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“光合作用与能量转化”课堂导入的多角度设计与思考

2023-11-14 14 上传者：管理员

摘要：《普通高中生物学课程标准(2017年版2020年修订)》中对“核心素养为宗旨”这一基本理念的阐述是：着眼于学生适应未来社会发展和个人生活的需要，从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任等方面发展学生的学科核心素养，充分发挥生物学课程的学科特点和育人价值[1]。课堂导入在课堂教学中具有引领和启发作用，能够唤醒学生的思维，激发学生的求知欲。如何在课堂导入环节引领学生初步形成生物学核心素养呢?笔者尝试以“光合作用与能量转化”一节为例进行了探讨。

关键词：
“光合作用与能量转化”
多角度设计
思考
生物学核心素养
高中生物
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1、基于生物学核心素养的课堂导入案例

“光合作用与能量转化”是高中生物学必修1模块的一节内容，该节内容体现生物学课程的学科特点较为明显，也蕴含着较高的育人价值。光合作用是一个经典的探究过程，既有丰富的知识内容，又有科学思维、科学方法的渗透和科学精神的体现。学习光合作用，亲历科学家的探究历程，有助于激发学生学习的积极性和主动性，培养学生归纳、推理、分析、建模等科学思维习惯，领悟科学方法，感悟科学精神，是培养生物学核心素养的良好素材。

1.1基于复习旧知的课堂导入，引领学生形成生命观念

基于复习已有知识的课堂导入，是以学生已有知识为基础引入新知学习的，这有利于学生进行新旧知识的衔接，形成知识体系，达到培养学生的生物学核心素养的目的。正如孔子所言“温故而知新，可以为师矣”。基于复习已有知识的课堂导入，可以起到承上启下的作用。

笔者在进行“叶绿体的结构适于进行光合作用”这一知识的学习时，设计了如下问题串进行课堂导入：①细胞的基本结构有哪些?②真核细胞中的细胞器主要有哪些?哪些细胞器与能量转换有关?③叶绿体有哪些功能?为何将叶绿体称为植物细胞的“养料制造车间”和“能量转换站”?在学生思考回答这些问题后，再引导学生思考叶绿体的结构，自然渗透“结构与功能相适应”这一生物学基本观点。

先以问题串的形式引导学生回顾细胞器的种类、叶绿体的功能等相关知识，再引导学生从“结构与功能相适应”的生物学基本观点出发思考“叶绿体的功能需要什么样的结构来完成?”从而引入“叶绿体结构适于进行光合作用”的学习。这种导入方式，有利于促进学生整合新旧知识形成完整体系，并培养了学生的生命观念。

1.2基于实验的课堂导入，促使学生进行科学探究

基于实验的课堂导入，是指运用实验导入新课。通过实验导入，可以在学生和学习内容之间创设理想的学习诱发情境，激发学生的学习兴趣和探究欲望，增强探究意识，明确学习目的，调动学生的已有经验、知识和方法，促使其主动参与到探究中来。

笔者在进行“绿叶中色素的提取和分离”实验时，设计了下面的课堂导入：教师事先准备好蒜苗、蒜黄和素描纸。先取蒜苗的叶片在素描纸上擦拭，素描纸上留下一条绿色痕迹；再取蒜黄的叶片在素描纸上擦拭，素描纸上留下一道黄色痕迹。(此过程在实物投影下完成，效果更佳。)接着问：在纸上，蒜苗叶片留下的绿色和蒜黄叶片留下的黄色里面分别有什么物质?对此，学生争先恐后举手回答。

利用蒜苗和蒜黄做的一个简单的实验，迅速吸引了学生的注意力，使学生初步形成“色素”的概念，并使学生产生了对色素进行探究的兴趣，自然引入“绿叶中色素的提取和分离”的实验。通过实验导入新课，能够有效地训练学生的观察能力和分析能力，引领学生形成科学探究素养。

又如，在即将学习“光合作用的原理”时，笔者想起在2010年上海世博会上，上汽集团通用汽车馆代表中国新能源汽车展出了一款叶子概念车。叶子概念车是一款能够充分利用太阳能、风能以及空气中二氧化碳从而产生电能驱动的新能源汽车。叶子概念车的车顶上的那片大“叶子”是光电转化器，能把太阳能转化为电能；四个车轮带有风车扇叶，能实现风电转换；车身是一款特殊材料，能够进行二氧化碳吸附和转换。该概念车与光合作用密切相关，应该能够很好地激发学生的探究欲望。基于这种判断，笔者采用了下面的课堂导入。

图示为上海世博会上的一款叶子概念车(图1),请思考：①这款光合作用汽车的动力原理是什么?根据你初中学过的知识解释它为什么不用汽油?②叶绿体如何将光能转化为化学能?如何将化学能储存在糖类等有机物中?光合作用释放的氧气，是来自原料中的水还是二氧化碳?

通过问题①,让学生思考解释叶子概念车的动力原理，在回顾了初中光合作用知识的基础上，引导学生说出光合作用的概念和写出化学反应式，顺理成章地引入了光合作用的原理，并且使学生带着疑问和浓厚的兴趣参与到学习中来。通过问题②,自然引入了“探索光合作用原理”的部分实验。此时，学生迫切地想知道“科学家是怎样研究光合作用的?光合作用的原理是怎样的?”这样，极大地激发了学生学习的内驱力，对于培养学生的科学探究能力起到很好的助推作用。同时，也有助于培养学生的物质与能量观。

1.3基于生活实际和生产实践的课堂导入，增强学生的社会责任意识

知识源于生活并将应用于生活，生活中的一些生物学现象是学习的良好素材。基于生活实际和生产实践的课堂导入，是从日常生活和生产实践中的问题入手，勾起学生学习新知识和解决实际问题的欲望，从而达到学以致用的目的。“光合作用原理的应用”中的“影响光合作用强度的因素”,是很重要的一个知识点，但教材中所占篇幅不多，在进行课堂导入时，笔者设计了情景剧《老王的烦恼》(表1),让学生表演。表演完毕，教师让学生思考：“植物生长靠光合作用，老王的大棚番茄为什么长势不好?影响光合作用的因素有哪些?”

该情景剧从生产实际中“大棚番茄长势不好”入手，利用诙谐的语言，引导学生思考有哪些因素会影响番茄的光合作用，进而引出新知识的学习。在本环节中，通过情景剧创设问题，引起学生的求知欲，使学生渴望通过所学知识来解决实际问题，在解决问题过程中增强了学生的社会责任意识。

1.4基于科学史实的课堂导入，培养学生的科学思维

基于科学史实的课堂导入，可以追溯科学家的足迹，重温他们的研究历程，立足于科学家当时的科技条件，去思考和解决问题，从而达到培养学生科学思维的目的。

进行“光合作用的原理”的教学时，可以用“光合作用的发现历程”作为课堂导入。为学生提供按照时间先后顺序排列的“光合作用的发现历程”科学史实，让学生自主梳理完成下面的表格(表中划线部分留出空白，让学生自己填写)(表2)。

这样，通过科学家的实验来了解光合作用的探究历程，培养科学思维，形成完整的知识体系。其中，萨克斯的半叶法实验、鲁宾和卡门的同位素标记实验是培养学生科学思维的良好素材。通过阅读科学史实，训练学生的信息获取能力和信息处理能力。利用科学家发现历程，逐步探究出光合作用的反应物(原料)、反应条件和产物，进而得出光合作用的反应式，引出“光合作用的原理”。通过让学生自主总结，来感悟科学家的实验设计思路，总结得出光合作用的反应式，可以有效训练和提升学生的科学思维素养。

2、建议

在设计教学环节时，教师应充分思考每个环节的设计意图，为教学目标服务，做到有的放矢[2]。我们常说“良好的开端是成功的一半”,在设计课堂导入时要注意：第一，课堂导入应为教学目标服务，引领学生形成生物学核心素养，成为学生达成学习目标的不可缺少的组成部分。第二，设置导入情境时，应从学生的生活实际和认知水平出发，以旧引新、温故知新，做好新旧知识衔接，从而使课堂导入成为新课学习的引领部分。第三，在选择课堂导入情境材料时，尽量选择学生感兴趣的生活实践素材设计出启发性较强的课堂导入语，使学生产生学习新知识的兴趣。第四，课堂导入不是课堂教学的主体，要在最短的时间内完成课堂导入，就要做到既言简意赅，又启迪思维、激发兴趣。

文章来源:孟凡义,徐苓年.“光合作用与能量转化”课堂导入的多角度设计与思考[J].生物学教学,2023,48(11):18-20.