在具体实例中引入,符合了由感性到理性的认知规律,达到了启发思维的目的。
【过渡】接下来,沿着发现史的主线,通过梅耶的实验结论设疑(光能转换成化学能后,到底贮存于什么物质中呢?也就是植物在吸收水和二氧化碳,释放氧气的过程中,还产生了什么物质呢?)由此引出萨克斯实验。
之后针对实验中的每一步操作,从实验设计的角度提出问题,并注重引导学生从实验设计本身和实验原则应用两个层面来思考。
第一步,把植物放在暗处24小时,这样做的目的是什么?
第二步,将同一叶片,一半曝光,一半遮光,在光下培养一段时间,这又是为什么?
第三步,剪下叶片,进行酒精隔水煮沸脱色,这一步,教材中并未交待,有进行的必要吗?
结合学生对三个问题的作答,再次强调实验应遵循对照原则和单一变量原则,光照与否便是该实验的实验变量,而黑暗处理和脱色处理都是为了消除无关变量。
结合实验结果学生则很容易得出最后的结论"绿色叶片在光合作用中产生了淀粉"从而为光合作用概念的建构打下伏笔。
同时教师点明"实验结论的得出"与"实验变量的设置"间的必然联系,正是因为设置了光照与否这唯一的实验变量,得到了不同的实验结果(曝光一半叶变蓝,遮光一半不变蓝),所以才得出了以上的实验结论。使学生从经典实验中加深了对本节重点内容的理解,内化知识的同时,也调整了思维。
【过渡】在萨克斯实验的基础上,我巧妙选材(银边天竺葵)并再次设疑(该植物叶片曝光一半的白色部分经碘处理后也不变蓝,这样的结果意味着什么呢?能不能说光合作用的场所就是叶绿体呢?)学生思考后不难找出答案:能说明光合作用进行与叶绿体有关,但不能直接证明叶绿体就是光合作用的场所。紧接设问:怎样才能直接证明呢?自然过渡到恩格尔曼的实验。
3、恩格尔曼的实验中,我充分发挥多媒体动画在辅助教学中的优势,变微观为宏观,变抽象为形象,再现实验过程:
"将水绵细胞临时装片置于黑暗无氧环境中,当极细的光束照射在叶绿体以外部位时,好氧细菌均匀分布,当光束照射到叶绿体时,好氧细菌向叶绿体被光束照射到的部位集中;将临时装片完全暴露在光下时,好氧细菌则分布在叶绿体所有受光部位的周围"
学生观察后,我用更为理性的问题来引导学生的思考:
(1)、选水绵和好氧细菌为实验材料有什么优点?
(2)、实验中是怎样排除无关变量干扰的?
(3)、恩格尔曼设置了怎样的对照实验?得出什么结论?
组织学生进行小组讨论、组间交流。
最后把整个实验还原到具体的科学探究方法的模式中,即"提出问题-做出假设-设计、实施实验-分析结果、得出结论,而且在设计实验时必须遵循对照原则,单一变量原则等",使学生全面系统地理解与领悟,最终形成思维。
【过渡】至此,学生实验设计的思维已初步形成,我通过创设新情境(同位素标记法的引入),提出新问题(光合作用中产生的氧气到底来自于水还是二氧化碳?或是两者兼而有之呢?)进一步激起学生利用新知解决新问题的欲望,也由此转入鲁宾、卡门的实验。
4、为了在运用中检验所学,鲁宾、卡门的实验,以"分组讨论方案--自主设计实验