官移殖的重大成果的介紹的同時,及時引導學生對器官移殖、克隆“人”等形成符合社會道德規(guī)范的認識。通過性染色體對性別決定的知識和對多指遺傳、白化病遺傳、色盲遺傳等知識的學習,使學生明白近親結婚的危害,充分認識到我國《婚姻法》中明確規(guī)定禁止近親結婚對提高人口素質(zhì)具有重大意義,從而讓學生今認識到優(yōu)生優(yōu)育、計劃生育既是我國國情的需要,也是每個人的切身健康和利益的需要。在《病毒》一節(jié)中融入艾滋病毒的感染途徑及危害的有關知識,及時培養(yǎng)學生良好的道德意識,以及科學地對待艾滋病,并對艾滋病人給予理解與關愛。在這些知識點的教學中及時融入道德觀念的教育,有助于學生在學習知識的過程中逐步形成有道德、有文化、懂科學的新時代合格公民。
3.倡導探究性學習,培養(yǎng)學生自主、合作的精神
倡導探究性學習,力圖改變學生的學習方式,引導學生主動參與,樂于探究,勤于動手,逐步培養(yǎng)學生收集和處理科學信息的能力,獲取新知識的能力,分析和解決問題的能力,以及交流與合作的能力等,突出創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)。被動接受轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃訁⑴c,只有積極、主動、興奮地參與學習過程,學生個體才能得到發(fā)展。實踐證明,學生參與課堂教學的積極性,參與的深度與廣度,將直接影響到課堂的教學效果。 純個體學習轉(zhuǎn)變?yōu)樾〗M合作學習,通過學生發(fā)言、踴躍質(zhì)疑、耐心聆聽、積極探討來完成。成功的合作學習不但培養(yǎng)了學生人際交往技能,使學生學會交流、學會參與、學會傾聽、學會尊重他人,而且還培養(yǎng)了學生的團隊合作精神。
4.進行生物進化觀點和生態(tài)觀點教育,培養(yǎng)學生科學的世界觀
生物進化理論,從它誕生的那一刻起,就開始了與“特創(chuàng)論”的殊死搏斗。生物進化理論是在斗爭中成熟,在斗爭中完善,在斗爭中逐漸獲得人們的普遍認同的。通過對生物進化一章的理論知識的學習,使學生認識到地球上的生命是由非生命物質(zhì)經(jīng)過漫長年代逐漸演變而來的,地球上現(xiàn)存的這些豐富多彩的生物它們是由共同的祖先經(jīng)過漫長的年代進化而來的,人類是由森林古猿進化而來的。學習了這些內(nèi)容后,讓學生形成堅定的認識:地球上的生物包括人不是由神創(chuàng)造的。并且結合當前思想領域中批駁“”的運動,使學生認識到的荒謬以及危害,同時,也能理解支持中央批判、取締組織的英明決策,自覺地堅持唯物主義,反對唯心主義,以達到培養(yǎng)學生科學世界觀、破除迷信觀念的目的。
關鍵詞：生物課堂；生物教學；措施
生物是學生在高中階段學習的一門重要的基礎學科。在目前主要還是應試教育的局面下，多數(shù)學生覺得生物需要記憶的東西多，理解的東西少，因而感到生物就是背，聯(lián)想到自己學習生物也有類似的感覺。生物需要記憶的東西多，學生學習興趣不高仍然是一個普遍現(xiàn)象。如何發(fā)揮教師的創(chuàng)造力，提高學生的學習興趣，確實把活生生的生物講“活”，是吸引學生的關鍵所在。下面就如何激發(fā)學生學習生物的興趣談談自己的體會。
首先，教師應該用心感悟紛繁的生物界，熱愛生物，并將感悟到的東西貫穿在整個教學過程中。生物界繽紛多彩，生物科學是近半個世紀發(fā)展最快的學科，任何完美的教科書也不可能包容所有的生物知識。作為本科畢業(yè)的教師，如果不繼續(xù)學習，不熱愛生物這門科學，知識很快就會老化，跟不上學科的發(fā)展，所以，作為知識傳播者的中學教師，要不斷追求新知識，了解生物相關學科的最新進展，特別是每年度諾貝爾獎獲得者的重大科學成就；了解年度國際、國內(nèi)重大科學新聞，平時注意主要媒體的新科技介紹；重新感悟在大學階段學過的知識。很多知識，當時就事論事地學過，但是后來有了更深刻的理解，比如，DNA復制，為什么要先復制出有一定差錯的新鏈，而不是復制出絕對沒有錯誤的鏈？這其實是一種解決問題的方案，即先走過去，回過頭來再校對，如果在第一時間保證復制很高的準確率，過分追求完美，那么DNA鏈在反復校對中延長將非常緩慢；DNA新鏈有若干起點也是保證合成效率的一種機制，此種方案在解決日常生活中遇到的問題同樣有啟發(fā)意義，就像修一條公路，為了在短時間內(nèi)使公路貫通，應該在不同地點同時開工建設一樣；再如，SOS修復和“好死不如賴活著”也有異曲同工之妙。細胞能量轉(zhuǎn)換體系實際上是膜系統(tǒng)將細胞分割成能量不同的區(qū)隔，當能量流跨過膜系統(tǒng)時就發(fā)生了能量轉(zhuǎn)換，這和水力發(fā)電有幾分相似。學習生物重要的是向大自然學習，我國東北部最高峰太白山海拔3767 m，植物垂直分布明顯，去那里旅游可以學到很多教材上沒有的東西，如，太白山金背杜鵑和冷杉在一定區(qū)域都是優(yōu)勢種群，它們形成優(yōu)勢種群的機制很不一樣。金背杜鵑出苗后，葉片平鋪散開，光線幾乎不能透到地面，其他植物種子即使發(fā)芽，沒有光線，也沒有了生存機會，待長起后，金背杜鵑枝干又歪歪曲曲，莖干直的植物也幾乎無法穿過密密實實的杜鵑林形成扭曲空間，而長不起來；而冷杉林，小樹苗一出來就使勁往上躥，接觸不到陽光就會死亡，讓人不禁感慨，每種植物都是哲學家。將這些東西介紹給學生，確實可以引起學生對生物學習的興趣。
有了這些感悟，還需要教師有意引導學生仔細觀察體會自然界的絕妙之處，認識每一種生物能夠在生態(tài)系統(tǒng)中占有一席之地的內(nèi)在原因。學生學習繁忙，不可能有很多時間考察自然界，但周圍都是生物，自身也是生物，在教學中貫穿學生熟悉的例證，探討植物生命現(xiàn)象的本質(zhì)；讓學生根據(jù)自己的思維活動，猜想大腦活動的秘密；根據(jù)自己的經(jīng)驗探討做夢的原因和可能機制；廣開學生思路，從青春期發(fā)育和學習動物的發(fā)育過程，讓學生感覺到我們就是生物，我們處于生物的包圍之中，從而養(yǎng)成熱愛生命、尊重生命、保護環(huán)境的習慣。
積極開展課外活動，組織課外興趣小組，充分利用現(xiàn)有的多媒體軟件，不定時讓學生觀看國內(nèi)外有關的科學專題。例如，“Discovery”這個專題節(jié)目有關大腦、植物繁殖、動物遷徙等科學性和趣味性都很強的節(jié)目，使學生了解我們沒有接觸過的更奇妙的自然，極大地開闊了學生的視野，使他們在歡快愉悅的課堂氛圍中完成學習任務，增強學生的學習動力。與此同時，根據(jù)物候變化，結合課堂教學內(nèi)容，及時帶領學生觀察周圍動植物的生長和繁殖情況，讓學生切身感受到生物是一門有哲理性和實用性的學科。
一、重視實驗,培養(yǎng)學生觀察力、動手能力和思維能力
有識之士都認為,有標本就不用掛圖,有實物就不用標本,有動手實驗就不用實物。讓學生多動手、多做實驗其意義遠比讓學生弄清實驗原理本身要好得多。學生親自動手實驗,能大大激發(fā)興趣,通過實驗操作發(fā)現(xiàn)新問題。
實驗教學可以幫助學生形成生物概念,理解和鞏固生物知識,同時也培養(yǎng)學生敏銳、細致的觀察力和分析問題、解決問題的能力。我認為在生物實驗中培養(yǎng)學生的觀察能力要做到如下幾點:
1.激發(fā)興趣。美國心理學家布魯納說:“最好的學習動因是學員對所學材料有內(nèi)在興趣?！眴l(fā)學生積極生物的自然變化規(guī)律。興趣是最好的老師,只有培養(yǎng)好學生的興趣,才能使學生化被動學習為主動學習。
2.操作正確規(guī)范,指導學生觀察。在演示實驗中,教師應向?qū)W生介紹儀器的使用規(guī)則、操作方法,提出注意事項,最重要的是要指導學生仔細觀察實驗的每個細節(jié)乃至全過程,并恰當?shù)亟忉寣嶒灛F(xiàn)象。
3.明確目標,系統(tǒng)觀察。我想很多學生學習動力不足是因為他們不知道為什么要學,學什么和怎么學。所以,在生物實驗中必須使學生明確所要觀察的內(nèi)容和觀察的范圍,明確通過觀察要獲得哪些資料,解決哪些問題;擬定好觀察計劃,制定觀察程序,引導學生進行系統(tǒng)的層次清晰的觀察、思維,進行積極自覺的觀察,才能使他們獲取正確的信息,發(fā)展思維,獲得知識,掌握技能。
4.適當?shù)亟M織競賽活動。對于實驗完成較好的同學,教師可當場給予表揚,增強同學們之間的競爭意識,促進同學們認真完成實驗。
二、創(chuàng)設情境,以多樣教學形式誘發(fā)、激勵學生的學習興趣
在教學中,我充分利用生物學本身獨具的內(nèi)容豐富、趣味性強等特點,努力挖掘各種趣味因素,創(chuàng)設情境,以各種教學形式誘發(fā)、激勵學生的學習興趣與求知欲望,使他們由被動的“要我學”轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃拥摹拔乙獙W”,從而搞活教學,取得良好的教學效果。
1.妙用詩詞俗語激發(fā)興趣。古往今來,不少文人墨客寫下了許多膾炙人口的詩詞,贊美自然界生物,課堂上有針對性地選擇一二,插入某些課中,既可豐富教學內(nèi)容,又可激發(fā)學生的學習興趣。例如,“野火燒不盡,春風吹又生”形象地描述了草原生態(tài)系統(tǒng)的恢復力、穩(wěn)定性?！皾M園春色關不住,一支紅杏出墻來”把植物的向光性描述得非常準確。這樣的詩詞,只要我們平時注意收集,在課堂上巧借善用,就能使生物課變得生動,也能提高學生的學習興趣。
此外,適當引用成語、諺語,也能增強學生的興趣。例如,“螳螂捕蟬,黃雀在后”來描述食物鏈的關系,通過“樹蟬螳螂黃雀”這一食物鏈的有機聯(lián)系,引申出生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)和能量的傳遞過程,使學生聽來有趣,簡明易懂。利用“人往高處走,水往低處流”解釋水是順濃度梯度進行運輸?shù)?這樣學生釋然,既提高識記和理解,又增強趣味性。
2.加入奇聞趣事引起興趣。在生物的王國中,有著數(shù)不盡的奇聞趣事和探索不盡的奧妙。這些恰是學生極感興趣、樂于汲取的知識養(yǎng)料。結合教學內(nèi)容,適當介紹一些植物的生活、繁殖特點,動物的覓食、爭偶、護幼、御敵的趣事,例如,在講解“生態(tài)系統(tǒng)的信息傳遞”時,介紹蜜蜂通過跳舞傳遞信息、孔雀開屏進行求偶及現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上利用信息控制產(chǎn)量等,教師通過形象地講述,使學生聽起來樂此不疲,充分感受到生物學習的樂趣,同時,也拓寬了學生的知識面。又如在講“遺傳”時,我給學生介紹一則小故事:美國的一位舞蹈女明星,拒絕了許多風流瀟灑的公子哥們的追求,卻寫信向長相普通、不修邊幅的科學家愛因斯坦求愛。她寫道:“如果我們結婚,我相信我們的后代一定會像您那樣的聰明,像我一樣的漂亮?！闭垎?“如果他們結了婚,她能夢想成真,遂其心愿嗎?”同學們議論紛紛,雖答不全,但對此都產(chǎn)生了濃厚興趣。趁此時機,我再由淺入深,層層分析基因組合的特點和結果,同學們聽來饒有興趣,收到了事半功倍的教學效果。
3.課堂搶答,引發(fā)興趣。中學生爭強好勝心理特強,將“競爭機制”引入生物教學中,對激發(fā)學生興趣有極強的催化效果。對此,通過小組合作,以小組為單位,課堂提問或復習以每組輪流回答或搶答的形式展開,答對的給予鼓勵。課堂搶答,激發(fā)了學生顯示自我、爭勝好強的意識,人人積極思索,舉手搶答,課堂氣氛顯得異?；钴S,學生的激情也淋漓盡致地表現(xiàn)出來,而且有利于鞏固知識。趣味教學的目的,在于激發(fā)、培養(yǎng)學生的學習興趣,調(diào)動學生學習的積極性,提高課堂教學效果。因此,在教學中教師要善于將趣味性與課堂內(nèi)容有機地結合起來,將知識點與學生實際需要有機地聯(lián)系起來。而且應根據(jù)學生的接受能力,掌握好難易程度。
三、聯(lián)系實際,激發(fā)學生的學習興趣
關鍵詞 科學史教學 生物學教學 科學方法
中圖分類號 G633.91 文獻標識碼 B
在人教版現(xiàn)行的高中生物教材中許多章節(jié)都滲透著生物科學史的內(nèi)容。無可厚非，科學史的教育在培養(yǎng)學生的情感、態(tài)度與價值觀的目標上有著舉足輕重的作用。例如，體會研究生命科學的價值，感受科學家們崇高的精神境界，養(yǎng)成敢于質(zhì)疑、嚴謹求實的科學態(tài)度，培養(yǎng)探究意識和創(chuàng)新精神等。然而如何讓生命科學史教育在知識與技能、過程與方法這兩個維度的教學目標中也充分體現(xiàn)其價值，則值得教師探索和追尋。
利用科學發(fā)展史，能為素質(zhì)教育課堂服務，充分培養(yǎng)和提高學生的科學探究能力和生物科學素養(yǎng)，實現(xiàn)教學模式和學習方式的重大變革。筆者結合教學實踐，以必修二《遺傳與進化》中的幾節(jié)課的教學設計為例，談談如何將科學史融入課堂教學。
1 在科學史中領悟科學方法，并實現(xiàn)方法的遷移運用
從“孟德爾的豌豆雜交實驗”到“基因在染色體上”，實現(xiàn)假說-演繹法在遺傳學上的遷移運用。
孟德爾兩大遺傳定律的發(fā)現(xiàn)離不開科學的實驗設計程序以及重要的研究方法——假說-演繹法。孟德爾先進行了一對相對性狀的豌豆雜交實驗，用純種的高莖豌豆與純種的矮莖豌豆雜交，發(fā)現(xiàn)子一代全是高莖的；接著讓子一代的高莖豌豆自交，得到的子二代中有高莖也有矮莖，并且出現(xiàn)3∶1的性狀分離比。他在實驗和觀察的基礎上發(fā)現(xiàn)并提出問題：子一代為什么全是高莖，矮莖性狀哪去了？為什么子二代中又出現(xiàn)了兩種性狀，并且分離比都接近于3∶1？他對提出的問題嘗試作出回答，即作出假設：“在生物的體細胞中，控制同一性狀的遺傳因子成對存在，不相融合；在形成配子時，成對的遺傳因子發(fā)生分離，分離后的遺傳因子分別進入不同的配子中，隨配子遺傳給后代?！碧岢龅募僬f不僅要合理地解釋已有的實驗現(xiàn)象，還必須能對其他的實驗結果進行預測。在此基礎上，他又設計了一個測交實驗，實際上也就是演繹推理的過程，用提出的假說預期測交實驗（F1與隱性純合子雜交）的結果。最后孟德爾通過實施測交實驗，觀察、測量實驗結果，與預期進行比較，從而對假說的正確性作出判斷：如果實際結果與預期結果相符，就可以證明假說是正確的；否則，就說明假說有弊端，須修正和補充。
在學生體驗了假說-演繹法之后，教師可引導學生繼續(xù)將這種研究方法應用于“基因在染色體上”的學習，作為教師貫穿教學的主線索。薩頓發(fā)現(xiàn)基因和染色體的行為在形成配子和受精過程中存在明顯的平行關系，從而推出基因在染色體上。這就是發(fā)現(xiàn)并提出問題的階段。隨后摩爾根利用果蠅進行了雜交實驗。他將紅眼雌果蠅與白眼的雄果蠅雜交，子一代無論雌雄個體全為紅眼，于是他讓子一代果蠅自由，子二代中出現(xiàn)紅眼果蠅和白眼果蠅，比例為3∶1，但白眼果蠅全是雄性的。此時根據(jù)實驗結果，可以引導學生思考：果蠅顏色的遺傳是否符合孟德爾的分離定律？（符合，子一代只出現(xiàn)顯性性狀——紅眼；子二生性狀分離，且分離比為3∶1。）但是在該實驗中，白眼的性狀又與性別相關聯(lián)，這說明了什么？（說明控制眼色的基因位于性染色體上。）接著引導學生分析，有哪些可能性？分析可能有三種情況：（1） 控制眼色的基因在X、Y染色體上都有；（2） 控制眼色的基因在Y染色體上，X染色體上沒有；（3） 控制眼色的基因在X染色體上，Y染色體上沒有。然后引導學生針對每種情況再具體分析：（1） 控制白眼的基因是偶然發(fā)現(xiàn)的，很可能是基因突變，如果X、Y兩條染色體上都存在控制眼色的基因，同時發(fā)生突變的概率是很低的；（2） 如果控制眼色的基因只位于Y染色體上，而X染色體上沒有，理論上子一代中的雄性個體也應該有白眼的個體，與實驗結果不相符；（3） 剩下最后一種可能性——控制眼色的基因在X染色體上有，Y染色體上沒有其同源區(qū)段。按照最后這種可能性畫出遺傳圖解，發(fā)現(xiàn)可以合理地解釋摩爾根實驗的結果。這是提出假說的階段。然而到這里是不是就意味著假說成立了？學生在此之前學習孟德爾遺傳定律時已經(jīng)體驗了假說-演繹法，自然明確還要設計測交實驗進行檢驗，才能驗證假說的正確性，這樣才構成了假說-演繹法的完整環(huán)節(jié)。
從薩頓到摩爾根，最后證明了“基因在染色體上”，這個探索歷程就是假說-演繹方法的再次應用。通過孟德爾遺傳定律學習過程中假說-演繹法的初體驗，到學生能模仿、追隨科學家的設計思想，親自嘗試科學研究方法的運用，充分發(fā)揮了學生的學習主動性及探究能力。
2 通過還原科學史，加深學生對生命本質(zhì)的理解和認識
DNA分子的雙螺旋結構模型對于高中學生來說，是一個微觀抽象的概念。在教學中如何化微觀為宏觀，化抽象為形象，是教師面臨的一項挑戰(zhàn)。利用科學發(fā)現(xiàn)史配合模型建構的教學方式，幫助學生身臨其境地體驗DNA分子模型的建構過程，從而加深其對DNA分子結構的理解。
首先教師為學生創(chuàng)設問題情境：20世紀30年代，科學界對DNA的認識基礎是：“組成DNA分子的基本單位是脫氧核苷酸，一分子脫氧核苷酸是由1分子磷酸、1分子脫氧核糖和1分子含氮堿基組成”。由于組成DNA的含氮堿基有四種，因此脫氧核苷酸也有四種。讓學生利用模具進行相應的拼接，這是模型建構的第一步——建構脫氧核苷酸的模型。
當時的人們還知道，DNA是由許多個脫氧核苷酸連接而成的長鏈，每個脫氧核苷酸通過磷酸與上一個脫氧核苷酸的脫氧核糖相連，并通過自身的脫氧核糖與下一個脫氧核苷酸的磷酸相連。接著讓學生在前面的基礎上把單個脫氧核苷酸串成一條脫氧核苷酸鏈，這是模型建構的第二步。
接下來是模型構建的第三步——建構DNA的空間結構，要解決如下幾個問題：（1） DNA分子是幾條鏈構成的呢？根據(jù)威爾金斯和富蘭戈林提供的DNA的分子X射線的衍射圖譜，科學家得出DNA分子呈螺旋結構，同時測算出DNA分子即使翻轉(zhuǎn)180°，看起來還和原來一樣。在此基礎上引導學生分析，脫氧核苷酸鏈是有方向的。如果DNA是一條鏈組成的，不可能得出這樣的結論；如果DNA分子含兩條鏈，同向排列依然與該結論不符；如果DNA分子由三條鏈組成，無論方向如何，翻轉(zhuǎn)180°后都不可能與之前相同。因此推出DNA分子由兩條方向相反的鏈組成。（2） 兩條鏈中堿基排列在外側還是內(nèi)側呢？教師提供當時的研究資料：堿基具有疏水性，磷酸和脫氧核糖具有親水性。啟發(fā)學生參考前面學過的細胞膜流動鑲嵌模型中磷脂分子的排布方式，類比推理得出結論：堿基排列在鏈的內(nèi)側。事實上，當時富蘭克林根據(jù)X射線的衍射圖譜，也推算出磷酸和脫氧核糖應排在外側。（3） 堿基如何配對呢？是相同的堿基配對（如A與A配對，C與C配對）？還是同類堿基配對（如嘌呤與嘌呤配對，嘧啶與嘧啶配對）？還是其他的情況呢？根據(jù)當時科學家們提供的數(shù)據(jù)：嘌呤堿基在分子結構上要比嘧啶大。而且此時查哥夫又帶來了一個重要的信息：腺嘌呤的量總等于胸腺嘧啶的量，鳥嘌呤的量總等于胞嘧啶的量。于是到這里，學生們基本可以想到，A與T配對，G與C配對。
最后教師引導學生在已獲得的知識基礎上繼續(xù)建構DNA的空間結構模型。
通過還原DNA分子雙螺旋結構模型的發(fā)現(xiàn)歷程，讓學生親身體驗并參與了模型建構的過程，不但使學生深刻地掌握了與DNA分子結構有關的知識，還增強了其處理科學信息的能力及動手能力。
3 在科學史教育中滲透實驗設計的一般原則和技術手段，提高實驗探究能力
有人說，科學史的教學是“紙上談兵”，沒有真刀真槍的演練無法真正達到實驗探究的效果。但筆者認為，如果科學史教育應用得當，即使沒有實驗操作，也可以達到探究效果，同樣可以培養(yǎng)學生的實驗設計能力。例如在發(fā)現(xiàn)“DNA是主要的遺傳物質(zhì)”的探索歷程中，幾位科學家的實驗研究中就滲透著實驗設計的一般原則，如對照原則、控制單一變量原則、排除干擾因素原則以及如何選材的原則等。
“DNA和蛋白質(zhì)，究竟哪一種是遺傳物質(zhì)”，這曾經(jīng)是生物界爭論的焦點。進行科學研究時首先遇到的問題是選擇合適的實驗材料，這是實驗取得成功的關鍵。教師引導學生思考：所有的生物都含有蛋白質(zhì)和核酸，選擇什么樣的生物作實驗材料比較合適呢？（低等的、簡單的生物，諸如細菌、病毒等。因為生物的結構簡單、含有的物質(zhì)少，分析起來簡便、快捷，比較容易得出結論。）不難總結，幾位科學家在選材上也都注意到了這一點——格里菲思和艾弗里用肺炎雙球菌做實驗材料，赫爾希和蔡斯用T2噬菌體侵染細菌，以及后來格勒和歇萊姆用煙草花葉病毒證明RNA是遺傳物質(zhì)。
格里菲思進行的肺炎雙球菌的體內(nèi)轉(zhuǎn)化實驗中四個組的不同處理明顯用到了對照的方法，從中得出結論：“已經(jīng)被加熱殺死的S型細菌中，必然含有某種促成這一轉(zhuǎn)化的活性物質(zhì)——‘轉(zhuǎn)化因子’，這種轉(zhuǎn)化因子將無毒性的R型活細菌轉(zhuǎn)化為有毒性的S型活細菌”。因為細菌細胞內(nèi)含有多種物質(zhì)，所以格里菲思并不清楚轉(zhuǎn)化因子是什么。
隨后艾弗里及其同事對S型細菌中所含的物質(zhì)進行了分離提純，分別將S型細菌的DNA、蛋白質(zhì)、莢膜多糖以及S型菌DNA和DNA酶的混合物加入含有R型菌的培養(yǎng)基中，結果發(fā)現(xiàn)只有分別加入DNA的那一組實現(xiàn)了細菌類型的轉(zhuǎn)化。正是因為艾弗里在實驗設計的過程中滲透著對照的思想，嚴格控制單一變量，排除各種成分彼此之間的干擾，才讓他們找到了答案：DNA是轉(zhuǎn)化因子。在那個時代，人們寧愿相信結構復雜的蛋白質(zhì)可能是遺傳物質(zhì)，以至于很多人不肯正視艾弗里的實驗結果，質(zhì)疑的理由是：艾弗里的實驗中提取出的DNA，純度最高時也還有0.02%的蛋白質(zhì)。但是我們今天回望，應當給予艾弗里的研究一個客觀的評價：雖然實驗中提取的DNA純度不夠高，但是艾弗里最后一組實驗除了DNA，還加入了DNA酶，它可以降解DNA，使S型菌的DNA不能再進入R型菌體內(nèi)發(fā)生轉(zhuǎn)化。這實際上是反證法在生物學中的運用，從側面證明了遺傳物質(zhì)是DNA，只有DNA才能起到轉(zhuǎn)化作用?？偨Y艾弗利的實驗，把S型細菌內(nèi)的各種物質(zhì)提純，分離開來研究，體現(xiàn)了排除干擾因素的設計原則；將多個變量分解為單一變量進行研究，這滲透著分組對照和控制單一變量的實驗設計原則；最后利用反證法的思想進一步證明結論。
隨后赫爾希和蔡斯在1952年用同位素標記技術，進行了T2噬菌體侵染細菌的實驗。他們選擇了32P和35S這兩種同位素分別對噬菌體的成分標記。在此提問啟發(fā)學生:為什么選擇這兩種同位素？它們分別標記的是什么成分？改用14C、3H、18O、15N標記可以嗎？學生通過分析明確，科學家的設計意圖是把DNA與蛋白質(zhì)分開來單獨研究。用35S標記一部分噬菌體的蛋白質(zhì)，用32P標記另一部分噬菌體的DNA，然后將這兩批噬菌體分別侵染未被標記的大腸桿菌，經(jīng)過短時間的保溫后（讓噬菌體在細菌細胞中繁殖），用攪拌器攪拌、離心。由于噬菌體比細菌小得多，攪拌可使吸附在細菌上的噬菌體顆粒與細菌分離，離心后浮在上清液的是留在大腸桿菌細胞外游離的噬菌體部分，而沉淀物中主要是細菌及細菌內(nèi)新形成的噬菌體。接著檢查上清液和沉淀物中放射性物質(zhì)的高低以及子代噬菌體的放射性情況，并進行分析，最后得出結論：噬菌體的蛋白質(zhì)并沒有進入細菌內(nèi)部，只有噬菌體的DNA才進入細菌體內(nèi)，即噬菌體在細菌體內(nèi)的增殖是在DNA指導下完成的。
事實上，赫爾希和蔡斯與艾弗里采用的方法不同，但卻有著相同的設計思路：都是設法把DNA與蛋白質(zhì)分開，單獨地、直接地觀察它們各自的作用，排除彼此之間的干擾。
而后1957年格勒和歇萊姆用煙草花葉病毒進行了實驗。煙草感染了它以后，葉子上會出現(xiàn)病斑。這種病毒只有蛋白質(zhì)外殼和內(nèi)部的RNA，并不含有DNA的成分。這與艾弗里、赫爾希和蔡斯在實驗設計思路上也有異曲同工之妙——將該病毒的RNA與蛋白質(zhì)分開來研究。從病毒中提取出的蛋白質(zhì)不能使煙草感染病毒，但從中提取中的RNA卻可以，可見RNA是煙草花葉病毒的遺傳物質(zhì)。
《普通高中生物課程標準》在“實施建議”環(huán)節(jié)中提出要“注重生物科學史的學習”。它指出：“科學是一個發(fā)展的過程。學習生物科學史能使學生沿著科學家探索生物世界的道路，理解科學的本質(zhì)和科學研究的方法，學習科學家獻身科學的精神。這對提高學生的科學素養(yǎng)是很有意義的”。教師在教學過程中要善于發(fā)掘和利用生命科學史的教育價值，為課堂教學服務，讓學生科學理解生命的本質(zhì)，領悟科學研究方法并嘗試其在科學研究中的應用，提高實驗探究能力和科學素養(yǎng)。
參考文獻：
1 上課之前要認真預習課本知識
很多同學都認為，高中課程太緊，根本沒有時間預習，而且只要上課時好好聽講了，預不預習根本沒關系。其實，這是一種錯誤的想法，任何課程在上課之前進行預習，都能夠幫助學生更好地學習好本節(jié)課所要講述的內(nèi)容，高中生物課同樣如此。如果真的覺得學習重，那就可以靈活地制定預習時間，當時間比較寬松時，預習得可以細致一點，當時間比較緊時，不妨把要學習內(nèi)容讀上一遍就可以了，因為這樣可以對所學內(nèi)容有一個大概的認識，在上課時不至于一頭霧水，可以為在課堂上聽懂老師的講解做一個很好的鋪墊。我在講課的過程中，發(fā)現(xiàn)那些凡是在課下對將要學習的知識進行了預習的學生，在上課時總能很好的跟著老師的思路來進行學習，而那些沒有預習的學生學習起新知識來明顯地要更費力一些，因此，在課前讓學生進行簡單的預習是很有必要的。
2 上課時要認真聽講，記好筆記
有的同學認為，不管學習什么知識，即使平時學的再好，經(jīng)過一段時間也會遺忘的，因此，平時上課學的差一點也沒關系，只要在復習時抓緊就一定沒有問題，其實這種想法是不對的。因為，如果一個學生在平時上課不好好學習，即使在最后復習很多遍，效果也不會很好，而且復習時還會很費勁。相反，如果他在平時好好學習，即使遺忘了某些知識點，只要一復習，那些被忘記的知識點就會馬上被想起來。所以，在進行生物學習時，學生在上課時應該好好學習，不要害怕知識點會被遺忘。
在課堂上認真聽講最應注意的一點就是，一定要跟著老師的思路走，不要走神。當遇到某些不懂的問題時，可以做好標記，等老師講完課以后再進行思考或向老師請教，千萬不要停下來自己去想，否則就會錯過老師對其他知識點的講解，得不償失。我原來就遇到過這樣一個學生，他學習非常認真，就是愛鉆牛角尖，當上課時遇到老師所講的某一個問題跟自己想得不一樣時，他就會完全陷入對這個問題的思考中，再也沒有心思學習其他的了，因此明明是一個學習比較好的學生，但成績就是提不高。當我發(fā)現(xiàn)他的這個問題后，就經(jīng)常與他談話，告訴他這樣的學習方法是不正確的，課上有什么問題可以留到課下和老師一起解決，否則會耽誤對很多別的知識的學習的。經(jīng)過幾次談話，他終于改掉了鉆牛角尖的毛病，學習成績有了明顯提高。
3 課后要做好對知識的整理，并要進行鞏固練習
要想學習好生物，在課后學生還應及時對照教材對課堂筆記進行梳理和補充，這個過程可加深學生對知識的理解和記憶，并能將知識轉(zhuǎn)化為能力。整理好知識以后，還要進行對知識的鞏固練習，應先用5到10分鐘的時間將課上內(nèi)容回顧一遍，然后開始進行相應的課后練習，這樣比直接做練習，效果要好很多，可以更好地鞏固本課所學的知識。尤其是當學生學習了幾課的內(nèi)容之后，要及時的對這幾課的知識進行歸納總結，這是一種很好的學習生物的方法。我班上就有這么一個同學，他每學完幾節(jié)課的知識之后，就會將這幾節(jié)課的知識進行整理歸納，除了平時的筆記本之外，他還特地準備了一個本子整理這些知識。經(jīng)過這樣的整理，這些生物知識就在他的頭腦里形成了一個系統(tǒng)，對于他來說，學習生物就一點也不費勁了。每次考試之前，他只要拿出自己的整理本來，將上面的內(nèi)容進行全面復習就可以了，不像其他的同學，又是翻書，又是看筆記的，還經(jīng)常忘記某一知識點到底是在書上還是在筆記本上。我把這個同學的方法在全班進行了推廣，收到了很好的效果，很多同學都覺得經(jīng)過整理，不再覺得生物知識雜亂無章了，復習時也不再害怕會把某個知識點給丟了。
4 要重視對觀察和實驗的學習
1.明確觀察目的和任務
觀察是人對客觀事物的一種生動的感性認識形式，它往往通過多種感覺器官的聯(lián)合活動，并在思維的參與下進行的。在觀察時，必須對觀察者預先提出一定的目的或任務，擬定一定的計劃，按計劃仔細地觀察，提出問題，尋求某種答案，這樣才能保證注意力集中在所要觀察的事物中。首先必須讓每個學生親自去做每一個實驗，確保每個學生都動手，如顯微鏡的使用，裝片的制作等是生物實驗的基本功，尤其是顯微鏡的使用，直接關系到實驗的成敗，例如：制作洋蔥根尖有絲分裂裝片得經(jīng)過解離漂洗染色制片，這幾個復雜過程，最后在顯微鏡下觀察，如果顯微鏡不能正確熟練使用，裝片做的再好，也觀察不到應有的現(xiàn)象，使實驗前功盡棄，所以實驗前，單獨拿出兩節(jié)課進行基本功訓練，使每位學生對顯微鏡的使用達到熟練程度，從鏡頭的安裝，視野的調(diào)節(jié)，裝片的安放到觀察方法都能熟練準確進行。
2. 培養(yǎng)學生科學的觀察方法和求實態(tài)度
在實驗前教師首先對實驗的關鍵步驟深入挖掘，提出問題，這些問題是教材上沒有現(xiàn)成答案的，必須通過親自實驗觀察、動腦才能得出結論，這樣學生觀察能力的提高，有賴于正確的觀察程序和方法，教會學生用正確的方法進行觀察，對培養(yǎng)學生觀察力是很必要的。教師要指導學生全面進行觀察，抓住事物的各個方面及其發(fā)展變化的全過程，這樣才能達到認識事物的目的。
學生帶著問題去觀察，有目的去思考，培養(yǎng)了學生認真觀察和認真思維的能力，這樣教師在實驗前啟發(fā)，學生帶著問題去觀察思考，學生將觀察和思維活動緊密結合起來，提高了學生的觀察思維能力。
3. 鍛煉學生在實驗中得出實驗結果的能力
實驗完成后對實驗結果的分析也是提高學生能力的重要環(huán)節(jié)，對實驗現(xiàn)象明顯，效果好的裝片，讓全班學生對比看，對實驗效果差的同學，不急于指出毛病出在哪，而幫助他們分析沒能達到預期效果的各種可能情況，讓他們自己找出失敗的原因，從而提高學生分析問題的能力。在今后的實驗中，學生都能認真對待每一步驟，主動提出問題，如某一步驟為什么要這樣操作，如不這樣會怎樣，對實驗的某一部進行改革，增強了學生實驗的興趣，也培養(yǎng)了解決實驗問題的能力，所以我鼓勵學生敢于對實驗進行改革，使學生獲得了成功的喜悅，增強了興趣，同時也提高了能力。
通過對學生實驗基本功的訓練，讓學生帶著問題去觀察，以及注重實驗結果，分析和改進，確實提高了學生的操作能力，觀察和思維能力，以及解決實際問題的能力，通過生物實驗，也培養(yǎng)了學生嚴謹踏實的科學態(tài)度，認真求實的良好實驗習慣，取得了較好的效果。在長期的實驗教學中我深深體會到：只有指導學生反復的觀察，才能認識事物的本質(zhì)屬性
4.開展課外活動，進一步培養(yǎng)學生的實驗能力：
實驗能力的培養(yǎng)僅靠課堂實驗教學是不夠的，還要盡可能的開展生物課外活動，讓學生對植物、動物、環(huán)境污染、人口問題等進行調(diào)查、研究，使他們有機會自己設計完成實驗。在大量的實踐活動中，運用已有的知識和能力去觀察現(xiàn)象，分析解決遇到的實際問題，從而主動獲得知識，進一步提高實驗能力。幾年來我和其它生物教師一道，堅持組織開展了學生生物知識競賽，動植物標本的采集制作，等一系列課外活動。在活動中學生寫了不少的觀察日記和小論文，課外活動進一步培養(yǎng)了學生的實驗能力。由于初中階段重視了實驗教學，學生漸漸獲得了學習生物的方法和能力，使他們對生物學的好奇心轉(zhuǎn)變?yōu)闈夂竦膶W習興趣從而為高中學習生物打下了基礎.（以前我旗初中學校的條件差，開展生物實驗很困難），多年來的生物教學使我深深地體會到，作為一名生物教育工作者，應該重視實驗教學，加強培養(yǎng)學生的實驗能力，使他們對生物學產(chǎn)生濃厚興趣，掌握學習生物學的方法和能力，以便在現(xiàn)代生物科學技術飛速發(fā)展的形勢下，為他們的一生不斷獲取新的知識和將知識運用于實踐創(chuàng)造條件。
關鍵詞 生物學核心素養(yǎng) 光合作用 科學史 生物學教學
中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B
生物學核心素養(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知識。那么，教師在具體的生物課教學過程中如何來提高學生生物學核心素養(yǎng)呢？教材文本、探究實驗、現(xiàn)實生活、自然環(huán)境都是培養(yǎng)學生核心素養(yǎng)的對話視角。教材上有很多重要結論、原理的科學探究過程，教師應用好教材上的這些經(jīng)典實驗是培養(yǎng)學生生物學核心素養(yǎng)的重要途徑。
以人教版高中生物必修1第五章第四節(jié)第二課時“光合作用研究的‘過去、現(xiàn)在、未來’”為例，讓學生感悟科學家嚴謹?shù)目茖W態(tài)度、堅忍不拔的意志品質(zhì)、細致的理性邏輯。本節(jié)課的學習，學生需要聯(lián)系物理、化學的相關知識，在細胞層次和細胞器的水平上來認識光合作用，形成分子與細胞水平認識生物體的結構與功能是相適應的生命觀念，關注光合作用研究的未來，能大膽發(fā)揮想象，樹立生命科學的創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。
教學中教師以光合作用研究的“過去、現(xiàn)在和未來”為線索，以科學史中的若干個實驗為載體，在教學過程中多角度提出問題，引導學生在實驗探究中進行分析、邏輯推理，進而得出結論。
1 光合作用研究的“過去”
1.1 設疑導入
教師播放有關幼苗逐漸長大成蒼天大樹的微視頻，然后提出：幼苗是怎么長大的呢？這與光合作用有什么關系呢？光合作用又是怎樣被人們發(fā)現(xiàn)的呢？今天，我們就一起回到300多年前，踏著科學家的足跡，領略科學家們展現(xiàn)出來的核心素養(yǎng)。
1.2 回眸科學史，共同體驗光合作用研究過程中的思維魅力
教師繼續(xù)提出問題：幼苗是怎么長大的呢？所需營養(yǎng)物質(zhì)來自哪里？亞里士多德的觀點是否正確？又怎樣證實？
（課前已發(fā)給學生相關中英文資料閱讀，并要求學生將資料整理設計成表格形式）
教師投影學生設計的表格。
教師追問：亞里士多德的實驗能得出什么結論呢？是否合理嚴謹？同學們談談自己的看法。
然后，教師展示1648年比利時科學家――范?海爾蒙特通過柳樹實驗，了亞里士多德的錯誤觀點。教師要求學生分析海爾蒙特的實驗結論是否完全正確，并提出問題：從植物生活環(huán)境的角度分析，還應考慮什么因素？空氣對植物的生長有影響嗎？
教師展示1771年，英國科學家――普里斯特利的實驗過程動畫，引導學生思考：
① 幾組實驗的現(xiàn)象是什么？② 有無植物的兩組實驗裝置起什么作用？③ 該實驗裝置中玻璃罩有什么作用？
后來很多科學家重復普利斯特利的實驗，但是很多不能成功，這是為什么呢？。
（教師引導學生學會從簡單的實驗中找到矛盾的地方，正確的進行推理判斷，培養(yǎng)學生能夠在新的問題情境中，基于事實和證據(jù)，采用適當?shù)目茖W思維方法去質(zhì)疑，并選用恰當?shù)姆绞竭M行語言表達，提升學生的理性思維素養(yǎng)；逐步培養(yǎng)提出生物學問題、在給出的現(xiàn)有資料中形成恰當?shù)姆桨覆嵤┑目茖W探究核心素養(yǎng)。）
教師下面有請1779年的荷蘭科學家“英格豪斯”隆重出場，請他針對上述問題給大家作報告。
“英格豪斯”扮演者用課件演示并指出普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功，植物體只有綠葉才能更新空氣。并提出問題：由于當時化學發(fā)展水平的限制，英格豪斯并不清楚植物吸收、釋放氣體的成分，你們根據(jù)現(xiàn)有的知識，知道是什么嗎？
其他學生回答：吸收CO2，放出O2。
教師：直到1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確這一結果?？梢娚锟茖W的發(fā)展需要建立在不同知識領域的基礎上。在這一過程中，光能哪去了？植物光合作用需要重要的外界條件是什么？今天我們有幸“請到了”1845年的德國科學家梅耶，下面我們一起來欣賞他的風采。
“梅耶”扮演者用課件顯示能量轉(zhuǎn)換和守恒定律，指出植物在進行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)換成化學能儲存起來。
（采用角色扮演的替代方式，一方面可以提高扮演者的Z言組織、表達能力，并且身臨其境的當了一回“科學家”，逐步培養(yǎng)自己的科學思維方式；另一方面可以激發(fā)其他學生的好奇心，感覺科學家離我們并不遠，就在身邊，嚴謹?shù)目茖W思想更加容易被接受。）
教師：光能轉(zhuǎn)換成化學能，貯存于什么物質(zhì)中呢？植物光合作用除了釋放氧氣，還產(chǎn)生什么物質(zhì)呢？
課外“科學家”小組代表結合錄像介紹1864年的德國科學家――薩克斯實驗過程及現(xiàn)象，并提出問題：① 暗處理這一步是否可以省略？為什么？② 本實驗是否存在對照組？若有，請指出單一變量。③ 這個實驗可得出什么結論？
教師引導學生歸納每個實驗結論。
（此過程的設計，一方面是為了使學生學會綜合排除無關變量，抓住變量分析實驗并得出實驗結論，且強化科學探究實驗設計的基本方法、原則；另一方面是促進學生在小組學習中主動合作，推進探究方案或工程實踐的實施，并運用科學術語報告實驗結果。）
“科學家”代表回顧：光合作用研究的“過去”（圖1）。
設計意圖：回顧科學史中光合作用的研究歷程，得出光合作用的場所、動力、原料、產(chǎn)物。更重要的是體會在這些經(jīng)典實驗中映射出來的科學家的科學精神和科學態(tài)度，以及體悟到科學的思想和方法。學生可以自己大膽的講訴自己的體會和想法。）
2 光合作用研究的“現(xiàn)在”
教師再次結合光合作用的“過去”，引導提出問題：光合作用釋放的氧氣，到底來自于H2O還是CO2？從而啟發(fā)學生深層次思考光合作用研究的“現(xiàn)在”。
① 采用“頭腦風暴”讓學生各抒己見提出光合作用中需要解決的問題。如：氧氣中的氧是來自H2O還是CO2中的氧？CO2是怎樣固定并轉(zhuǎn)化為（CH2O）的？光能是怎樣被轉(zhuǎn)換成化學能而被儲存的？葉綠素在光合作用過程中起什么作用？……
② 運用“暗箱法”引入“魯賓、卡門實驗”和“卡爾文實驗”。
教師讓學生以“暗箱法”（圖2）嘗試從科學家的角度，發(fā)現(xiàn)問題、提出問題，然后討論得出結論。這樣不僅構建了光合作用的深層次知識，更培養(yǎng)了學生較為全面的探究能力。
③ 思維探究，模型建構。教師引導學生將光反應和暗反應結合起來，結合剛才的實驗推理，構建出一個光合作用的反應過程圖。學生小組合作討論，并展示匯報，學生之間加以糾錯。
（本教學片段通過“頭腦風暴”、“暗箱法”、“模型構建”等系列有難度深層次的活動，旨在培養(yǎng)學生能夠恰當選用并熟練運用工具展開觀察，基于對相關資料的查閱，設計并實施恰當可行的方案，運用多種方法如實記錄，并創(chuàng)造性地運用不同學科方法解決問題，同時能夠在團隊中起組織和引領作用，運用科學術語精確闡明實驗結果，并展開交流，提升學生各層次的生物學核心素養(yǎng)。）
3 光合作用研究的“未來”
部分興趣小組的學生將對收集的近代科學家對光合作用的研究、因光合作用的研究獲得諾貝爾獎的科學家的材料進行簡單介紹。例如：1954年阿爾農(nóng)的循環(huán)光合磷酸化的研究；英國的希爾光反應系統(tǒng)的研究；1982年西德生化學家米舍爾生物膜上的色素復合體的成功分離；德國科學家戴森霍弗、胡貝爾、米歇爾3位科學家測定出了光合作用反應中心膜蛋白―色素的三維空間結構，揭示出電子和能量的傳遞作用，這一成就在光合作用的研究中邁出了關鍵一步，他們因此共同獲得了1988年度諾貝爾獎。2016年5月18日的《自然》雜志，來自中科院生物物理研究所的研究成果，他們獲得了菠菜光系統(tǒng)II――捕光色素復合物（LHC-Ⅱ）超級復合體的結構，分辨率為3.2 ■。
（設計意圖：① 目前在光合作用方面，經(jīng)過了幾百年的研究，即使取得了不少成果，但仍然許多問題尚不清楚，光合作用的研究還有非常多的難題要去攻克，讓學生知道社會熱點中的生物學議題；② 結合本世紀以來，當今人類面臨的一些重大問題，如糧食、能源、資源、環(huán)境污染等，使W生能夠負責任地參與社會生活和決策，通過科學實踐，嘗試解決現(xiàn)實生活中的生物學問題，增強社會責任感；③ 引導學生大膽展望光合作用研究的未來促進沉重的課后繼續(xù)學習，并學會用生物知識指導、解決生產(chǎn)和實踐中的具體問題。）
