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一、構(gòu)建基本模型圖
圖Ⅰ
圖Ⅰ表示的是光照強(qiáng)度與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系(此時(shí)變量為光照強(qiáng)度,其他如CO2、溫度等無(wú)關(guān)變量保持不變),可看作是一個(gè)最基本的圖形。當(dāng)光照強(qiáng)度為0時(shí),光合作用強(qiáng)度為0 ;在一定范圍內(nèi),隨著光照強(qiáng)度增強(qiáng),光合作用強(qiáng)度不斷增強(qiáng);達(dá)到A點(diǎn)后,光合作用強(qiáng)度不再變化,A點(diǎn)稱為光飽和點(diǎn)。此圖沒(méi)有考慮呼吸作用,光合作用強(qiáng)度表示的是真光合作用強(qiáng)度。
1.變形一
圖Ⅱ
如果縱坐標(biāo)用CO2的吸收量表示,那么圖形是怎樣的呢?稍作分析就會(huì)發(fā)現(xiàn),此時(shí)曲線表示植物凈光合作用強(qiáng)度,是真光合作用吸收的CO2量減去呼吸作用釋放的CO2量的差值,這個(gè)數(shù)值是可以用一定的裝置測(cè)得的。那么,曲線的畫(huà)法由圖Ⅰ中曲線向下平移一定數(shù)值即可,移動(dòng)的數(shù)值就是呼吸作用釋放CO2的量,如圖Ⅱ所示。圖Ⅱ表示的內(nèi)容可以幫助我們理解呼吸作用、真光合作用、凈光合作用三者之間的關(guān)系,它們的關(guān)系用表達(dá)式可表示為“凈光合作用吸收CO2量+呼吸作用釋放CO2量=真光合作用吸收CO2量”。根據(jù)圖Ⅱ,曲線中重要的A、B、C三點(diǎn)的含義也能理解清楚,即A點(diǎn)沒(méi)有光照植物,只進(jìn)行呼吸作用;B點(diǎn)光照強(qiáng)度時(shí),光合作用速率=呼吸速率,可稱為光補(bǔ)償點(diǎn);C點(diǎn)隨著光照強(qiáng)度增加,光合作用速率不再增加,可稱為光飽和點(diǎn)。
2.變形二
如果縱坐標(biāo)表示O2的釋放量,根據(jù)光合作用的反應(yīng)式,可知CO2的吸收量=O2的釋放量,因此圖形與圖Ⅱ一致,如圖Ⅲ所示。如果縱坐標(biāo)表示CO2的釋放量,則圖形與圖Ⅱ的橫坐標(biāo)對(duì)稱,如圖Ⅳ所示;如果縱坐標(biāo)表示O2的吸收量,則圖形與CO2的釋放是一致的,如圖Ⅴ所示。
圖Ⅲ圖Ⅳ
圖Ⅴ
3.變形三
如果橫坐標(biāo)表示一天的時(shí)間,那么,24小時(shí)的CO2吸收量曲線該如何表示?根據(jù)一天的光照分析可知:夜晚沒(méi)有光照,只進(jìn)行呼吸作用;早晨光照強(qiáng)度逐漸增加,光合作用強(qiáng)度隨之增加,吸收的CO2量也逐漸增多,達(dá)到光飽和點(diǎn)后隨光照強(qiáng)度增加不變;下午光照減弱,光合作用隨之減弱,吸收的CO2也逐漸減少。根據(jù)分析,可將圖Ⅱ修改如圖Ⅵ所示。
圖Ⅵ
如果考慮夜間溫度變化影響呼吸作用以及夏季中午“午休”現(xiàn)象,則曲線就由圖Ⅵ修改為圖Ⅶ。
圖Ⅶ
4.變形四
如果在圖Ⅰ中表示出不同溫度、CO2濃度的變化,則可相應(yīng)畫(huà)成圖Ⅷ、圖Ⅸ。如果圖Ⅷ、圖Ⅸ縱坐標(biāo)改為CO2吸收量,則可參照?qǐng)DⅡ。
圖Ⅷ圖Ⅸ
5.變形五
如果在圖Ⅰ中要表示不同光質(zhì)(光譜成分)的光照強(qiáng)度的變化呢?根據(jù)色素的吸收光譜可知,色素對(duì)不同光質(zhì)的吸收情況是不同的。葉綠素a和葉綠素b主要吸收紅光與藍(lán)紫光,對(duì)其他光吸收相對(duì)較少,尤其是對(duì)綠光吸收最少。胡蘿卜素和葉黃素主要吸收藍(lán)紫光,對(duì)其他光吸收相對(duì)較少。由光合作用的過(guò)程可知,光照主要影響光合作用的光反應(yīng)。因此,不同光質(zhì)雖光照強(qiáng)度相同,但植物的色素吸收轉(zhuǎn)化不同,對(duì)光反應(yīng)的影響也不同,如圖Ⅹ所示。
圖Ⅹ
6.變形六
如果在圖Ⅱ中同時(shí)畫(huà)出陰生、陽(yáng)生植物,則相應(yīng)的將曲線進(jìn)行一定范圍的移動(dòng)。陽(yáng)生植物的光飽和點(diǎn)較陰生植物高,但當(dāng)光照強(qiáng)度較低時(shí),陰生植物的光合作用強(qiáng)度卻大于陽(yáng)生植物,如圖Ⅺ所示。
圖Ⅸ
二、基本圖形
空氣中CO2的含量是影響光合作用的重要因素。CO2的含量與光合作用強(qiáng)度的關(guān)系可用圖Ⅻ表示,當(dāng)CO2的含量過(guò)低時(shí),不能進(jìn)行光合作用;在一定范圍內(nèi),光合作用強(qiáng)度隨CO2含量的增加而增加;當(dāng)CO2的含量超過(guò)一定值后,光合作用強(qiáng)度不變,A為CO2飽和點(diǎn)。
圖Ⅻ圖ⅩⅢ
如果縱坐標(biāo)用CO2的吸收量表示,那么,曲線怎樣表示?參照上述變形一的分析,此圖的畫(huà)法與圖Ⅱ類似,如圖ⅩⅢ所示。小于C,只進(jìn)行呼吸作用;B為CO2補(bǔ)償點(diǎn);A仍為CO2飽和點(diǎn),即真光合作用吸收CO2量=凈光合作用吸收CO2量+呼吸作用釋放CO2量。
關(guān)鍵詞:生物教材;光合作用;初高中教學(xué);銜接
中學(xué)生物教材有完整的編排體系,根據(jù)學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)和理性認(rèn)識(shí)水平,高中教材在初中基礎(chǔ)上,結(jié)合其他學(xué)科知識(shí),進(jìn)行了拓展和延伸。目前關(guān)于初高中生物學(xué)教學(xué)銜接問(wèn)題研究比較多,但這些研究過(guò)于宏觀且理論性較強(qiáng),基于課程內(nèi)容的理論和實(shí)踐研究很少。本文針對(duì)初高中生物教材中的“光合作用”部分知識(shí)內(nèi)容和教學(xué)方法進(jìn)行比較研究,并提出一些教學(xué)建議,以提高課堂效率和質(zhì)量,培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)。
一、初高中“光合作用”教學(xué)內(nèi)容及目標(biāo)的比較
通過(guò)對(duì)初高中“光合作用”的教學(xué)目標(biāo)進(jìn)行比較,不難發(fā)現(xiàn)初高中教學(xué)有著不可分割的緊密聯(lián)系,但是也有著明顯不同的側(cè)重點(diǎn)。
1.初中和高中生物內(nèi)容具有遞進(jìn)關(guān)系
從知識(shí)目標(biāo)來(lái)看,初中介紹部分科學(xué)發(fā)展史,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與精神;高中則較為詳細(xì)地介紹其發(fā)現(xiàn)過(guò)程,使學(xué)生了解生物學(xué)史實(shí),培養(yǎng)學(xué)生尊重科學(xué)、勇于探究的精神,通過(guò)強(qiáng)調(diào)光能捕獲與葉綠體結(jié)構(gòu)特點(diǎn),使學(xué)生領(lǐng)會(huì)“生物體結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”的生物學(xué)基本觀點(diǎn)。初中只是介紹知識(shí)點(diǎn),而高中則重在強(qiáng)調(diào)知識(shí)的獲取過(guò)程,培養(yǎng)的是學(xué)生的綜合能力和實(shí)驗(yàn)操作能力。
從能力目標(biāo)來(lái)看,高中在初中的基礎(chǔ)上,更注重對(duì)學(xué)生動(dòng)手能力、科學(xué)探究能力、分析思維能力和跨學(xué)科解決問(wèn)題能力的培養(yǎng),這些都是建立在初中生已有的實(shí)踐基礎(chǔ)和理論基礎(chǔ)之上的,基于學(xué)生已有的感性認(rèn)識(shí),引導(dǎo)他們升華到理性認(rèn)識(shí)。
從情感態(tài)度價(jià)值觀目標(biāo)來(lái)看,初中重點(diǎn)是熱愛(ài)自然,激發(fā)學(xué)生對(duì)生物的學(xué)習(xí)興趣;而高中在此基礎(chǔ)上,不僅要求學(xué)生理解光合作用對(duì)現(xiàn)存生物的重要性,還要理解其在生物進(jìn)化方面的重要意義。高中生物教材會(huì)介紹通過(guò)光合作用維持氧氣與二氧化碳之間的平衡,引導(dǎo)學(xué)生形成環(huán)保意識(shí),防止溫室效應(yīng);通過(guò)對(duì)影響光合作用因素的分析,提高農(nóng)作物產(chǎn)量、改進(jìn)耕作方法、減少環(huán)境污染,增強(qiáng)對(duì)學(xué)生的STS教育。
2.比較初高中生物教材關(guān)于“光合作用”知識(shí)的內(nèi)容
第一,初中“光合作用的定義及表達(dá)式”與高中“光合作用的過(guò)程”。第二,初中葉綠體既是生產(chǎn)有機(jī)物的“車間”,也是將光能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能的“能量轉(zhuǎn)換器”與高中“捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)”。第三,初中“驗(yàn)證并形成光合作用的表達(dá)式的相關(guān)實(shí)驗(yàn)及海爾蒙特和普利斯特里的實(shí)驗(yàn)”與高中“光合作用科學(xué)史包含6個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)(普利斯特里、英格豪斯、梅耶、薩克斯、魯賓和卡門、卡爾文)”。第四,初中“光合作用原理在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用”與高中“光合作用原理的應(yīng)用”。第五,高中生物教材還增加了“化能合成作用”。
二、教學(xué)方法的銜接
針對(duì)初中知識(shí)主要側(cè)重于光合作用的原料及產(chǎn)物,從而總結(jié)出光合作用的總反應(yīng)式;高中主要學(xué)習(xí)的是光合作用的光反應(yīng)、暗反應(yīng)的過(guò)程,學(xué)生要能寫(xiě)出反應(yīng)式,為大學(xué)的進(jìn)一步學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。高中教師要熟悉學(xué)科,通過(guò)色素的吸收光譜分析,引導(dǎo)學(xué)生將物理學(xué)知識(shí)應(yīng)用到生物學(xué)上;通^各步反應(yīng)式的準(zhǔn)確書(shū)寫(xiě),加強(qiáng)生物與化學(xué)之間的聯(lián)系;通過(guò)光合作用影響因素的綜合分析,引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)問(wèn)題要注意局部與整體的聯(lián)系,培養(yǎng)學(xué)生的辯證思維能力。高中生物教師可以從以下幾個(gè)方面準(zhǔn)備,為順利解決初高中生物教學(xué)銜接奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
首先,研究教法,推進(jìn)學(xué)生學(xué)法的轉(zhuǎn)變。初高中學(xué)生在學(xué)習(xí)上存在一定的差異,因此在教學(xué)過(guò)程中,生物教師要做到因材施教和因性別施教。初中階段重點(diǎn)可以放在主動(dòng)實(shí)踐能力的培養(yǎng)上,如綠葉在光下制造有機(jī)物及光合作用能產(chǎn)生氧氣兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以讓學(xué)生自己操作完成;高中階段重點(diǎn)放在學(xué)生在實(shí)踐探究的基礎(chǔ)上,進(jìn)行抽象概括能力的培養(yǎng),如光合作用的過(guò)程要弄清楚什么是光反應(yīng)、暗反應(yīng),以及兩者之間的聯(lián)系和區(qū)別。
其次,合理調(diào)整教學(xué)內(nèi)容,突出重點(diǎn),突破難點(diǎn)。教師要吃透初高中教材,理解教材之間的聯(lián)系,教學(xué)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)循序漸進(jìn)。對(duì)“光合作用”部分知識(shí),高中教師應(yīng)該把葉綠體的結(jié)構(gòu)及色素的提取和分離、光合作用的過(guò)程及光合作用在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用作為教學(xué)重點(diǎn),將初中知識(shí)巧妙地融入教學(xué)中,增強(qiáng)學(xué)生對(duì)新知識(shí)的理解能力。
關(guān)鍵詞: 初中生物 “光合作用和呼吸作用原理的應(yīng)用” 教學(xué)設(shè)計(jì)
“光合作用和呼吸作用原理的應(yīng)用”這一節(jié)內(nèi)容是蘇教版生物七年級(jí)第七章核心內(nèi)容的升華。城市學(xué)生絕大多數(shù)遠(yuǎn)離農(nóng)業(yè)生產(chǎn),對(duì)于這一節(jié)內(nèi)容較難理解。為提高教學(xué)的有效性,針對(duì)七年級(jí)的學(xué)生思維比較活躍,有強(qiáng)烈的問(wèn)題意識(shí)和探究欲望的特點(diǎn),我對(duì)這節(jié)內(nèi)容做了以下教學(xué)設(shè)計(jì)。
1.教學(xué)目標(biāo)
(1)知識(shí)目標(biāo)。舉例說(shuō)出二氧化碳能夠使農(nóng)作物增產(chǎn);舉例說(shuō)出溫度和氧氣影響農(nóng)作物和果蔬保鮮;舉例說(shuō)出光合作用和呼吸作用原理在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。
(2)能力目標(biāo)。能理論聯(lián)系生活實(shí)際,利用“光合作用和呼吸作用的原理”解決生活中的一些實(shí)際問(wèn)題;培養(yǎng)合作表達(dá)交流的能力。
(3)情感目標(biāo)。認(rèn)同農(nóng)民的辛勤勞動(dòng),培養(yǎng)珍惜糧食的情感;認(rèn)同生物學(xué)知識(shí)在生產(chǎn)實(shí)踐中的重要性。
2.教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)
(1)重點(diǎn)。舉例說(shuō)出二氧化碳能夠使農(nóng)作物增產(chǎn);舉例說(shuō)出溫度和氧氣影響農(nóng)作物和果蔬保鮮;舉例說(shuō)出光合作用和呼吸作用原理在生產(chǎn)實(shí)踐中的應(yīng)用。
(2)難點(diǎn)。能理論聯(lián)系生活實(shí)際,利用“光合作用和呼吸作用的原理”解決生活中的一些實(shí)際問(wèn)題。
3.課前準(zhǔn)備
教師尋找有關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的圖片、利用光合作用呼吸作用介紹農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的圖片、溫室等現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的圖片,并整合制作成課件。
4.教學(xué)過(guò)程
活動(dòng)一:課件上展示農(nóng)民耕作的場(chǎng)景,請(qǐng)學(xué)生描述。誦讀古詩(shī)《憫農(nóng)》:“鋤禾日當(dāng)午,汗滴禾下土。誰(shuí)知盤中餐,粒粒皆辛苦?!?/p>
設(shè)計(jì)意圖如下:
(1)大城市里的孩子對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)缺乏感性認(rèn)識(shí)。耕作場(chǎng)景的展示給了學(xué)生直觀上的體驗(yàn),古詩(shī)《憫農(nóng)》進(jìn)一步讓學(xué)生體會(huì)到農(nóng)民生產(chǎn)活動(dòng)的艱辛。
(2)在情感上引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)相關(guān)知識(shí)的學(xué)習(xí),認(rèn)識(shí)農(nóng)民生產(chǎn)活動(dòng)的艱辛,為本節(jié)內(nèi)容的學(xué)習(xí)做好感情鋪墊。
活動(dòng)二:引入農(nóng)民阿土伯。阿土伯想了解一下植物的光合作用和呼吸作用的原理,以便更好地進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。請(qǐng)同學(xué)們給他講解什么是光合作用和呼吸作用。(在學(xué)生講解過(guò)程中板書(shū)光合作用和呼吸作用的原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所、條件等。)
設(shè)計(jì)意圖如下:
(1)由情感導(dǎo)入后,引出貫穿整節(jié)課的線索人物農(nóng)民阿土伯,由于有前期的情感鋪墊,學(xué)生樂(lè)于幫助他,提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。
(2)農(nóng)民阿土伯作為整節(jié)課的線索人物,有助于學(xué)生對(duì)于本塊知識(shí)體系的構(gòu)建。
(3)本節(jié)內(nèi)容是“光合作用和呼吸作用原理的應(yīng)用”,首先幫助學(xué)生對(duì)這兩個(gè)作用的知識(shí)進(jìn)行梳理,有利于提高原理應(yīng)用教學(xué)的效率。
活動(dòng)三:阿土伯已經(jīng)知道了光合作用和呼吸作用的原理了,他提出了一個(gè)問(wèn)題:“光合作用能制造有機(jī)物,為使農(nóng)作物獲得豐收,在生產(chǎn)中該如何提高光合作用的效率呢?”請(qǐng)同學(xué)們分小組討論,并給阿土伯提供相應(yīng)的措施。(在學(xué)生交流小組討論結(jié)果時(shí),展出相關(guān)圖片,用板書(shū)歸納。)
活動(dòng)四:阿土伯迎來(lái)了他學(xué)習(xí)生物知識(shí)后的第一個(gè)收獲季節(jié),取得了大豐收,但又遇到了新的問(wèn)題:“為什么我種的甜瓜沒(méi)有新疆的甜瓜甜呢?”“為什么貯藏的一些農(nóng)作物沒(méi)有剛收獲時(shí)飽滿了呢?”引出呼吸作用原理對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響,從而引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行小組歸納總結(jié)“如何調(diào)控呼吸作用”。(在學(xué)生交流小組討論結(jié)果時(shí),展出相關(guān)圖片,板書(shū)歸納。)
活動(dòng)三、活動(dòng)四設(shè)計(jì)意圖如下:
(1)由上一環(huán)節(jié)的相關(guān)知識(shí)梳理做鋪墊,再讓學(xué)生小組討論,由學(xué)生自己歸納出如何提高光合作用的效率,如何調(diào)控呼吸作用的問(wèn)題,體現(xiàn)學(xué)生在教學(xué)過(guò)程中的主體地位。
(2)在學(xué)生交流小組討論結(jié)果時(shí),展示光合作用和呼吸作用原理應(yīng)用的相關(guān)圖片,有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的深刻認(rèn)識(shí)和對(duì)應(yīng)用的進(jìn)一步理解。
(3)在黑板上進(jìn)行板書(shū)歸納,有利于學(xué)生構(gòu)建“光合作用和呼吸作用原理應(yīng)用”的相關(guān)知識(shí)體系。
活動(dòng)五:阿土伯發(fā)現(xiàn)市場(chǎng)上有很多反季節(jié)蔬菜水果出售,利潤(rùn)很高。他也想種植反季節(jié)蔬菜,大家能否幫助他?問(wèn)題依次展示:“不同季節(jié)蔬菜不同的原因是什么?”“不同季節(jié)蔬菜不同的原因是什么?”“利用溫室種植作物有哪些注意事項(xiàng)?”展示溫室種植的圖片與先進(jìn)的溫室中二氧化碳濃度調(diào)控系統(tǒng)。
活動(dòng)五設(shè)計(jì)意圖如下:
(1)由阿土伯提出要種反季節(jié)蔬菜這個(gè)要求開(kāi)始,經(jīng)過(guò)一系列由淺入深的問(wèn)題設(shè)計(jì),讓學(xué)生自己找到答案。
(2)只有將先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)引入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,才能提高生產(chǎn)效益??梢宰寣W(xué)生深刻感受到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的高科技,明確科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。
活動(dòng)六:阿土伯感謝大家的幫忙,他學(xué)到了這么多知識(shí),他將應(yīng)用這些知識(shí)大干一場(chǎng)。請(qǐng)發(fā)揮你的想象,和小組一起畫(huà)出阿土伯現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)場(chǎng)景,并在實(shí)物投影上展示你們的成果。
設(shè)計(jì)意圖如下:
本環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)實(shí)際上是課堂小結(jié)這一環(huán)節(jié)。由學(xué)生用圖畫(huà)描繪出阿土伯農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新場(chǎng)面,過(guò)程中運(yùn)用到了本節(jié)課“光合作用與呼吸作用原理的應(yīng)用”的相關(guān)知識(shí),形式新穎,學(xué)生感興趣。在交流中由學(xué)生講解,提高了本節(jié)知識(shí)的運(yùn)用能力。
5.教學(xué)體會(huì)
(1)教書(shū)育人,情感先行。新課程中的教學(xué)目標(biāo)包括知識(shí)與能力、過(guò)程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀。只注重知識(shí)的傳遞,不注重能力的培養(yǎng),培養(yǎng)出來(lái)的是“書(shū)呆子”;只注重能力的培養(yǎng),不注重情感態(tài)度價(jià)值觀的引導(dǎo),培養(yǎng)出來(lái)的只是“才”而不是“人”。本節(jié)內(nèi)容以情感教育導(dǎo)入課堂,體現(xiàn)了新課程的觀點(diǎn),能很好地引起學(xué)生的共鳴,為學(xué)生更好地融入課堂學(xué)習(xí)做好鋪墊。
(2)緊扣線索,雜而不亂。教師的教學(xué)需要幫助學(xué)生構(gòu)建知識(shí)體系。本節(jié)內(nèi)容較為繁瑣,但是通過(guò)農(nóng)民阿土伯作為整節(jié)課的線索人物的串聯(lián),設(shè)計(jì)新穎巧妙,使得整節(jié)課條理非常清楚。加上學(xué)生交流過(guò)程中的板書(shū),有效地幫助學(xué)生構(gòu)建了本節(jié)的知識(shí)體系。
關(guān)鍵詞: 初中生物課堂教學(xué) 生命科學(xué)史 科學(xué)探究能力 科學(xué)興趣
初中生物課程教學(xué)不僅是教會(huì)學(xué)生基本的生物學(xué)知識(shí),更重要的是激發(fā)學(xué)生對(duì)生命科學(xué)的興趣,培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)探究能力。初中生物課程標(biāo)準(zhǔn)將“初步具有生物學(xué)實(shí)驗(yàn)操作的基本技能、一定的科學(xué)探究和實(shí)踐能力、養(yǎng)成科學(xué)的思維習(xí)慣”列為課程目標(biāo)之一。相比于機(jī)械的知識(shí)灌輸,充分利用科學(xué)史素材開(kāi)展生命科學(xué)史教育,是達(dá)到上述目標(biāo)的有效手段。因此,在初中生物教材的不少章節(jié)中,都有生命科學(xué)史素材的滲透。筆者結(jié)合自身教學(xué)實(shí)踐,對(duì)初中生物課程中,結(jié)合生命科學(xué)史進(jìn)行課堂教學(xué)的典型范例進(jìn)行了總結(jié),并對(duì)如何在初中生物課程中滲透生命科學(xué)史教學(xué)進(jìn)行探討。
蘇科版初中生物教材七年級(jí)上冊(cè)第四章第一節(jié)《植物的光合作用》是開(kāi)展生命科學(xué)史教育的典型例子。教材在安排這一節(jié)內(nèi)容時(shí),并沒(méi)有直接給出光合作用的概念和反應(yīng)式,而是通過(guò)回顧科學(xué)家們認(rèn)識(shí)光合作用的幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn),按照科學(xué)史的發(fā)展順序,呈現(xiàn)出人類認(rèn)識(shí)光合作用原理的光輝歷程。教師在設(shè)計(jì)本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程時(shí),應(yīng)當(dāng)充分運(yùn)用多媒體資源,直觀再現(xiàn)當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)情景,在回顧這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中,逐漸總結(jié)出人們對(duì)光合作用的基本認(rèn)識(shí)。這樣,不但有利于學(xué)生掌握光合作用的基本原理,而且使學(xué)生體驗(yàn)了科學(xué)家對(duì)光合作用的探究歷程。
筆者對(duì)《植物的光合作用》一節(jié)相關(guān)內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下:首先通過(guò)提問(wèn)“綠色植物在生長(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中不需要吃飯,那么是如何獲得營(yíng)養(yǎng)的呢”引出光合作用這一主題。綠色植物通過(guò)光合作用獲得營(yíng)養(yǎng),那么,這些營(yíng)養(yǎng)究竟來(lái)源于何處呢?引出海爾蒙特的柳樹(shù)生長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)。在海爾蒙特的柳樹(shù)實(shí)驗(yàn)中,柳樹(shù)重量增加了74kg,但土壤只減少了60g,表明柳樹(shù)生長(zhǎng)過(guò)程中獲得的營(yíng)養(yǎng)絕大部分并非來(lái)自土壤。由于在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中唯一澆灌的是水,因此海爾蒙特實(shí)驗(yàn)表明,水是光合作用的重要原料。教師隨后指出,由于當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展的局限性,海爾蒙特實(shí)驗(yàn)并沒(méi)有關(guān)注空氣中的成分在光合作用過(guò)程中的作用,由此引出普利斯特里的實(shí)驗(yàn)。普利斯特里的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在罩著小鼠的密封鐘罩內(nèi)放置一盆綠色植物,可以延緩小鼠的死亡時(shí)間,表明綠色植物可以更新由于動(dòng)物呼吸而變得污濁的空氣。但是,科學(xué)的發(fā)展通常不會(huì)一帆風(fēng)順,普利斯特里的實(shí)驗(yàn)并非每次都能成功,直到幾年后英格豪斯做了數(shù)百次實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)綠色植物只有在光照下才能更新空氣,這才消除了人們心中的疑惑,同時(shí)使我們認(rèn)識(shí)到光合作用的發(fā)生條件――需要光照。隨著化學(xué)的發(fā)展,數(shù)年后,科學(xué)家們認(rèn)識(shí)到,綠色植物在光照下能夠更新空氣,是因?yàn)樗鼈兡軌蛭斩趸疾⑨尫叛鯕狻kS著對(duì)光合作用認(rèn)識(shí)的不斷深入,我們不禁要問(wèn):“除了更新空氣外,光合作用究竟產(chǎn)生了什么,為什么植物不需要吃飯就可以生長(zhǎng)發(fā)育?”回答這個(gè)問(wèn)題,需要引出薩克斯的實(shí)驗(yàn)。薩克斯檢測(cè)了葉片的曝光處和遮光處經(jīng)過(guò)碘液處理后的顏色變化,發(fā)現(xiàn)曝光處葉片遇碘變藍(lán)而遮光處不變色,表明綠色植物在光照下產(chǎn)生了淀粉,而淀粉可以為綠色植物的生長(zhǎng)發(fā)育提供營(yíng)養(yǎng)。薩克斯的實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步深化了人們對(duì)光合作用的認(rèn)識(shí),但是,我們還關(guān)心一個(gè)問(wèn)題:光合作用發(fā)生在細(xì)胞內(nèi)的什么場(chǎng)所?這將引出恩吉爾曼的水綿細(xì)胞葉綠體實(shí)驗(yàn)。這是一個(gè)設(shè)計(jì)得十分巧妙的實(shí)驗(yàn),首先,該實(shí)驗(yàn)選擇了極好的實(shí)驗(yàn)材料,由于水綿細(xì)胞內(nèi)只有一個(gè)帶狀的巨大葉綠體,這將非常有利于實(shí)驗(yàn)觀察;其次,該實(shí)驗(yàn)通過(guò)觀察好氧細(xì)菌的分布得知植物細(xì)胞內(nèi)氧氣的釋放情況,將原本看不見(jiàn)摸不著的東西變得清晰可視。因此,通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn),我們清楚地認(rèn)識(shí)到,植物細(xì)胞內(nèi)的葉綠體才是真正發(fā)生光合作用的場(chǎng)所。筆者認(rèn)為,在光合作用的教學(xué)過(guò)程中,通過(guò)回顧上述科學(xué)發(fā)展史,逐漸揭示出人們對(duì)光合作用過(guò)程的認(rèn)識(shí),并最終總結(jié)出光合作用的反應(yīng)原理、反應(yīng)條件和發(fā)生場(chǎng)所,不但有利于學(xué)生更好地掌握相關(guān)知識(shí),而且能使學(xué)生體驗(yàn)人們認(rèn)識(shí)自然規(guī)律的過(guò)程,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣,并且對(duì)發(fā)展學(xué)生的生物學(xué)思維方法大有好處。
除了光合作用的發(fā)現(xiàn)歷史外,人們對(duì)遺傳規(guī)律的認(rèn)識(shí)過(guò)程也是初中生物課程中開(kāi)展生命科學(xué)史教學(xué)的經(jīng)典范例。遺傳現(xiàn)象在生物界普遍存在,學(xué)生對(duì)此并不陌生,但是,遺傳的基本規(guī)律卻是一個(gè)比較抽象的理論,初中階段的學(xué)生掌握起來(lái)可能有一定的難度。因此,教材在述及這部分內(nèi)容時(shí),對(duì)著名的孟德?tīng)柾愣闺s交實(shí)驗(yàn)的一般過(guò)程和若干細(xì)節(jié)做了簡(jiǎn)要介紹,以便有助于學(xué)生對(duì)遺傳規(guī)律的理解。筆者認(rèn)為,本節(jié)課的教學(xué),應(yīng)該充分運(yùn)用科學(xué)史材料,通過(guò)多媒體課件,直觀還原孟德?tīng)柈?dāng)時(shí)的探究情境,引導(dǎo)學(xué)生跟隨孟德?tīng)柕膶?shí)驗(yàn)思路,通過(guò)觀察和思考,最終得出相應(yīng)結(jié)論,從而在思想上深刻理解并高度認(rèn)同遺傳學(xué)的基本規(guī)律。
[關(guān)鍵詞] 高產(chǎn)玉米 栽培技術(shù) 原理分析
[中圖分類號(hào)] S513 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1003-1650 (2014)01-0177-02
一、玉米的發(fā)展現(xiàn)狀
人口飛速增長(zhǎng),引發(fā)著食物需求的增長(zhǎng),對(duì)排名第二糧食產(chǎn)物玉米的需求量也是與日俱增。但是糧食的產(chǎn)量不是單純的靠栽種面積的多少而決定的,栽培技術(shù)才是決定農(nóng)作物產(chǎn)量的重要因素,是實(shí)現(xiàn)糧食產(chǎn)量提高的重要的途徑。近年來(lái),對(duì)玉米的研究取得了很多的成果,玉米的抗倒伏性、抗病蟲(chóng)害等性能都得到了顯著的提高。研究也證明,玉米產(chǎn)量的提高關(guān)鍵在于構(gòu)成因素的協(xié)調(diào)發(fā)展,但就繼續(xù)進(jìn)行對(duì)玉米栽培技術(shù)研究還是很有必要的。
二、高產(chǎn)玉米栽培原理
首先我們得了解玉米產(chǎn)量等于它的穗數(shù)乘以穗粒數(shù)再乘以粒重,因此在玉米的栽培過(guò)程中要保證以上的三個(gè)因素。
1. 玉米同化產(chǎn)物的分配與消耗
玉米產(chǎn)量的產(chǎn)生是與光合作用息息相關(guān)的,沒(méi)光、沒(méi)水、沒(méi)土壤,是繁殖不出任何植物的。光合源制造出了光合產(chǎn)物,所以玉米的產(chǎn)量理所當(dāng)然與光合產(chǎn)物的消耗分配息息相關(guān)。所以一方面我們要辦法提高光合產(chǎn)物的產(chǎn)量,另一方面要考慮光合產(chǎn)物的消耗問(wèn)題,并促進(jìn)光合產(chǎn)物向著粒子庫(kù)的方向前行,這樣才能更加快捷的提高玉米的產(chǎn)量。
2. 玉米的同化源
玉米植株的構(gòu)成產(chǎn)物,有百分之九十五是光合作用的產(chǎn)物,所以說(shuō)光合作用產(chǎn)物的多少,決定了玉米產(chǎn)量的高低。子粒的產(chǎn)生是由于光合產(chǎn)物的產(chǎn)生而形成的,也就是說(shuō)光合產(chǎn)物與子粒有著直接的關(guān)系。而“源”是指一個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng),是讓光合產(chǎn)物從葉片轉(zhuǎn)到粒子庫(kù)的轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)。這樣看來(lái),源的作用是很重要的,它能給庫(kù)提供物質(zhì)保證,在其建成與充實(shí)問(wèn)題方面。
葉片是玉米同化系統(tǒng)的主體,而葉片是接受光合作用的主體,所以在葉子面積同等大小的情況下,品種、種植密度、葉齡等都成為了影響玉米產(chǎn)量的因素。
3. 玉米的子粒庫(kù)
物質(zhì)在穗粒中的分配量,存儲(chǔ)量都是由子粒庫(kù)的性能決定的。粒數(shù)主要受環(huán)境的影響,子粒重的高低又取決于子粒庫(kù)的大小。灌漿速率越高,持續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng),子粒數(shù)也就更多。
三、高產(chǎn)玉米栽培技術(shù)中存在的問(wèn)題
1. 除草劑的不恰當(dāng)運(yùn)用
農(nóng)作物周圍會(huì)長(zhǎng)雜草,這是人盡皆知的事情,所以除草劑的發(fā)明當(dāng)真是解救了大多農(nóng)民,減輕了他們的負(fù)擔(dān)。但如今的市場(chǎng),除草劑的品目眾多,其中也有許多劣質(zhì)產(chǎn)品,對(duì)于混亂的市場(chǎng),濫用除草劑便會(huì)帶來(lái)許多意想不到的反作用,有的甚至?xí)霈F(xiàn)玉米苗死了,草卻長(zhǎng)的更加旺盛了。造成諸如此類的現(xiàn)象的原因主要有以下幾點(diǎn):1.農(nóng)戶沒(méi)有看除草劑的適用說(shuō)明,除草劑的分類也是很廣的,有的是苗前用的,有的則是苗后用的。農(nóng)戶把苗前的用到了苗后,不可避免的產(chǎn)生了苗死草長(zhǎng)的情況。2.使用時(shí)未適用合適的濃度,農(nóng)戶使用時(shí)隨意配置,造成濃度高了,損傷玉米苗,濃度低了又不能達(dá)到理想的除草效果。3.除草劑因?yàn)槭墙?jīng)常以噴霧的形式去使用的,所以會(huì)存在噴霧不當(dāng)?shù)膯?wèn)題,如在大風(fēng)天氣噴霧之類,鐵定是要影響效果的。所以農(nóng)戶應(yīng)該在晴天,無(wú)風(fēng)或者微風(fēng)的情況下使用配置合適的噴霧。
2. 品種良莠不齊
市場(chǎng)上的品種越來(lái)越多,好壞也是良莠不齊,各種品牌、類型簡(jiǎn)直可以用五花八門這個(gè)詞語(yǔ)來(lái)形容。沒(méi)有專業(yè)人士的指導(dǎo),往往容易買到不適合自己種植的玉米種類。雖然現(xiàn)在有許多的種類,品種,類型,但最終選擇還是要符合自己的實(shí)際情況的,要不然縱然選了單方面看上去很優(yōu)良的品種,也發(fā)揮不了它的全部性能。
3. 播種密度不當(dāng)
有的地方播種不均勻,例如有的一畝地,撒了一千克的種子,這是明顯很少的,根本不可能形成高產(chǎn)的效果,而有的地方,播種數(shù)量又太高,造成了苗的密集,生長(zhǎng)環(huán)境反而變差了,農(nóng)作物沒(méi)有充分的營(yíng)養(yǎng)。
四、玉米高產(chǎn)質(zhì)量指標(biāo)的影響因素
1. 溫度
玉米的生長(zhǎng)速度是與溫度有著很大的聯(lián)系的,如種子在28~35度時(shí)容易發(fā)芽,土壤溫度在20~24度時(shí),根系最容易生長(zhǎng)等等。玉米群體的呼吸作用、光合作用也是與溫度息息相關(guān)的。溫度過(guò)高,二氧化碳的交換率會(huì)降低,抑制了光合作用,呼吸作用反而增強(qiáng)了,意味著消耗又增加了,而得到的能量卻降低了。進(jìn)而影響玉米的產(chǎn)量。
2. 密度
前文有提到過(guò)播種密度的相關(guān)事宜,而諸多科學(xué)研究也表明了玉米在一個(gè)特定的環(huán)境下,會(huì)存在著最大潛力的密度值,超過(guò)這個(gè)密度,產(chǎn)量反而會(huì)隨著密度的增加而減少,成反比。
3. 光
不言而喻,光是光合作用組成的重要元素之一,強(qiáng)光容易合成較多的光合產(chǎn)物,促進(jìn)植物的生長(zhǎng)。使莖稈粗壯結(jié)實(shí)、葉片肥厚、顆粒飽滿。而如果只有弱光的話,植物的生長(zhǎng)環(huán)境則較差,莖稈顯得瘦弱,植物看起來(lái)病怏怏的。而且由于光照條件差引起的植物營(yíng)養(yǎng)不良,則是導(dǎo)致空桿率上升的主要原因。
4. 水分
世間萬(wàn)物的生長(zhǎng)都離不開(kāi)水,水是玉米進(jìn)行生命活動(dòng)所不可缺少的必要物質(zhì)。但水多了,玉米的呼吸作用便顯得困難,通氣不暢,根系的生長(zhǎng)受到抑制。而如果水分過(guò)少,那就干旱缺水,葉子容易枯黃,植物容易萎靡不振。
五、總結(jié)
玉米的重要性我已經(jīng)不想再議了,種植玉米的人很多,種植玉米的田也很多。但每畝田都能種出優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)玉米嗎?答案當(dāng)然是否定的。種植高產(chǎn)玉米的技術(shù)復(fù)雜嗎?通過(guò)本文,我相信大家一定都不這么認(rèn)為,也許會(huì)認(rèn)為許多地方比較繁瑣,但它的難度系數(shù)絕對(duì)不是高的。也就是說(shuō),種出優(yōu)質(zhì)的高產(chǎn)玉米并不難,只要注意上文許許多多的注意事項(xiàng)就行,玉米與別的植物最大的不同可能是它對(duì)溫度的要求更加嚴(yán)格,許多細(xì)節(jié)方面需要農(nóng)戶去注意,但同時(shí),它的產(chǎn)量,它的收益卻是非常可觀的,作為排名第二的糧食產(chǎn)物,它的市場(chǎng)前景很大,所以,農(nóng)戶安心的,仔細(xì)的弄懂種植技術(shù),是可以種出好的高產(chǎn)玉米了。當(dāng)然,研究人員還是要繼續(xù)研究出更加優(yōu)良的品種,給廣大農(nóng)民帶來(lái)福音,也進(jìn)一步造福世界。
參考文獻(xiàn)
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