另辟蹊径研究影响光合作用速率的环境因素

1 / 10 另辟蹊径研究影响光合作用速率的环境因素 另辟蹊径研究影响光合作用速率的环境因素 河南洛阳张旻 摘要：教师要了解探究性学习假说 演绎的作用和意义及生物课程标准对能量之源 光与光合作用的具体内容标准的要求，了解完成课标任务研究影响光合作用速率的环境因素的教学策略及其原因，并以具体的教学过程诠释这种教学策略及这种教学策略的意义。在教学过程中，教师要根据问题情境的作用，设置层层深入的问题串，以此来引导学生深刻思维，有效地完成课标任务。 关键词： 探究性学习；假说 演绎；思维探究；实验探究 假说 演绎是现代科学研究方法中常用的一种研究方法。在生物学重大理论的发现中，如孟德尔基因分离定律、自由组合定律的发现， DNA 复制机制的发现，假说 演绎都起到了很重要的作用。可以说，假说2 / 10 演绎的科学方法是生物学科学探究的重要方法，是学生应该具备的基本科学素养。 研究影响光合作用速率的环境因素是生物课程标准的具体内容标准对光合作用有关内容的要求。除此之外，生物课程标准对光合作用还有这样的要求 说明光合作用以及对它的认识过程。说明和研究都是生物课程标准中的知识性目标动词。说明属于理解水平，研究属于应用水平。生物课程标准不仅要求学生理解光合作用的原理、光合作用的探究历程，还要求学生能应用光合作用原理解决实践问题。 人教版提供的这些课程资源，除了探究的具体案例可具体操作具体研究，可以搞清楚光照强弱与光合作用速率的关系外，其他只是为研究影响光合作用速率的环境因素指出了研究的方向和目标。如何研究影响光合作用速率的环境因素，需要教师整合课内课外资源，研究 学生已有的知识经验和认知基础，对各种教学方法用心取舍，采取适当的教学策略，才能有效地完成教学任务。 基于以上分析，我们知道，探究性学习是一种非常有效的学习方式，假说 演绎是逻辑上非常严谨实践中3 / 10 非常有效的科学研究方法。为了进一步加深学生对光合作用原理的理解，有效完成研究影响光合作用速率的环境因素的课标任务，让学生亲历思考和探究的过程，领悟科学的研究方法，培养学生的探究意识和创新精神，采用以下教学策略和教学过程能有效地完成研究影响光合作用速率的环境因素。 一、研究 影响光合作用速率的环境因素的教学策略 教师组织引导学生思维探究影响光合作用速率的环境因素师生合作交流提出环境因素影响光合作用速率的方式的假说，并建立数学模型预期探究实验的结果教师组织学生探究实验确认环境因素影响光合作用速率的方式，确认数学模型。 二、研究影响光合作用速率的环境因素的教学过程 1. 教师组织引导，学生思维探究，以数学模型的形式提出有关假说 4 / 10 （ 1）组织引导学生，思维探究影响光合作用速率的环境因素。 学生在探究影响光合作用速率的环境因素之前，已经学习了光合作用原理。生物课程标准要求学生说明光合作用的过程，即理解光合作用的过程。为了进一步加深学生对光合作用的过程的理解，完成课标研究影响光合作用速率的环境因素的教学任务，教师可以组织引导学生认真观察光合作用的过程，并由此让学生提出影响光合作用速率的环境因素的有关假说。 教学实践告诉我们，高中学生的理性思维有一定的发展，但其理性思维缺乏深刻性连续性和严密的逻辑性，所以教师对学生观察光合作用的过程提出 影响光合作用速率的环境因素的有关假说，必须要有效地组织引导，以促进学生深入地思考，科学地提出假说。 问题是思维的起点。层层深入的问题，不仅能激起学生的探究欲望，还能逐步引导学生深刻地发现问题、思考问题，建构知识，经历探究的历程，体验步步成功的喜悦。所以，逻辑上层层深入的阶梯跨度符合学生认知特点的问题串，是引导学生观察光合作用的过程、提出影响光合5 / 10 作用速率的环境因素的有关假说的关键。教师应该在本部分的教学中，注意问题串的设计，以有效地引导学生深刻思维。 引导学生思维探究 影响光合作用速率的环境因素的问题串，观察光合作用的过程，回答以下问题：（注：以单位时间光合产物计量光合作用速率或强度） 影响光合作用的外界因素有哪些？ 光照强度是怎样影响光反应产物的？又是怎样影响光合作用速率的？ CO2 浓度首先影响了光合作用的哪个反应？又是怎样影响光合作用速率的？ 温度是直接影响光合作用的速率的吗？它是怎样影响光合作用速率的？ 以上问题串，不仅引导学生进一步观察研究了光合作用的过程，加深了学生对光合作用的过程的理解，而且为引导组织学生提出影响光合作用速率的环境因素的有6 / 10 关假说构建相关的数学模型奠定了认知基础。 2. 在思维探究的基础上，引导组织学生构建数学模型，提出影响光合作用速率的环境因素的有关假说 以以下问题串，引导学生深刻思维，提出影响光合作用速率的环境因素的有关假说，建构相关的数学模型。 建构环境因素影响光合作用速率的方式的数学模型假说问题串： （ 1）随着光照强度的增强，光合作用速率能无限增强吗？为什么？你能以光照强度为横坐标，以光合作用速率为纵坐标，画出光照强度影响光合作用速率的坐标图吗？ （ 2）随着外界 CO2 浓度的增加，光合作用速率能无限增强吗？为什么？你能以 CO2 浓度为横坐标，以光合作用速率为纵坐标，画出 CO2 浓度影响光合作用速率的坐标图吗？ （ 3）温度如何影响酶的活性？温度如何影响光合作7 / 10 用速率？你能以温度为横坐标，以光合作用速率为纵坐标，画出温度影响光合作用速率的坐标图吗？ 通 过对以上问题的讨论回答，以及师生之间对答案的交流评价，学生能正确地画出光照强度影响光合作用速率的坐标图 CO2 浓度影响光合作用速率的坐标图温度影响光合作用速率的坐标图，亦即提出影响光合作用速率的环境因素的有关假说，建构了相关数学模型。 二、组织引导学生在假说基础上，预期探究光照强弱对光合作用强度的影响实验的结果 1. 组织引导学生学习探究光照强弱对光合作用强度的影响实验 引导学生深刻学习的重要相关问题串：（ 1）本实验的目的是什么？（ 2） 自变量是什么？本实验是怎样控制自变量的改变的？（ 3）因变量是什么？以什么为观察指标，捕捉因变量的变化？ 2. 以问题串引导组织学生预期实验结果 8 / 10 相关问题串： 依据光照强度影响光合作用速率的数学模型假说，回答下列问题： （ 1）随着光源逐渐靠近植物，光照强度会怎样变化？ （ 2）光源越近，光合作用速率应该怎样变化？ （ 3）随着光源逐渐靠近植物，单位时间浮起的叶片数量应该如何变化？ 在以上问题串的引导下，学生只能预 期出一个唯一的实验结果，即随着光源逐渐靠近植物，单位时间浮起的叶片数量应该越来越多。 3. 组织学生实施探究光照强弱对光合作用强度的影响实验，确认影响光合作用速率的环境因素的有关假说的正确性、科学性 4. 组织学生课外设计实施探究 CO2 浓度对光合作用强度的影响探究温度对光合作用强度的影响实验，9 / 10 确认影响光合作用速率的环境因素的有关假说的正确性、科学性 三、教学反思 生物课程标准对研究影响光合作用速率的环境因素的要求是知识目 标中的应用水平。要达到应用水平的教学，必须引发学生的深刻思维，引导学生自主地建构知识。本部分教学，以层层深入的问题串，组织引导学生思维探究、实验探究；教学逻辑程序上假说 演绎。这样的教学策略，不仅可以使学生通过深刻思维，获得可以解决实践问题的知识，进一步加深对光合作用原理的理解，还能培养学生的创造性思维能力和建构数学模型的能力。学生因此亲历假说 演绎的过程，也