導(dǎo)語：如何才能寫好一篇光合作用本質(zhì)，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

篇1

【摘要】 采用3種不同衍生方法對胺類化合物進行標記，比較衍生效率的差別，給出最優(yōu)方法：5-(2-羥乙基)-(苯并吖啶酮與N，N-羰基雙咪唑(CDI)縮合形成的雙敏感探針2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯(BAEIC)與胺的衍生效率最高，產(chǎn)物穩(wěn)定。BAEIC在N，N-二甲基甲酰胺 (DMF) 溶劑中以4-二甲氨基吡啶 (DMAP) 為催化劑，在80 ℃條件下與胺反應(yīng)生成的親核取代物，不僅表現(xiàn)出強烈的熒光，同時具有很強的質(zhì)譜離子化能力。估算了衍生物在乙腈和甲醇水溶液中百分離子化值δ在5.62%～58.08%和2.14%～56.58%范圍內(nèi)。本方法具有良好的重現(xiàn)性，激發(fā)和發(fā)射波長為λex/λem=280/510 nm，熒光檢出限為0.12～0.59 μg/L(8.6～79 fmol)； 在線APCI-MS檢出限為1.9～14 μg/L(544～825 fmol)。

【關(guān)鍵詞】 液相色譜-質(zhì)譜； 脂肪胺； 5-(2-羥乙基)-苯并吖啶酮； 2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯

Abstract With comparison of three different methods for the marking of amines compound，an optimal derivatization method was selected.5-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine（HBA) reacts with coupling agent N，N′-carbonyldiimidazole（CDI) to form an activated amide intermediate 2-(benzoacridin)ethyl-imidazole-1-carboxylate（BAEIC).BAEIC，which is dual-sensitive probe，reacts preferably with amino compounds at 80 ℃ in the presence of 4-dimethylaminopyridine（DMAP) catalyst in N，N-dimethylformamide（DMF) solvent to give the corresponding sensitively fluorescent derivatives with an excitation maximum at λex of 280 nm and an emission maximum at λem of 510 nm.BAEIC-amine derivatives simultaneously exhibited high ionization potential with percent ionization（ changing from 5.62% to 58.08% in aqueous acetonitrile and from 2.14% to 56.58% in aqueous methanol.Derivatives were not only sensitive to fluorescence but also to MS ionizable potential.The fluorescence detection limits（S/N=3) were 0.12-0.59 μg/L.The online APCI-MS detection limits were 1.9-14 μg/L(S/N=5).

Keywords High performance liquid chromatography/mass spectrometry； Aliphatic amines； 5-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine； 2-(Benzoacridin)ethyl-imidazole-1- carboxylate

1 引言

質(zhì)譜和熒光技術(shù)廣泛應(yīng)用于環(huán)境科學(xué)、毒物學(xué)及生命科學(xué)等領(lǐng)域中，用于確定諸多生物活性分子的含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)[1~3]。環(huán)境中的胺多是由蛋白質(zhì)、氨基酸等含氮類有機化合物經(jīng)生物降解而成。大多數(shù)胺類化合物在亞硝化劑存在下可生成強致癌性的N-亞硝基化合物[4~8]，因此，檢測環(huán)境中的胺具有重要意義。目前，檢測胺的方法主要有氣相色譜法[9]和離子交換法[10]。盡管方法簡便易行，但由于靈敏度低而受到限制。為提高檢測靈敏度和改善選擇性，采用柱前或柱后衍生化是一種行之有效的手段。但測定胺類化合物所用試劑較多[11~14]，如常用熒光試劑FMOC-Cl衍生化時，過量試劑易造成柱效降低。此外，試劑對脯氨酸和半胱氨酸衍生物表現(xiàn)出很弱的熒光，準確定量存在困難。

盡管多種胺類測定試劑[15~18]具有很強的熒光靈敏度，然而它們在APCI-MS中的質(zhì)譜離子化能力相對低，這對同時獲得在線的高靈敏質(zhì)譜鑒定十分不利。本研究制備了一種能同時滿足熒光和質(zhì)譜增敏的雙敏感探針分子。結(jié)果表明，2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯(BAEIC)中間體與胺的親核取代產(chǎn)物具有高熒光靈敏度及很強的質(zhì)譜離子化能力。

2 實驗部分

2.1 儀器與試劑

1100 離子阱液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用儀，配備四元梯度泵、在線真空脫氣機、熒光檢測器和自動進樣器(美國 Agilent公司)；大氣壓化學(xué)電離源(APCI Source)； Delta 600半制備色譜(美國Waters公司)。F-7000熒光分光光度計(日本Hitachi公司)。12種脂肪胺標準品(美國Sigma公司)； 乙腈(色譜純，禹王試劑公司)； 5-(2-羥乙基)-苯并吖啶酮(HBA，自制)； 2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯(BAEIC，自制)； N，N-羰基二咪唑(CDI)、 4-二甲氨基吡啶(DMAP)等其它試劑均為分析純。

2.2 標準溶液配制

分別稱取12種脂肪胺標品，用乙腈配成濃度為0.1 mol/L溶液，相應(yīng)低濃度12種脂肪胺混合溶液(2.0×10-3 mol/L)用N，N-二甲基甲酰胺(DMF)稀釋而成。稱取0.1156 g HBA用DMF定容至10 mL，濃度為0．04 mol/L。稱取0.1532 g BAEIC用DMF定容至10 mL，濃度為0．04 mol/L。稱取0.2 g DMAP，用DMF定容至10 mL，濃度為20 g/L。稱取0.1 g CDI，用DMF定容至10 mL，濃度為10 g/L。

2.3 色譜與質(zhì)譜條件

Akasil-C18色譜柱（250 mm×4.6 mm， 5 μm， 美國艾杰爾科技公司)。流動相A：30 %乙腈(含20 mmol/L HCOONH4， pH 3.74)； 流動相B：100%乙腈。梯度洗脫程序：0~30 min，10 %~100% B，保持10 min。流速為1.0 mL/min，進樣量10 μL，柱溫30 ℃。熒光激發(fā)和發(fā)射波長分別為280和510 nm。質(zhì)譜條件：大氣壓化學(xué)電離源(APCI source)，正離子模式，噴霧壓力413 kPa，干燥氣流量5 L/min，干燥氣溫度350 ℃，氣化溫度450 ℃，毛細管電壓3500 V，電暈電流4000 nA(Pos)。

2.4 衍生方法

按3種方法進行衍生反應(yīng)（見圖解1）：（1）一步法 依次向安培瓶中加入200 μL HBA，200 μL DMAP，350 μL CDI和210 μL胺標準品，密封后于80 ℃水浴中振蕩反應(yīng)60 min，取10 μL，加190 μL乙腈稀釋，進樣；（2）兩步法 依次向安培瓶中加入200 μL HBA，200 μL DMAP，350 μL CDI溶液，密封后于60 ℃水浴中振蕩反應(yīng)20 min，使HBA與CDI作用形成中間體BAEIC，加入210 μL 12種混合胺的標準溶液，密封后于80 ℃反應(yīng)60 min，取10 μL， 加乙腈190 μL稀釋， 進樣；（3）中間體法 依次向安培瓶中加入200 μL BAEIC，200 μL DMAP，350 μL DMF，210 μL 12種混合胺標品，密封后于80 ℃反應(yīng)60 min， 取10 μL， 加乙腈190 μL稀釋進樣。

圖解1 衍生反應(yīng)概況圖（略）

Scheme 1 Derivatization scheme of 3 methods

HBA：5-(2-羥乙基)-苯并吖啶酮(5-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine)；BAEIC：2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯(2-(Benzoacridin)ethyl-imidazole-1-carboxylate)；DMAP：4-二甲氨基吡啶(4-Dimethylamiopyridine)

2.5 樣品處理

取適量污水，用HCl調(diào)節(jié)至pH 3.0，超聲振蕩1 min，使水中的脂肪胺變?yōu)橄鄳?yīng)的有機鹽，過濾，量取濾液150 mL，旋干后，加80%乙腈5 mL，用0.1 mol/L NaOH調(diào)至堿性后直接用于衍生化。

2.6 百分離子化估計

中間體HBA的母核屬含N、O雜環(huán)的高共軛平面分子，由于N和羰基O原子處于特殊的對位結(jié)構(gòu)，分子內(nèi)的異構(gòu)化轉(zhuǎn)變相對容易（見圖解2）。

圖解2 2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯衍生物在含乙腈水流動相中的異構(gòu)化機理（略）

Scheme 2 Isomerization mechanism of 2-(benzoacridin)ethyl-imidazole-1-carboxylate derivatives in aqueous acetonitrile

分子A中N原子的孤電子對首先通過異構(gòu)化作用轉(zhuǎn)移至O原子，形成兩性離子B。B的過渡態(tài)包含一個酚氧負離子，極易接受H+而產(chǎn)生季銨離子C導(dǎo)致分子的熒光猝滅。其猝滅程度與體系內(nèi)含質(zhì)子給予體(H2O)的濃度有關(guān)。借助不同質(zhì)子給予體濃度下的熒光猝滅強度，即可計算出分子A在水相體系下的百分離子化δ值。當(dāng)探針A溶在水相有機體系時，存在探針分子A、質(zhì)子給予體E(H2O)和質(zhì)子接受體AE的平衡，熒光猝滅常數(shù)表達為：

K=[AE] [A]·［E］（1）

[A]，[E]和[AE]為相應(yīng)的平衡濃度，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，百分離子化值δ可定義為：

δ＝[AE] [A]0＝[AE] [A]＋［AE］（2）

假設(shè)未被離子化的A最初濃度為[A]0，熒光強度為F0，則：

F0＝K′φf[A]0(3)

Κ′為與儀器相關(guān)的常數(shù)，φf為A的量子產(chǎn)率。當(dāng)A部分被質(zhì)子化后，剩余A的熒光強度為F， 此時F可表達為:

F=K′φf(1-δ)［A］0（4）

（此處，δ＝［AE］／［A］0），結(jié)合等式（3）和（4）得出：

（F0-F）／F＝δ／（1-δ）（5）

結(jié)合等式(2)，(3)和(7)得到下式：

（F0／F）／F＝K［E］（6）

（[E]為質(zhì)子給予體的平衡濃度，其值遠比[A]或[AE]大，這樣[E]≈CE，CE為質(zhì)子給予體的最初摩爾濃度），于是(6)式改寫為：

（F0-F）／F＝KCE（7）

將等式(7)中（F0-F）／F代于等式(7)得到：

δ＝KCE／（1＋KCE）（8）

根據(jù)不同質(zhì)子給予體濃度下的熒光猝滅值，求得等式(7)中的猝滅常數(shù)K值后，代入等式(8)中獲得相應(yīng)的百分離子化值δ。

3 結(jié)果與討論

3.1 熒光光譜性質(zhì)

當(dāng)水相體系處于恒溫條件時，隨體系中質(zhì)子給予體濃度的增高，BAEIC-癸胺衍生物的熒光強度降低，這主要是探針分子與質(zhì)子給予體形成季銨離子導(dǎo)致熒光猝滅的結(jié)果。表1為探針分子在不同濃度乙腈和甲醇水溶液中的相對熒光強度及發(fā)射波長。結(jié)果表明：隨質(zhì)子給予體濃度增加，熒光強度逐漸降低，且發(fā)射波長明顯紅移，在乙腈中紅移約39 nm，甲醇中紅移約13 nm。

理論上，百分離子化值δ與加入水的體積百分數(shù)應(yīng)呈線性關(guān)系。在乙腈中，水的體積分數(shù)為0~70%時線性良好； 進一步升高則偏離線性，主要是探針分子在低濃度乙腈中溶解度降低的緣故(δ=2.77+0.2414x，r=0.9921，x為水的體積百分數(shù))。甲醇中也有相似的結(jié)果。當(dāng)甲醇中水的體積百分數(shù)在0~40%時線性良好（δ=0.30+0.17996x，r=0.9896），再高則偏離線性。上述百分離子化值δ很好地揭示了探針分子具有良好的質(zhì)譜離子化能力，因為APCI-MS離子化主要是分子在質(zhì)譜離子室中被水分子溶劑化的結(jié)果。

表1 不同濃度乙腈、甲醇水溶液中BAEIC-癸胺的熒光強度及百分離子化值（略）

Table 1 Fluorescence intensity of BAEIC-decylamine in the presence of varying amount of water and corresponding calculated percent ionization δ values

注（note）：乙腈水或甲醇水中BAEIC-癸胺濃度為1.0×10-6 mol/L； F0為純乙腈或甲醇中熒光強度，K由公式(7)得出，δ值由公式(8)得出（Final concentration of BAEIC- decylamine in each aqueous acetonitrile or methanol is kept at 1.0×10-6 mol/L；F0 was measured in 100% acetonitrile or methanol.K values were calculated according to the Eq.7；δ values were calculated according to the Eq.8 in each corresponding K value obtained）。

3.2 色譜分離

HBA或BAEIC與脂肪胺的衍生化反應(yīng)隨堿性催化劑、CDI用量、溶劑、衍生溫度、衍生時間的不同，衍生產(chǎn)率有顯著差異。以辛胺、壬胺、癸胺、十一胺、十二胺等對以上的衍生條件分別進行了優(yōu)化。實驗表明：衍生溫度80 ℃，衍生時間60 min，催化劑為DMAP，共溶劑為DMF時具有最高衍生產(chǎn)率。在最優(yōu)化條件下，考察了3種不同衍生化方法對衍生產(chǎn)率的影響。結(jié)果表明，在3種衍生方法中，方法A最差，方法C給出最高的衍生產(chǎn)率，方法B與C比較略差(強度降低約25 %) (見圖1中A，B，C)。其主要原因為一步衍生過程中，胺先與縮合劑CDI反應(yīng)形成中間體ACDI，隨后HBA的羥基與中間體ACDI的反應(yīng)是一個慢親核取代過程，從而導(dǎo)致極低的衍生產(chǎn)率。方法C是一個直接親核取代過程，產(chǎn)率達最高。盡管方法B采用兩步法先形成中間體BAEIC，但部分胺優(yōu)先與過量CDI反應(yīng)形成中間體ACDI，因而產(chǎn)率低于方法C。此外，衍生過程存在少量水時，BAEIC峰強度大為降低，相應(yīng)HBA和(HBA)2的峰強度加強(圖1D)，主要原因是中間體BAEIC水解，生成的HBA在堿性催化劑下與過量的BAEIC作用形成雙取代的雙-(2-羥乙基苯并吖啶酮)-碳酸酯(HBA)2(m/z 605.6)。另外分離中產(chǎn)生小峰DMA，是堿性條件下DMF水解產(chǎn)生少量二甲胺的結(jié)果(m/z 361.7)。

圖1 標準脂肪胺衍生物的色譜圖 （略）

Fig.1 Chromatograms for standard aliphatic amine derivatization

A：一步法(One step method)；B：兩步法(Two step method)；C：中間體法(Intermediate reaction)；D：衍生過程存在少量水（Derivatization in the presence of a small of quantity water）； 峰（Peaks）：C1.甲胺(Methylamine)；C2.乙胺(Ethylamine)；C3.丙胺(Propylamine)；C4.丁胺(Butylamine)；C5.戊胺(Pentylamine)；C6.己胺(Hexylamine)；C7.庚胺(Heptylamine)；C8.辛胺(Octylamine)；C9.壬胺(Nonylamine)；C10.癸胺(Decylamine)；C11.十一胺(Undecylamine)；C12.十二胺(Dodecylamine)；DMY：二甲胺(Dimethylamine)；HBA：5-(2-羥乙基)-苯并吖啶酮(5-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine)；BAEIC：2-(苯并吖啶酮)-乙基咪唑酸酯 (2-(Benzoacridin)ethyl-imidazole-1-carboxylate)；(HBA)2：雙-(2-羥乙基苯并吖啶酮)-碳酸鹽（bis-(2-Hydroxyethyl)benzoacridine)-carbonate）。

3.3 質(zhì)譜鑒定

所有BAEIC胺衍生物產(chǎn)生特征碎片離子峰質(zhì)譜數(shù)據(jù)見表2。代表性C10胺衍生物的一級質(zhì)譜、二級質(zhì)譜及裂解模式見圖2。

圖2 BAEIC-癸胺衍生物質(zhì)譜圖:一級質(zhì)譜(A)，二級質(zhì)譜(B)（略）

Fig.2 APCI-MS/MS spectra of representative decylamine derivative：MS spectra(A)，MS/MS spectra(B)

3.4 線性回歸方程、檢出限和重現(xiàn)性

采用衍生方法C，進樣量在21 fmol～43 pmol范圍內(nèi)，依據(jù)峰面積和進樣量，對胺類化合物進行線性回歸，所得各衍生物的回歸方程、相關(guān)系數(shù)和檢出限(S/N=3)見表2。對43 pmol脂肪胺衍生物平行測定6次，保留時間和峰面積的相對標準偏差在0.05%~0.08%和1.9%~2.5%范圍內(nèi)。

表2 脂肪胺衍生物的線性范圍、回歸方程、相關(guān)系數(shù)、檢出限、線性范圍和質(zhì)譜數(shù)據(jù)（略）

Table 2 Linear regression equations，correlation coefficients，detection limits，linear range and MS data of amine derivatives

Y：峰面積（Peak area）；X：注射量（Injected amount）pmol；質(zhì)譜線性范圍未測 （Linear ranges of APCI-MS were not tested）.

3.5 實際樣品的分析

曲阜小沂河水色譜分離見圖3，水樣中加胺標準品(5.0×10-4 mol/L)，按照實驗方法處理并衍生化，所得河水中脂肪胺化合物含量及回收率見表3。

圖3 小沂河水中游離脂肪胺色譜分離圖（略）

Fig.3 Chromatogram of aliphatic amine from water in Yihe river

色譜條件和峰號同圖1C(Chromatographic conditions and peaks same as in Fig．1C)。

表3 沂河水中脂肪胺的含量及回收率（略）

Table 3 Content and recoveries of aliphatic amines from water in Yihe river

*由于與未知組分共洗脫故未進行定量(C2 was not determined owing to co-eluting with unknowcomponents)； **組分同時進行在線的質(zhì)譜鑒定(The component was appraised by the online mass spectrum simultaneously)。

4 結(jié)論

利用HBA和新合成的含N、O雜原子的雙敏感探針BAEIC，對胺類化合物進行標記，比較了3種不同衍生方法產(chǎn)率的不同。結(jié)果表明：在建立的條件下，中間體BAEIC與胺的衍生產(chǎn)率最高，所得胺的衍生物不僅具有較強的熒光發(fā)光特性，同時具有很強的質(zhì)譜離子化能力。本方法具有線性范圍寬、重現(xiàn)性好、操作簡便等特性，對實際樣品小沂河水中游離脂肪胺的分析結(jié)果滿意。

參考文獻

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16 You J，Lao W，You J，Wang G.Analyst，1999，124：1755～1760

篇2

一、教材中的教學(xué)重點和難點

在人教版高中《生物》教材的第五章“細胞的能量供應(yīng)和利用”的內(nèi)容中，安排了 “光合作用的原理和應(yīng)用”[1]的教學(xué)內(nèi)容，這一內(nèi)容緊緊圍繞第五章“細胞的能量供應(yīng)和利用”為主題而設(shè)定，地位重要，又在教學(xué)中存在與其他學(xué)科之間聯(lián)系多，高一又未開設(shè)有機化學(xué)，因而成為第五章的教學(xué)難點，同時也是高考命題的重點?，F(xiàn)將對本節(jié)內(nèi)容的教材結(jié)構(gòu)進行解讀，呈給廣大讀者。

根據(jù)教材的編著特點，分析該教學(xué)內(nèi)容的重點有：光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史；光合作用過程中光反應(yīng)、暗反應(yīng)的區(qū)別；光反應(yīng)、暗反應(yīng)的聯(lián)系。難點有：光反應(yīng)、暗反應(yīng)的過程及聯(lián)系；探究影響光合作用強度的環(huán)境因素（探究性實驗）。根據(jù)對教材的重點和難點分析，確定教學(xué)中的三維目標。

二、確定三維目標

由于本節(jié)內(nèi)容為2課時，根據(jù)教材的具體內(nèi)容，結(jié)合重點和難點，教學(xué)中的三維目標如下：

1.知識目標

通過介紹多位科學(xué)家對光合作用的探究歷程，體驗科學(xué)家每項科研成果的取得都必須付出艱辛的勞動，強化對科學(xué)家科研成果的珍重，從而認識環(huán)境因素對光合作用的影響；通過人工控制環(huán)境因素中光照強度、溫度、CO2濃度介紹，認識增加農(nóng)作物產(chǎn)量應(yīng)采取的措施；通過化能合成作用的學(xué)習(xí)，認識自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物的本質(zhì)區(qū)別。

2.情感態(tài)度和價值觀的目標

通過以科學(xué)家對光合作用先后研究的時間為序，認同科學(xué)與技術(shù)的相互支持；認同科學(xué)是在不斷觀察、多次實驗探索中前進的，是科學(xué)家在繼承前人科研成果的基礎(chǔ)上開拓創(chuàng)新、踐行科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度的結(jié)果；認同科學(xué)家是平凡而偉大的人；認同自己將來通過努力，也可以成為一名科學(xué)家。

3.能力目標

科學(xué)家對光合作用過程的探究實驗，厘清對比實驗和對照實驗的區(qū)別；學(xué)會科學(xué)實驗中，控制自變量來觀察因變量的變化；學(xué)會提取和分離色素的方法，在本節(jié)內(nèi)容的資料分析、思考與討論、實驗探究等問題討論中，注重語言表達能力和分享信息能力的培養(yǎng)。為了達到以上的目標，建議采取以下教學(xué)策略。

三、課堂教學(xué)策略

“光合作用的原理和運應(yīng)用”的教學(xué)策略定位：以科學(xué)家的實驗設(shè)計思想，引領(lǐng)“光合作用的探究歷程”教學(xué)， 通過制作教材中的“圖5-12普利斯特利的實驗、圖5-13證明光合作用產(chǎn)生淀粉的實驗、圖5-14卡爾文的肖像、圖5-15光合作用過程的圖解、圖5-16電子顯微鏡下的一種硝化細菌”共計5張幻燈片，引導(dǎo)學(xué)生識圖和釋圖，準確說出圖中包含的生物學(xué)知識，有利于圖文轉(zhuǎn)換能力的培養(yǎng)，以此來實施“光合作用過程”的教學(xué)，使難點得到突破。

在“光合作用的原理和運用”的教學(xué)內(nèi)容中，由于有2個教學(xué)難點，一課一難點，共安排2課時完成，第一課時：光合作用的探究歷程（重點）光合作用的過程（難點）；第二課時：光合作用原理的應(yīng)用（環(huán)境因素對光合作用的影響，難點）化能合成作用。

1.光合作用的探究歷程

在介紹該內(nèi)容之前，先處理好光合作用的概念，教學(xué)流程為：提問初中的光合作用相關(guān)知識再現(xiàn)初中文字描述的反應(yīng)式教師板書（或?qū)W生板書）引導(dǎo)學(xué)生用反應(yīng)式說出光合作用概念的不同描述與教材中光合作用的概念形成對比學(xué)生朗讀教材中光合作用的概念（黑體字）教師要求學(xué)生記住反應(yīng)式。

在“光合作用的探究歷程”中，主要向?qū)W生介紹每位科學(xué)家對光合作用研究方法及其成果，尤其是每位科學(xué)家用科學(xué)實驗思想及理性思維正確看待和分析不同時代背景（技術(shù)手段的應(yīng)用）取得的成果，同樣是一個偉大的成果，從而推動了光合作用研究的歷史進程，研究方法呈現(xiàn)出由簡單到復(fù)雜的趨勢，體現(xiàn)了技術(shù)手段的進步對生命科學(xué)研究的支持，以時間為順序，總結(jié)科學(xué)家的研究成果（見表1）。

表1 不同年代科學(xué)家對光合作用的研究方法及其成果表

在表1中，同位素標記法的2個實驗都是經(jīng)典的。先進技術(shù)手段的應(yīng)用，標志著科學(xué)研究能力的提升。魯賓和卡門在科學(xué)研究中，在研究方法上得到了先進技術(shù)手段的支持。

2.光合作用的過程

由于高一未開設(shè)有機化學(xué)課，學(xué)生無法知道什么是C5，C3化合物，教師只能簡要說明，它們分別是含有5個、3個碳原子的有機物。如熟悉C6H12O6，為六碳化合物，因為碳是有機化合物的骨架，其他原子未標出。這樣的介紹，使該內(nèi)容的教學(xué)難度降低了。

教學(xué)思路：教材展示圖1所制作的幻燈片（該圖讓教學(xué)難點一目了然，光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的發(fā)生部位、條件定性更準確，更有利于難點的突破）引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，在葉綠體中，光反應(yīng)階段的發(fā)生部位、條件、物質(zhì)和能量的變化引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，在葉綠體中，暗反應(yīng)階段的發(fā)生部位、條件、物質(zhì)和能量的變化展示教材中P103頁圖5-15所制作的幻燈片（強化對光合作用過程的理解，進一步加強圖文轉(zhuǎn)換的教學(xué)，突破教學(xué)難點，也有利于光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的對比）學(xué)生找出光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的區(qū)別和聯(lián)系教師引導(dǎo)，進一步形成表格，使知識更加具有系統(tǒng)性。

3.光合作用原理的應(yīng)用

環(huán)境因素對光合作用強度的影響，是第二課時教學(xué)中的一個難點，教學(xué)策略為：展示本文中全部插圖制作的幻燈片，引導(dǎo)學(xué)生思考，特別要注意邏輯推理，其一，如果光反應(yīng)階段沒有光，將會帶來什么樣的后果（水不能光解[H]不能產(chǎn)生、ATP不能形成暗反應(yīng)階段C3不能還原（CH2O）不能生成光合作用停止）？其二，在圖中，如果暗反應(yīng)階段停止CO2供應(yīng)，又會帶來什么樣的后果（C3不能形成（CH2O）同樣不能生成光合作用也會停止）？其三，光合作用整個過程中的化學(xué)反應(yīng)，始終都有酶的催化，溫度高低同樣影響化學(xué)反應(yīng)的進行，同樣導(dǎo)致光合作用強度下降，甚至停止。從而認識環(huán)境因素對光合作用的影響，通過人工控制環(huán)境因素中光照強度、溫度、CO2濃度，大棚蔬菜的栽培，要處理好這3個重要的外界因素，才能增加蔬菜的產(chǎn)量。

教材中“探究環(huán)境因素（光照強度）對光合作用強度的影響”實驗，特別要注意自變量（光照強弱的控制方法）改變來觀察因變量（單位時間內(nèi)葉片浮起的數(shù)量）的變化，并對可能的實驗結(jié)果作出預(yù)測。

4.化能合成作用

本內(nèi)容較簡單，根據(jù)教學(xué)時間，可安排學(xué)生自學(xué)，只提出要求：能區(qū)別自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物的異同、化能合成作用與光合作用的異同即可。

參考文獻

[1]朱正威，趙占良.普通高中課程標準實驗教科書：生物·必修1·分子與細胞[M].北京：人民教育出版社，2007.

收稿日期：2011-12-25

作者簡介：周大剛，本科，中教一級。

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如何在教學(xué)中對學(xué)生實施素質(zhì)教育，以達到培養(yǎng)學(xué)生綜合能力的目的，是擺在我們每一位生物教育工作者面前的一項重要任務(wù)，也是深化生物教學(xué)改革的重點課題。本文就講授“光合作用”一節(jié)中進行素質(zhì)教育的作法談點體會。

一、利用光合作用發(fā)現(xiàn)史，了解科學(xué)實驗的方法

教材在光合作用一節(jié)中首先通過幾個經(jīng)典實驗講述了光合作用發(fā)現(xiàn)的過程。教學(xué)時，我重點介紹了科學(xué)家的實驗設(shè)計思路和方法。例如，在介紹1880年德國科學(xué)家恩吉爾曼用水綿做實驗材料進行光合作用的實驗時，我簡要介紹了水綿的生理特征之后，先請學(xué)生自己閱讀“實驗過程”，然后提出問題：此實驗設(shè)計的巧妙之處何在？大部分學(xué)生都是從實驗操作過程上找答案，惟獨忽略了“選擇實驗材料的重要性”這個問題。我就引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合水綿的結(jié)構(gòu)特點：具有細而長的帶狀葉綠體，葉綠體在細胞中又呈螺旋狀分布。想到這樣的葉綠體不僅受光面積大，也便于觀察、分析和研究，并且強調(diào)科學(xué)實驗材料的選擇是實驗成敗的關(guān)鍵因素之一。聯(lián)系前不久剛做過的“觀察細胞質(zhì)流動”實驗，觀察不到細胞質(zhì)流動的原因，主要是因為實驗材料選擇不當(dāng)造成的。這樣使學(xué)生認識到選擇一種理想的實驗材料，可以使實驗結(jié)果明顯可靠，也是成功的先決條件。通過這些講述不僅拓寬了學(xué)生的思路，而且使學(xué)生清醒地意識到選擇實驗材料的重要性。

通過啟發(fā)誘導(dǎo)使學(xué)生明確：提出問題創(chuàng)立假設(shè)設(shè)計實驗分析結(jié)果再實驗再觀察，直到找出事物內(nèi)在的必然聯(lián)系，這不僅是光合作用發(fā)現(xiàn)的基本過程，而且還是生物科學(xué)研究的基本過程。從科學(xué)的角度看生物學(xué)教學(xué)的實驗，可訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力、思維能力和分析能力，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗的方法，從而達到提高其綜合素質(zhì)的目的。

二、利用色素的提取分離實驗，培養(yǎng)學(xué)生的動手能力

生物學(xué)是一門實驗性很強的學(xué)科，許多生物學(xué)知識都是在實踐中得到的。生物學(xué)實驗課給學(xué)生提供了一個很好的實踐機會，也是培養(yǎng)他們的探索精神、動手能力的有效渠道。更是落實素質(zhì)教育的極好時機。如在光合作用中安排的“葉綠體中色素的提取及分離”實驗中，毛細吸管劃濾液細線不是太粗就是不齊，要不就是把紙劃破，直接影響實驗效果。后來學(xué)生自己想辦法，不用毛細吸管，而是把濾紙在鉛筆線處折疊，直接在濾液上劃。這樣的濾液細線不僅細齊，而且沾上的色素多，在濾紙上析出的色素帶明顯，學(xué)生不僅了解了葉綠體中色素的種類及含量，鞏固強化了課本知識，更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力、觀察能力和思維能力，發(fā)展了他們愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的志趣，提高了他們探索未知世界的勇氣，使教學(xué)質(zhì)量明顯提高。

三、利用同位素標記法，了解學(xué)科間的滲透作用

隨著科學(xué)的發(fā)展和人們研究的深入，各學(xué)科之間的聯(lián)系越來越密切，在教學(xué)中客觀地把握它們之間的內(nèi)在聯(lián)系，不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情，提高學(xué)生的思維能力，而且能促進知識的發(fā)散。生物學(xué)的發(fā)展與物理、化學(xué)的發(fā)展關(guān)系密切。也正是由于理化知識的介入，才使人們對生命本質(zhì)的認識深入到分子水平。例如，光合作用關(guān)于產(chǎn)物之一的O2究竟來自反應(yīng)物中的H2O還是CO2，就是利用物理學(xué)方法——同位素標記法來解決的。再如，葉綠體中色素的分離是利用化學(xué)方法——紙層析法來達到目的的。

另外，在生物教學(xué)中我還經(jīng)常運用哲學(xué)原理。哲學(xué)似乎與生物學(xué)毫不相干，事實上量變與質(zhì)變、運動與靜止、內(nèi)因與外因、對立與統(tǒng)一辯證的觀點在生物學(xué)中隨處可見。例如，介紹光合作用過程時，我說雖然從新陳代謝的角度看光合作用是一個同化過程，但是其中也伴隨著物質(zhì)和能量釋放即異化作用。如暗反應(yīng)中ATPADP+Pi+能量，我從對立統(tǒng)一規(guī)律這一角度介紹說：矛盾是一切事物發(fā)展的源泉，世界上任何事物都充滿著矛盾。生物體的生命活動正是在物質(zhì)的合成與分解這對矛盾的對立統(tǒng)一中不斷完成新陳代謝等生命活動，實現(xiàn)自我更新的。

這樣處理教材的目的是通過教材具體的事例向?qū)W生滲透辯證唯物主義的思想。一方面可以加深學(xué)生對生物知識及辯證唯物主義的理解，更重要的是有助于學(xué)生科學(xué)世界觀的形成。

四、利用光合作用的意義，對學(xué)生進行德育教育

結(jié)合生物學(xué)教學(xué)內(nèi)容對學(xué)生進行思想品德教育，對促進學(xué)生全面發(fā)展有重要作用。因此，通過一系列德育教育的滲透，可強化對學(xué)生的品德素質(zhì)教育，提高學(xué)生的自我修養(yǎng)。生物學(xué)教學(xué)中存在著許多對學(xué)生進行愛國主義教育的珍貴資料和契機。光合作用意義之一是制造有機物。大家知道綠色植物的生存離不開自身通過光合作用制造的有機物；動物的食物都直接或間接來自于光合作用制造的有機物。結(jié)合當(dāng)今世界面臨的重大問題，如糧食問題，給學(xué)生介紹我國目前糧食的現(xiàn)狀。例如，我國的可耕地面積僅占世界的7%，但是需要養(yǎng)活的人口占世界的22%.但是隨著生物工程技術(shù)的迅猛發(fā)展，一大批優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)農(nóng)作物相繼問世，大大提高了單產(chǎn)量，緩解了糧食危機。光合作用意義之二是轉(zhuǎn)化并儲存太陽能。煤炭、石油、天然氣等燃料中含有的能量是由古代綠色植物通過光合作用儲存起來的，這一問題談到了化石能源問題。隨著經(jīng)濟的高速增長，我國能源承受著巨大壓力。美國科學(xué)家在1978年成功地培育出能直接生產(chǎn)能源物質(zhì)的植物新品種——“石油草”，這種植物的莖稈被割開后，就會流出白乳狀的液體，經(jīng)提煉就得到石油。這樣不僅開辟了一條開發(fā)能源的新途徑，還能降低使用煤炭、石油等造成的環(huán)境污染。通過上述方法，一方面以危機感來激發(fā)學(xué)生的愛國熱情和報國之志。另一方面也增強了學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，提高了學(xué)生的德育素質(zhì)，還很好地體現(xiàn)了STS（科學(xué)、技術(shù)、社會）教育的精神。

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同樣是連鎖民營文化書店，同樣是“書店+咖啡館+文化用品銷售”的模式，光合作用的每一次生死劫，都同樣作用于西西弗，為何化合出的卻是截然不同的結(jié)果？

市場環(huán)境不同

光合作用與西西弗的不同境遇，很大程度上與其所選擇的城市不無關(guān)系。

光合作用書房成立于廈門，2003年之后，光合作用選擇了北京這一文化中心作為主要擴張平臺。2007―2008年一年的時間中，光合作用在北京接連開出11家連鎖店，成為中國民營圖書行業(yè)的第一品牌。

西西弗書店出生于貴州的革命老區(qū)遵義。直到2008年以前，其經(jīng)營的腳步一直在貴州省內(nèi)，2008年在重慶開出省外第一家連鎖店，其后幾年時間內(nèi)，共在重慶開店四家，在成都連開兩店。

不同的市場環(huán)境決定了二者在與供應(yīng)商對話中的不同地位。

以北京市場為例，對于供應(yīng)商而言，以“悅讀”環(huán)境為最大賣點的光合作用絕非是唯一或最佳的選擇。因此即使在鼎盛時期，光合作用這家曾經(jīng)的“中國第一民營書店”，在與供應(yīng)商的關(guān)系中也一直并不如外界想象般那樣理所當(dāng)然的強勢。

而在一個文化產(chǎn)業(yè)相對落后的市場上，西西弗這樣一個業(yè)態(tài)整合者在面對圖書供應(yīng)商時，便有了天生的競爭力。直到今天，西西弗仍是三聯(lián)、商務(wù)、人民文學(xué)、外語教學(xué)研究出版社、上海世紀集團等出版社在貴州的指定經(jīng)銷商，在局部市場的供應(yīng)鏈上取得了自己的話語權(quán)。

城市對產(chǎn)業(yè)的另一重影響來自天然的成本高度。經(jīng)濟相對欠發(fā)達的西部市場上，無論是房租還是人工、物流成本，都比北京、上海等一線城市低得多。此外，在北京這樣高度發(fā)達的市場上，消費者對于新商業(yè)模式或商業(yè)活動遠沒有貴州、重慶等地敏感。以同樣的名人簽售為例，在重慶市場上舉行比在北京能夠獲得更加熱烈的回應(yīng)。

不領(lǐng)跑的優(yōu)勢

與其他產(chǎn)業(yè)不同，對于以文化產(chǎn)品為主營的文化書店，文化上現(xiàn)象與變化對書店的經(jīng)營都足以產(chǎn)生著微妙而重要的影響。

光合作用擺出領(lǐng)跑的姿態(tài)搶灘文化中心北京，傳遞著其在這場碰撞中對主流文化的堅持。光合對自身的定位是一個能夠引導(dǎo)大眾讀書品味的書店。而西西弗的立場，一直被作為店訓(xùn)，銘刻在書店的生命上：“參與構(gòu)成本地精神文化，助益人們生活成長事業(yè)”。重慶西西弗一位管理人員說，西西弗從來不是文化領(lǐng)導(dǎo)者，而是充分尊重當(dāng)?shù)匚幕ǜ鞣N流行文化，并把自己變成其中的一部分，其所認同并服務(wù)的文化，無關(guān)主流或非主流，而是“存在即合理”，是純粹的城市文化。

這種立場與定位對書店的影響，絕不僅反映在一句標語或口號上。它決定了市場對于一個品牌的接受度，以及書店在與周邊業(yè)態(tài)合作中所處的地位。因此，直接影響著二者的擴張模式。

成為領(lǐng)導(dǎo)者的代價是，光合作用在一個局部市場上必須具備規(guī)模優(yōu)勢，而規(guī)模卻要拿真金白銀砸出來。這使得光合作用的資金鏈一直處于緊張的狀態(tài)。

而西西弗式的擴張，是立足將自己融入當(dāng)?shù)匚幕?，變成?dāng)?shù)匚幕囊徊糠?。這種“參與構(gòu)成本地精神文化”的自我定位，在進軍重慶市場時給西西弗帶來了極大的助力。作為整個城市文化的一部分，西西弗在房租、位置等方面得到了最大限度的資源支持。

書籍品種的區(qū)別

在各方關(guān)于光合作用倒閉原因的解讀中，各種成本的上漲、利潤的下滑被各種業(yè)內(nèi)外人士一再解讀與強調(diào)，卻忽略了其中的另一個重要信息：銷售額的大幅下降。

在這個讀者抱怨書價飛漲的年代里，光合作用銷量究竟因何下降？

電商的沖擊固然是重要因素，但最初，光合作用將讀者定位為20-40歲的城市精英階層，試圖通過文化的“混搭”鎖定更多的人群。然而，讀者定位的擴大也帶來了圖書選擇上的困難，尤其在資金鏈緊張的情況下。

當(dāng)通俗小說、實用讀本和快餐式讀物大舉登上圖書市場上的銷售榜單，資金鏈上時刻傳來的饑餓感讓光合作用不得不放下曾經(jīng)對主流學(xué)術(shù)文化的堅持，從書籍的選擇上向草根流行文化妥協(xié)，但讀者對其卻并不買賬，對于光合作用書籍品位下降的不滿屢見不鮮。

而盡管西西弗店里絕不乏陽春白雪的文字、藝術(shù)、哲學(xué)等藝術(shù)書籍，甚至有些是在當(dāng)?shù)刂挥形魑鞲ゲ庞械男”娮x本，然而，西西弗從未把商業(yè)性的休閑或?qū)嵱脮懦谧约旱臅鴨沃狻Ｒ詫W(xué)術(shù)文化提升品位，以流行暢銷書帶動銷量，這種從最初便作出的對于草根文化的妥協(xié)，使西西弗最大化地受益于那場新生手和流行文學(xué)迅猛發(fā)展的商業(yè)文化盛筵。

無力結(jié)款便拿不到好書，拿不到好書又直接導(dǎo)致銷量下降，資金更加緊張。當(dāng)供應(yīng)鏈上形成了可怕的惡性循環(huán)，斷裂只是遲早的問題。一組數(shù)據(jù)或許可以從一個側(cè)面解讀這種的差別：截至2011年下半年，西西弗總面積1100平方米，精神資源總數(shù)7萬余種；光合作用總經(jīng)營面積5500多平方米，圖書品種6萬種。西西弗的圖書密度，遠遠高于光合作用。

活動的差異

盡管將流行暢銷書擺滿了店里最顯然的位置，并不代表光合作用從靈魂上真正變成了這種草根文化的代言。如同孫池在面對媒體時，一再堅持“小資只是環(huán)境，‘悅讀’才是內(nèi)涵?！?/p>

這種對于草根文化的本質(zhì)立場同樣反映在二者的活動差異上。

作為以文化為賣點的書店，各種講座、沙龍性的活動是光和作用和西西弗共同的推廣手段。然而在內(nèi)容上，光合作用推出的《茶花女》歌劇賞析講座、《網(wǎng)絡(luò)時代我們?yōu)槭裁催€戀書》主題研討，日本知名設(shè)計師迫慶一郎設(shè)計理念分享沙龍……依然流露著濃得放不開的學(xué)術(shù)情結(jié)；而西西弗不僅與林清玄論道，邀劉墉參禪，與光明日報主編輯徐嘵談?wù)摗栋肷鸀槿恕?，也大張旗鼓地邀請李承鵬、方文山、郭敬明、蔡康永，甚至粹純的商業(yè)偶像明道進行現(xiàn)場簽售活動。

當(dāng)80后甚至90后一代迫切地尋求著屬于他們的文化認同感，西西弗便恰好成了那個認同他們也被他們所認同的文化標簽。

從閱讀到埋單

無論是西西弗還是光合作用，自由開放的舒適閱讀環(huán)境都是一大賣點。

在光合作用看書，你可以選擇站著看，或者把書買下來，帶進店里的“悅讀咖啡館”，然后花上十幾元錢點一杯飲品，坐下來慢慢“啃”。只有在光合作用買的書才能被帶進咖啡館，否則只有站著或席地而坐。

同樣是體驗式銷售，西西弗做得比光合作用更“絕對”。“背包太沉，存吧；站著太累，坐吧；買了太貴，抄吧；您有意見，提吧。”西西弗的座右銘被黑底白字地醒目張貼在存包處；店內(nèi)最核心的區(qū)域是一個層層疊疊的拱形書廊，其中的書籍并不以銷售為導(dǎo)向，中間設(shè)一長書桌；從《南方周末》精選的剪報，拼貼出一根根可閱讀、有波普風(fēng)的柱子……這樣的西西弗，不再是一個書店，而本身就是一部實體的書籍。

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關(guān)健詞：生物學(xué) 概念

隨著時代的進步，科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，中學(xué)生物學(xué)課程在內(nèi)容和要求上較以前都發(fā)生了較大的變化，建立起以“提高全體學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng)”為目標，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，注重與學(xué)生現(xiàn)實生活相聯(lián)系的新一代課程。作為一線的教師，在落實新課程的過程中，也存在著一些困難和挑戰(zhàn)。如：課程標準明確提出“倡導(dǎo)學(xué)生在解決實際問題的過程中深入理解生物學(xué)的核心概念”。就概念與核心概念的理解比較模糊和片面，僅僅將概念簡單的等同于名詞術(shù)語或其定義，將概念以孤立名詞解釋的方式讓學(xué)生記憶，學(xué)生不易構(gòu)建良好的知識結(jié)構(gòu)框架，容易遺忘，在知識運用和遷移時感到困難。

上述的問題一直困擾著我，聽了北京師范大學(xué)生命科學(xué)院劉恩山教授的《初中生物學(xué)重要概念的教學(xué)》后，對如何在課堂教學(xué)中實現(xiàn)生物學(xué)概念的傳遞有了新的認識。

一、概念是什么

這個問題我們首先要弄清楚，概念是共同有某些特征或?qū)傩缘氖录⑽矬w或現(xiàn)象的抽象概括，是一種由相近、相似的事件、想法、物體或人所組成的集合。作為一個概念，通常包括三個要素：一是概念名詞，或者我們稱之為概念術(shù)語。術(shù)語在課堂教學(xué)中，我們教師還是習(xí)慣這種傳遞方式來進行生物學(xué)包括其他自然科學(xué)的概念傳遞。概念的第二個要素，就是指概念的內(nèi)涵。概念的內(nèi)涵關(guān)健是在于其揭示了概念的本質(zhì)屬性及其特征，而且是可以較為準確地反映概念的本質(zhì)。概念的第三個要素就是概念的外延。所謂外延是指具有概念所反映的特有屬性或本質(zhì)屬性的對象，通常也稱之為概念的適用對象。

二、教學(xué)中選擇合適的傳遞概念的方式

生物學(xué)概念是生物學(xué)課程內(nèi)容的基本組成，作為生物學(xué)概念的傳遞方式，在課堂教學(xué)中有兩種傳遞概念的方式。第一種，也是我們老師在平常的課堂教學(xué)中常用的方式，就是使用術(shù)語來傳遞生物學(xué)概念。第二種傳遞形式，就是以一個完整陳述句去表述概念內(nèi)涵的方式。用描述概念內(nèi)涵的方式來傳遞概念，可以更好地針對學(xué)生的年齡特點和認知能力來確定概念教學(xué)的深度和廣度。在初中生物學(xué)概念教學(xué)中，我們選擇傳遞概念的方式，既要揭示其事實，又要符合學(xué)生的接受能力。選擇使用術(shù)語來傳遞概念的方式存在很大的風(fēng)險，學(xué)生在理解上可能與你所講授的概念不真正一至，如“克隆”、“基因”等等這些概念教師只說術(shù)語，學(xué)生并不知道其真正含義。

三、生物學(xué)教學(xué)中概念的傳遞和理解

為了避免上述情況的出現(xiàn)，我們應(yīng)盡量避免使用專業(yè)詞匯，將概念與詞匯術(shù)語分開。比如：“光合作用”這個概念是指綠色植物利用太陽能，也就是光能，把二氧化碳和水分子合成糖（碳水化合物），同時，釋放氧氣的過程。這一陳述中，“光合作用”就是一個概念，而里面的“實際內(nèi)容”綠色植物利用太陽能，也就是光能，把二氧化碳和水分子合成糖儲存了能量，同時，釋放氧氣就是此概念的內(nèi)涵，這一實質(zhì)適用于植物，這就是它的外延。在實際教學(xué)中，我們不直接把此概念告知學(xué)生，而是通過幾個探究實驗，由學(xué)生自己總結(jié)出“光合作用”的內(nèi)涵和外延。如：通過“探究綠色植物在光下制造有機物”這個實驗，學(xué)生得出光合作用的條件是光、產(chǎn)物是淀粉等有機物；通過“探究光合作用的場所是葉綠體”實驗，知道光合作用的場所是葉綠體，再結(jié)合一些其他實驗，最終得出光合作用的內(nèi)涵以及外延。在此基礎(chǔ)上，幫助學(xué)生明確到底需要知道什么，理解了什么叫光合作用。這就是采用的第二種傳遞形式，因為學(xué)生對光合作用已經(jīng)有了很深刻的理解，在此后的教學(xué)中，我們就可以以第一種傳遞方式進行教學(xué)了，直接用術(shù)語傳遞。當(dāng)然，如果直接用第一種方式傳遞“光合作用”這一生物學(xué)概念，那同學(xué)們僅僅是把概念作為名詞解釋去記憶概念，往往會導(dǎo)致學(xué)生不求正解，在不理解的基礎(chǔ)上死記硬背，成為無意義的學(xué)習(xí)，只會獲得一個無效的言語練習(xí)，可能會讓學(xué)生在后續(xù)學(xué)習(xí)時產(chǎn)生困惑。但是如果兩種方式結(jié)合傳遞，概念教學(xué)不再是滿足于學(xué)生知道或記得某個專業(yè)詞匯的含義，而是意味著課堂教學(xué)的重心將是幫助學(xué)生深層理解這些概念。

四、如何在教學(xué)中有效地傳遞概念

篇6

一、利用光合作用發(fā)現(xiàn)史,了解科學(xué)實驗的方法

教材在光合作用一節(jié)中首先通過幾個經(jīng)典實驗講述了光合作用發(fā)現(xiàn)的過程。教學(xué)時,我重點介紹了科學(xué)家的實驗設(shè)計思路和方法。例如,在介紹1880年德國科學(xué)家恩吉爾曼用水綿做實驗材料進行光合作用的實驗時,我簡要介紹了水綿的生理特征之后,先請學(xué)生自己閱讀“實驗過程”,然后提出問題:此實驗設(shè)計的巧妙之處在哪里?大部分學(xué)生都是從實驗操作過程上找答案,惟獨忽略了“選擇實驗材料的重要性”這個問題。我就引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合水綿的結(jié)構(gòu)特點:具有細而長的帶狀葉綠體,葉綠體在細胞中又呈螺旋狀分布。想到這樣的葉綠體不僅受光面積大,也便于觀察、分析和研究,并且強調(diào)科學(xué)實驗材料的選擇是實驗成敗的關(guān)鍵因素之一。聯(lián)系前不久剛做過的“觀察細胞質(zhì)流動”實驗,觀察不到細胞質(zhì)流動的原因,主要是因為實驗材料選擇不當(dāng)造成的。這樣使學(xué)生認識到選擇一種理想的實驗材料,可以使實驗結(jié)果明顯可靠,也是成功的先決條件。通過這些講述不僅拓寬了學(xué)生的思路,而且使學(xué)生清醒地意識到選擇實驗材料的重要性。接著提問:恩吉爾曼設(shè)計實驗步驟時,為何要把載有水綿和好氧細菌的臨時裝片放在沒有空氣并且是黑暗的環(huán)境里呢?學(xué)生經(jīng)過討論,一致認為:排除了氧氣和光線的影響,保證實驗的順利進行。為什么要選用極細的光束照射,并且用好氧細菌檢測?學(xué)生回答:這樣能夠準確判斷水綿細胞中釋放氧氣的部位。再問:為什么要做黑暗、局部、曝光的對比實驗?學(xué)生回答:可明確結(jié)果全是由光照引起的。這樣學(xué)生就自然得出氧是葉綠體釋放的,葉綠體是光合作用的場所的結(jié)論。

通過啟發(fā)誘導(dǎo)使學(xué)生明確:提出問題創(chuàng)立假設(shè)設(shè)計實驗分析結(jié)果再實驗再觀察,直到找出事物內(nèi)在的必然聯(lián)系,這不僅是光合作用發(fā)現(xiàn)的基本過程,而且還是生物科學(xué)研究的基本過程。從科學(xué)的角度看生物學(xué)教學(xué)的實驗,可訓(xùn)練學(xué)生的觀察能力、思維能力和分析能力,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)實驗的方法,從而達到提高其綜合素質(zhì)的目的。

二、利用色素的提取分離實驗,培養(yǎng)學(xué)生的動手能力

前蘇聯(lián)教育學(xué)家蘇霍姆林斯基說:“讓學(xué)生體驗到一種自己在親身參與掌握知識的情感,乃是喚起少年特有的對知識興趣的重要條件?！倍飳W(xué)正是一門實驗性很強的學(xué)科,許多生物學(xué)知識都是在實踐中得到的。生物學(xué)實驗課給學(xué)生提供了一個很好的實踐機會,也是培養(yǎng)他們的探索精神、動手能力的有效渠道。更是落實素質(zhì)教育的極好時機。如在光合作用中安排的“葉綠體中色素的提取及分離”實驗中,毛細吸管劃濾液細線不是太粗就是不齊,要不就是把紙劃破,直接影響實驗效果。后來學(xué)生自己想辦法,不用毛細吸管,而是把濾紙在鉛筆線處折疊,直接在濾液上劃。這樣的濾液細線不僅細齊,而且沾上的色素多,在濾紙上析出的色素帶明顯,學(xué)生不僅了解了葉綠體中色素的種類及含量,鞏固強化了課本知識,更重要的是培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力、觀察能力和思維能力,發(fā)展了他們愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)、用科學(xué)的志趣,提高了他們探索未知世界的勇氣,使教學(xué)質(zhì)量明顯提高。

三、利用同位素標記法,了解學(xué)科間的滲透作用

隨著科學(xué)的發(fā)展和人們研究的深入,各學(xué)科之間的聯(lián)系越來越密切,在教學(xué)中客觀地把握它們之間的內(nèi)在聯(lián)系,不僅可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情,提高學(xué)生的思維能力,而且能促進知識的發(fā)散。生物學(xué)的發(fā)展與物理、化學(xué)的發(fā)展關(guān)系密切。也正是由于理化知識的介入,才使人們對生命本質(zhì)的認識深入到分子水平。例如,光合作用關(guān)于產(chǎn)物之一的氧究竟來自反應(yīng)物中的水還是二氧化碳,就是利用物理學(xué)方法可―同位素標記法來解決的。再如,葉綠體中色素的分離是利用化學(xué)方法――紙層析法來達到目的的。

另外,在生物教學(xué)中我還經(jīng)常運用哲學(xué)原理。哲學(xué)似乎與生物學(xué)毫不相干,事實上量變與質(zhì)變、運動與靜止、內(nèi)因與外因、對立與統(tǒng)一辯證的觀點在生物學(xué)中隨處可見。例如,介紹光合作用過程時,我說雖然從新陳代謝的角度看光合作用是一個同化過程,但是其中也伴隨著物質(zhì)和能量釋放即異化作用。這樣處理教材的目的是通過教材其體的事例向?qū)W生滲透辯證唯物主義的思想。一方面可以加深學(xué)生對生物知識及辯證唯物主義的理解,更重要的是有助于學(xué)生科學(xué)世界觀的形成。

四、利用光合作用的意義,對學(xué)生進行德育教育

篇7

——初中科學(xué)“研究光合作用的發(fā)現(xiàn)過程”教學(xué)設(shè)計思想*

教學(xué)意圖

初中科學(xué)課程的目標是提高每個學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，實驗則是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑和方法，提出合理的假設(shè)、科學(xué)地設(shè)計實驗方案又是實驗教學(xué)的靈魂所在。讓學(xué)生自行設(shè)計實驗，有利于他們提高以思維和創(chuàng)新能力為主的綜合能力，接受科學(xué)方法的訓(xùn)練。經(jīng)典實驗是學(xué)生設(shè)計實驗方案的優(yōu)秀范例，科學(xué)史中的經(jīng)典實驗設(shè)計閃耀著科學(xué)家的智慧，體現(xiàn)了科學(xué)研究方法，可以讓學(xué)生受到科學(xué)思維方法的熏陶和引導(dǎo)，從模仿創(chuàng)新開始，逐步發(fā)展到獨立的原創(chuàng)創(chuàng)新，能有效地提高學(xué)生提出假設(shè)、設(shè)計實驗的能力。

有關(guān)“植物的光合作用”的知識點在初中科學(xué)中占相當(dāng)重要的地位，然而，在教學(xué)中，光合作用發(fā)現(xiàn)史中精妙絕倫的經(jīng)典實驗卻往往被認為只是展示知識的一種形式，它的其他功能卻被忽視了。其實，光合作用的發(fā)現(xiàn)史不僅展示了知識的發(fā)生過程，能幫助學(xué)生深刻理解知識、理解科學(xué)的本質(zhì)，還有著更多的教育教學(xué)意義：利用科學(xué)史的“故事性”，能有效地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；重溫先人勇于探索的過程，能有助于培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度和堅忍不拔的科學(xué)精神；更為有效的是，學(xué)生可以從光合作用經(jīng)典實驗中學(xué)習(xí)到科學(xué)家設(shè)計實驗的智慧，這也是本節(jié)課的重中之重。

學(xué)情分析

一、學(xué)生起點能力

在小學(xué)階段已知道植物能進行光合作用，對光合作用的原料、產(chǎn)物、場所、動力等也有所了解；已經(jīng)歷過科學(xué)探究的一般過程；隱性或顯性地接觸過建立假設(shè)等研究方法；隱性或顯性地進行過合作交流。

二、學(xué)習(xí)目標分析

本節(jié)課以光合作用發(fā)現(xiàn)史中的經(jīng)典實驗為載體，旨在引導(dǎo)學(xué)生通過對經(jīng)典實驗的分析，建立光合作用的模型，掌握設(shè)計實驗的規(guī)則，進而能創(chuàng)造性地設(shè)計實驗進行科學(xué)探究，領(lǐng)悟科學(xué)精神，提高科學(xué)素養(yǎng)。其中，根據(jù)J.R.Anderson的AcT理論，有關(guān)光合作用的知識屬于陳述性知識，設(shè)計實驗的規(guī)則屬于程序性知識。

對光合作用、科學(xué)探究的一般過程、建立假設(shè)等

研究方法及合作交流有初步了解——起點

習(xí)得光合作用的原料、產(chǎn)物、場所、動力等，

從而建立模型——使能目標一

分別習(xí)得控制實驗條件、設(shè)置對照實驗、

選擇實驗材料等規(guī)則——使能目標二

綜合運用實驗設(shè)計規(guī)則，在新情景下

設(shè)計實驗方案——終點目標

教學(xué)目標

一、知識和技能

通過研究經(jīng)典實驗大致認識人類探索光合作用的歷程；了解經(jīng)典實驗的方法及結(jié)論；能說出光合作用的原料、產(chǎn)物、場所、動力等。

二、過程和方法

體驗前人設(shè)計實驗的技能和思維方式；經(jīng)歷科學(xué)探究的一般過程：提出問題建立假設(shè)實驗探究收集和處理事實得出結(jié)論；初步學(xué)會合作交流、建立模型、提出假設(shè)、控制實驗條件、設(shè)置對照實驗等方法。

三、態(tài)度、情感和價值觀

領(lǐng)悟“科學(xué)知識真實可信，但它不是絕對真理”；激發(fā)科學(xué)興趣，感受實事求是的科學(xué)態(tài)度、堅忍不拔的意志品質(zhì)；樹立“懷疑、創(chuàng)新、進取”的科學(xué)精神。

教學(xué)準備

一、實驗器材

燒杯、金魚藻等水草、玻璃棒、水、不同瓦數(shù)的電燈泡等。

二、多媒體課件及相關(guān)設(shè)備

用于設(shè)置真實的問題情景、展示經(jīng)典實驗過程的多媒體課件；多媒體計算機、視頻展示臺等設(shè)備。

教學(xué)過程

一、回顧原有知識，尋找新知識固定點

師：“民以食為天”，動物需要以食物來維持生命，一棵小樹長成參天大樹，其質(zhì)量增加幾百至幾千倍，它的食物是什么呢？

利用多媒體出示一段錄像《陽光下的魔術(shù)——植物的光合作用》。

【探究式教學(xué)應(yīng)建立在學(xué)生已有的探究能力和認知基礎(chǔ)上。這里的提問和錄像，意在激活、提升學(xué)生的原有知識，幫助學(xué)生在自己原有的認知圖式上建構(gòu)新的認知結(jié)構(gòu)?！?/p>

二、設(shè)置問題情境，告知學(xué)習(xí)目標

師：科學(xué)是一門以觀察和實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科。那么，科學(xué)家是怎樣設(shè)計實驗來探索發(fā)現(xiàn)光合作用的呢？今天我們要學(xué)習(xí)、模仿科學(xué)家設(shè)計實驗的方法，爭取自己也能創(chuàng)造性地設(shè)計實驗，探究光合作用的奧秘。

【良好的開端是成功的一半，設(shè)置疑難問題引入課題，激發(fā)學(xué)生的認知沖突，使學(xué)生的精神保持亢奮狀態(tài)，為課堂學(xué)習(xí)提供良好的心理氛圍；通過告知學(xué)習(xí)目標，讓學(xué)生意識到學(xué)習(xí)活動的意義指向，使學(xué)習(xí)的目標成為一種有力的探究動機?！?/p>

三、呈現(xiàn)學(xué)習(xí)材料，小組合作探究

利用多媒體圖文結(jié)合逐個展示有關(guān)經(jīng)典實驗，引導(dǎo)學(xué)生圍繞引導(dǎo)性問題進行合作探究（部分探究內(nèi)容見表1），并將探究結(jié)果填入表2。

【初中學(xué)生有強烈的好奇心和求知欲，但他們往往只滿足于新奇的現(xiàn)象，所以要根據(jù)教學(xué)內(nèi)容有計劃地設(shè)計和展示序列化、分層次的學(xué)習(xí)目標——引導(dǎo)性問題，為學(xué)生探究學(xué)習(xí)提供“支架”，引導(dǎo)他們定向探究，持久地進行思維活動。

學(xué)生在序列化問題的引導(dǎo)下探究分析經(jīng)典實驗，從而“發(fā)現(xiàn)”光合作用的原料、產(chǎn)物、場所、動力等知識，這是主動積極、產(chǎn)生式的建構(gòu)過程，有利于使知識轉(zhuǎn)化為個體內(nèi)在的認知結(jié)構(gòu)，促進學(xué)生對知識的理解和提??；通過系列經(jīng)典實驗的展示和分析，讓學(xué)生感悟到科學(xué)是發(fā)展變化的探究過程，不是絕對的真理。

為了讓學(xué)生習(xí)得關(guān)于實驗設(shè)計能力的程序性知識，采用了如下的教學(xué)：首先，學(xué)生在教師提供的經(jīng)典實驗和有關(guān)問題引導(dǎo)下，經(jīng)過討論和反饋，逐個“發(fā)現(xiàn)”實驗設(shè)計規(guī)則——設(shè)置對照實驗、排除干擾、控制單一變量、恰當(dāng)?shù)剡x擇實驗材料、顯性化實驗現(xiàn)象（如，運用老鼠和蠟燭創(chuàng)造條件，使在自然環(huán)境中無法觀察到的空氣成分變化間接地表現(xiàn)出來）等。這是奧蘇伯爾同化論中的上位學(xué)習(xí)的一種形式——從例子到規(guī)則的學(xué)習(xí)，簡稱例—規(guī)法。這是為了使學(xué)生的認識從直觀到概括、從個別到一般。然后，引導(dǎo)學(xué)生將實驗設(shè)計規(guī)則遷移到新的實驗情景中去，經(jīng)過在變化情境中的練習(xí)，促進學(xué)生對規(guī)則的理解和掌握，逐步使各條規(guī)則由陳述性知識轉(zhuǎn)化為程序性形式，使相應(yīng)的規(guī)則向辦事的技能轉(zhuǎn)化?！?/p>

四、歸納習(xí)得知識，建立知識模型

師：幾代科學(xué)家歷經(jīng)200多年，才基本弄清植物光合作用的過程。（利用多媒體展示一植物整體圖）請你們歸納以上每個實驗的結(jié)論，在圖中用文字或符號表示出光合作用的原料、產(chǎn)物、場所、動力等。

學(xué)生回答結(jié)果如圖1。

【學(xué)生獲得知識的標志是大腦中儲存和建立了很多準確而又彼此聯(lián)系的信息網(wǎng)絡(luò)。本教學(xué)環(huán)節(jié)把光合作用的場所、條件、產(chǎn)物、原料等分散的知識整合成一個整體并表示出它們的關(guān)系，還應(yīng)用表象策略，把言語信息集合到學(xué)生熟悉的植物圖片模型上，讓學(xué)生通過雙重編碼形成模型，將新接受的信息與大腦中原有的信息緊密聯(lián)系，建構(gòu)成新的認知體系，促進知識的理解、記憶和提取?！?/p>

五、綜合應(yīng)用規(guī)則，設(shè)計實驗方案

師：在20世紀，至少有6次有關(guān)光合作用的研究成果榮獲諾貝爾獎。探索并沒有結(jié)束，希望你也能參加到科學(xué)研究中來！現(xiàn)在請同學(xué)們運用實驗設(shè)計規(guī)則，探究一個真實問題：

小明媽媽從水族館買回來幾棵水草，讓小明放在水族箱內(nèi)，說這樣水中會有較多的氧氣讓魚兒呼吸。愛動腦筋的小明想讓這幾棵水草釋放出更多的氧氣。你能想辦法讓水草釋放出更多的氧氣嗎？你可以設(shè)計實驗來證明你的想法嗎？請你用圖片或文字來表達自己的實驗設(shè)計。

用多媒體圖文結(jié)合展示這個應(yīng)用性問題后，將實驗裝置（如圖2）放在視頻展示臺上展示，引導(dǎo)學(xué)生觀察植物“冒氣泡”。然后，學(xué)生分小組討論實驗設(shè)計方案，各組用視頻展示臺展示自己的實驗設(shè)計方案，和全班同學(xué)辯論、交流。

【學(xué)生掌握智慧技能的行為指標是看他們能否在實際情境中應(yīng)用規(guī)則做事，而不是能否陳述規(guī)則。所以，需要引導(dǎo)學(xué)生將實驗設(shè)計規(guī)則獨立地應(yīng)用于解決新問題，促使智慧技能達到自動化。這個探究活動要求學(xué)生進行綜合、歸納、創(chuàng)造性的思維活動，這屬于信息加工階段，它有利于啟動學(xué)生的大腦內(nèi)化力、培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)造能力。例如：有的學(xué)生在設(shè)計實驗時，提出將適量的雪碧倒入水中，以增加水中的二氧化碳，促進水草光合作用；還有的學(xué)生提出光的波長也會影響光合作用的效果……學(xué)生的思維被激活，創(chuàng)造的火花可見一斑。在選題方面，充分考慮了教學(xué)任務(wù)的情境性和真實性?！霸鯓硬拍茉鰪娝莸墓夂献饔谩笔巧钪械膶嶋H問題，因而成為開展探究式教學(xué)的有效切入點。】

六、課后繼續(xù)探究

師：葉脈是運輸水的結(jié)構(gòu)，你能根據(jù)這個實驗原理，設(shè)計實驗證明水是光合作用的原料嗎？你也可以設(shè)計實驗探索其他問題。

【加涅認為學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果能使其才能發(fā)生相對持久的變化，而設(shè)計實驗方案又是高級的智慧技能，需要組合若干規(guī)則解決復(fù)雜問題，學(xué)生不是一朝一夕就能掌握的，需要多次進行變換情景練習(xí)才能逐步達到自動執(zhí)行的程度?！?/p>

教學(xué)反思

一、探究課要以具體的知識為載體，以真正理解并學(xué)以致用為中心目標

本課是一節(jié)探究式教學(xué)課。在這節(jié)課中，學(xué)生以光合作用發(fā)現(xiàn)史為探究的載體，以真實的問題情境作為探究的背景，以真正理解實驗設(shè)計策略并學(xué)以致用為中心目標。

科學(xué)探究必須以具體的知識為載體，它不能獨立于具體知識之外。本活動以光合作用發(fā)現(xiàn)史為知識載體，引導(dǎo)學(xué)生沿著光合作用發(fā)現(xiàn)的歷史線索，從古希臘亞里士多德1629年海爾蒙特1771年（光合作用年）普利斯特利1779年英格豪斯1864年薩克斯1880年恩吉爾曼……通過分析系列經(jīng)典實驗得出植物光合作用的原料、產(chǎn)物、場所、動力，并用表格一一總結(jié)，然后通過歸納，抽象出光合作用模型，從而為學(xué)生提出假設(shè)和設(shè)計實驗提供相關(guān)的基礎(chǔ)知識。

設(shè)計真實的問題情景。探究“怎樣才能增強水草的光合作用”這個真實的問題，將科學(xué)概念與生活現(xiàn)實相聯(lián)系，體現(xiàn)“從生活走向科學(xué)，從科學(xué)走向生活”，使學(xué)生對所學(xué)知識有親切感。心理學(xué)研究表明，當(dāng)外部刺激引起主體的情感活動時，就更容易成為注意的中心，有利于培養(yǎng)學(xué)生探索的興趣，從而強化理解和記憶。

“真正理解并學(xué)以致用”是整節(jié)課的中心目標。首先，教師介紹體現(xiàn)了理性之美的經(jīng)典實驗，為學(xué)生提供典型的榜樣和范例，引導(dǎo)學(xué)生對實驗現(xiàn)象進行科學(xué)推理，培養(yǎng)思維的縝密性，并引導(dǎo)學(xué)生從經(jīng)典實驗中挖掘、學(xué)習(xí)科學(xué)巨匠獨到的科學(xué)思想和科學(xué)方法；為了有利于學(xué)生真正理解實驗設(shè)計方法，采用“螺旋式教學(xué)法”——海爾蒙特實驗的排除干擾因素、普利斯特利實驗的排除干擾因素和設(shè)置對照實驗、英格豪斯實驗的控制單一變量和設(shè)置對照實驗、恩吉爾曼實驗的巧妙選材以及創(chuàng)造條件顯性化實驗現(xiàn)象等，使學(xué)生在課堂中多次接觸具有啟發(fā)性的實驗設(shè)計方法。然后，通過開放的發(fā)散思維建立假設(shè)，綜合所學(xué)的知識和技能當(dāng)堂模仿設(shè)計并實踐探究實驗，有助于學(xué)生“學(xué)以致用”。

二、現(xiàn)代教學(xué)手段有效地輔助探究活動

篇8

綠葉海蛞蝓生活在美國大西洋沿岸，體形嬌小，只有1～3厘米長，身體呈凝膠般的半透明狀，通體翠綠，看上去就像一片美麗的葉子。它們從海藻中獲得葉綠體，儲存在內(nèi)臟細胞里，內(nèi)臟細胞遍布整個身體，形成能獲得陽光照射的最大面積。不過，對于綠葉海蛞蝓來說，要將動物進行光合作用的本領(lǐng)發(fā)揮到極致，僅僅從形態(tài)上做到完美還不夠，它們的生存策略還包括：將藻類的葉綠體“劫”為己有。它們是怎樣做到的呢？

研究人員注意到，只要連續(xù)進食兩周海藻，幼年的海蛞蝓就可以完全依靠光合作用生活10個月，在此期間它們不再進食。這就出現(xiàn)了一個疑問：當(dāng)葉綠體存在于一個動物的細胞中時，已經(jīng)遺失了維持葉綠體工作的蛋白質(zhì)，葉綠體是如何繼續(xù)工作的呢？研究人員將注意力轉(zhuǎn)移到海蛞蝓的DNA上，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，有一種和藻類基因排列相同的基因組存在，表明綠葉海蛞蝓有可能從海藻那里取走了相應(yīng)的基因。進一步研究發(fā)現(xiàn)，海蛞蝓在進食藻類時，除了攝入葉綠體，同時還攝入了藻類的基因，后者與海蛞蝓的基因合并，產(chǎn)生了能使海蛞蝓自己維持葉綠體工作的蛋白質(zhì)（這種蛋白質(zhì)要靠藻類的基因編碼才能產(chǎn)生）。甚至還有一種觀點認為，是綠葉海蛞蝓體內(nèi)的一種病毒將藻類的DNA運送到了海蛞蝓的細胞中。

各種實驗結(jié)果都指向一種可能：綠葉海蛞蝓在獲取海藻細胞葉綠體的同時，還“盜取”了海藻細胞中維持葉綠體運轉(zhuǎn)的基因。研究員還在綠葉海蛞蝓的生殖細胞中發(fā)現(xiàn)了這種被“盜取”的基因，這意味著維持葉綠體功能的能力可以傳給下一代，只要這些后代吃進足夠多的葉綠體，就能開始光合作用了。在自然界中，像這樣在兩個不同物種間進行橫向基因轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象是極為罕見的。

就當(dāng)今的基因工程而言，要將維持葉綠體活性所需的基因全部植入動物基因組中是相當(dāng)困難的，但如果將一整個植物細胞都植入動物的細胞中去，所需的基因修補物質(zhì)則會少很多。這或許解釋了為什么絕大多數(shù)能進行光合作用的動物都選擇將整個共生藻細胞儲存在自己的細胞中，而不像綠葉海蛞蝓那樣費力地去“盜取”葉綠體的原因。綠葉海蛞蝓的成功，證明它在進化的歷程中已經(jīng)領(lǐng)先了一大步。

篇9

【關(guān)鍵詞】初中生物 概念教學(xué) 方法 教學(xué)質(zhì)量

概念是指以最簡潔的語言概括事物的本質(zhì)屬性。生物學(xué)概念是反映生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的本質(zhì)屬性，是對生物的結(jié)構(gòu)、生理乃至一切生命現(xiàn)象、原理及規(guī)律的闡述。生物學(xué)概念是生物學(xué)的基礎(chǔ)，也是中學(xué)生物教學(xué)的重點、難點。搞好生物學(xué)概念教學(xué)是中學(xué)生物教學(xué)成功的關(guān)鍵。下面就如何提高概念教學(xué)的有效性談我的做法和體會。

一、明確概念的內(nèi)涵和外延，全面分析概念

概念是由內(nèi)涵和外延組成的，它們是概念所具有的基本特征。也是教師所要講的內(nèi)容。什么是內(nèi)涵呢？生物概念的內(nèi)涵是指反映生命現(xiàn)象和生命活動規(guī)律的本質(zhì)特征。什么是外延呢？外延是指內(nèi)涵所適用的范圍和條件，是生物概念反映的總和。例如，“胚”的概念是：種子中的胚芽、胚軸、胚根、子葉構(gòu)成的整體，叫做胚。胚是新植物體的幼體。是種子中的主要部分。（人教社版，初中生物第一冊（上））其中“胚芽、胚軸、胚根、子葉”是概念的內(nèi)涵，它們反映了胚的結(jié)構(gòu)的本質(zhì)特征。“種子”，“新植物體的幼體”是從位置和功能上反映了胚的屬性，因此，是概念的外延。由于概念的內(nèi)涵和外延是從不同的方面反映了同一事物特有的本質(zhì)。教師只有明確了概念的內(nèi)涵和外延，并對概念做全面的分析，才能在教學(xué)中準確地揭示概念的內(nèi)涵，明確外延。做到概念講解確切，重點突出，條理清楚，使學(xué)生能順利地形成概念。概念做為思維的基本單位，只有當(dāng)學(xué)生掌握它后，才能對生物學(xué)知識進行判斷和推理，才能正確地進行思維，并清晰、正確地表達生物學(xué)思想。

二、針對不同的概念，精心選擇教學(xué)方法

生物學(xué)的概念繁多，由于生物學(xué)概念的特征，內(nèi)容不同，彼此之間的聯(lián)系和關(guān)系縱橫交錯，因此，教師只有根據(jù)不同的生物學(xué)概念，選擇合理的教學(xué)方法才能講好生物學(xué)的概念。針對不同的生物學(xué)概念常選用的教學(xué)方法有以下幾種：

（一）講述法，課本概念，逐詞逐句挖掘，得到條理化、生成性的信息

概念是由詞語表達的，通常也是經(jīng)過詞語傳遞，使他人接受并理解。講述法就是運用準確、形象的詞語，進行概念的講析。運用講述法講好概念最重要的是要做到：確切、透徹、重點突出。怎樣才能做到呢？在概念的內(nèi)涵和外延中有些詞語是反映了事物最本質(zhì)的特征，抓住了這些重點語詞就能做到上述的幾點。例如：在講解“酶”的概念時，抓住“活”，“催化”，“蛋白質(zhì)”，“高效性”，“專一性”，“多樣性”這些重點詞語，并再通過一些實例進行講析，就能使講析確切，透徹，重點突出，使學(xué)生容易掌握并理解酶的概念。一般地講，講述法適用于各種概念的講解。

（二）直觀圖像介紹抽象概念：

有心理學(xué)家證明，人的學(xué)習(xí)83%通過視覺，11%通過聽覺，3.5%通過嗅覺，1.5%通過觸覺，1%通過味覺，由此可見直觀的重要性。在進行生物學(xué)概念的講解中，常適當(dāng)?shù)剡\用演示實驗、掛圖、板畫、模型、幻燈、投影、錄像、電影及計算機等教學(xué)手段，能夠較好地調(diào)動學(xué)生的視、聽器官的活動，使抽象的概念形象化，以增強學(xué)生對所學(xué)的生物概念識記的鞏固性和持久性，同時，還能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性及培養(yǎng)他們的觀察力，思維力、想象力。例如在講解直系血親和旁系血親的概念時，可以畫一張世代關(guān)系示意圖，在這張圖中，以自己為中心在中主軸上的縱向的一列親屬為直系血親，而中主軸親屬以外的旁支親屬都是旁系血親。同樣的例子還有如；主動運輸、原生質(zhì)層、反饋調(diào)節(jié)、頂端優(yōu)勢、反射弧、興奮傳導(dǎo)和傳遞、基因、基因工程、內(nèi)環(huán)境、體液免疫等等。

（三）通俗類比介紹陌生概念

將陌生概念與學(xué)生自身熟知的事物和生活體驗通過類比，建立適當(dāng)?shù)穆?lián)系，如果運用到教學(xué)中，這種聯(lián)系可以促進學(xué)生對新概念認知的內(nèi)化。因為無論是細胞、器官、生物體，還是機器、樓房、人類社會，各系統(tǒng)都具有一定程度的可比性，所以類比法在概念講解中有著廣泛運用。例如；將密碼子比作電影院的座位號，大人（tRNA）憑著電影票（反密碼子）找到正確的座位（堿基互補配對），然后將帶來的小孩（氨基酸）放到座位上，最后小孩手拉手（脫水縮合）形成肽鏈，這樣的講解不僅讓學(xué)生深刻理解了密碼子和反密碼子的作用，還加深了對蛋白質(zhì)合成中的翻譯過程的認識。還有在免疫教學(xué)中，將骨髓比作士兵的搖籃，胸腺比作訓(xùn)練的場地，脾臟比作血液過濾器，淋巴結(jié)比作殺敵的戰(zhàn)場等等。

三、找出關(guān)鍵詞，剖析概念

一個完整的概念，往往是由幾個要素構(gòu)成，引導(dǎo)學(xué)生把它的幾個要素找出來，解剖要素并把各要素關(guān)鍵詞串聯(lián)起來，就會形成一個簡化的概念。如，光合作用概念中關(guān)鍵詞為“綠色植物”、“葉綠體”、“光能”、“二氧化碳和水”、“有機物、氧氣”在此基礎(chǔ)上進一步分析關(guān)鍵詞分別代表的內(nèi)容。“綠色植物”是光合作用的適用范圍；“葉綠體”是光合作用的場所；“光能”是光合作用的條件；“二氧化碳和水” 是光合作用的原料；“有機物、氧氣”是光合作用的產(chǎn)物。

四、充分利用感性材料，使抽象的概念具體化

概念是抽象的，是用語言文字敘述的，學(xué)生理解起來比較困難，概念的獲得有賴于感性材料和經(jīng)驗，如果學(xué)習(xí)缺乏一定的感性材料或經(jīng)驗的支持，容易使學(xué)生死背定義而未能理解和掌握其真正涵義。前蘇聯(lián)心理學(xué)家魯賓斯坦說：“任何思維，不論它是多么抽象多么理論的，都是從分析經(jīng)驗材料開始，而不可能是從任何其他東西開始的。”這里所說的經(jīng)驗材料，主要是感性材料。總之感性材料越豐富、越全面，概念掌握越準確。例如“應(yīng)激性”的教學(xué)，先演示盆栽植物含羞草，讓同學(xué)親自觸摸，觀察含羞草葉的反應(yīng)狀況；讓學(xué)生自己觀察草履蟲在顯微鏡下，滴加NaCl溶液后它的運動方向；通過學(xué)生做實驗親自體驗了這兩個現(xiàn)象后，再引導(dǎo)學(xué)生自己總結(jié)，并對概念下定義，這樣能讓學(xué)生從不懂到懂，深刻理解概念。

【參考文獻】

篇10

關(guān)鍵詞：生物學(xué)概念 教學(xué) 策略

中職生物學(xué)概念較多，是中職生物學(xué)教學(xué)的重點、難點。正確的生物學(xué)概念，既是生物學(xué)知識的組成部分，又可為獲得更系統(tǒng)的生物學(xué)知識奠定基礎(chǔ)。傳統(tǒng)的概念教學(xué)就是教師講、學(xué)生背的過程。新型的概念教學(xué)不僅僅是讓學(xué)生學(xué)習(xí)、掌握了某個概念，更重要的是通過概念的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。在教學(xué)過程中，教師可以根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容以及學(xué)生的不同認知情況，采取不同的教學(xué)組織方式來實現(xiàn)概念教學(xué)。

一、抓住關(guān)鍵字、詞，理解概念的內(nèi)涵和外延

生物概念是用簡練的語言高度概括出來的，其中每一個字、詞，每一句話、每一個注釋都是經(jīng)過認真推敲并有其特定的意義，以保證概念的完整性和科學(xué)性。在教學(xué)概念時，教師可指導(dǎo)學(xué)生自己分析概念，并從關(guān)鍵性字詞入手學(xué)習(xí)。這樣的學(xué)習(xí)過程學(xué)生不僅強化了概念，有利于加深對概念的理解，而且提高了學(xué)生對文字的處理和分析能力。如學(xué)習(xí)光合作用的概念時，書上給出的定義是：光合作用是指綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機物，并且釋放出氧氣的過程。教師可以先讓學(xué)生討論，找出關(guān)鍵字詞，從中概括出進行光合作用的場所、條件、原料、產(chǎn)物。再引導(dǎo)學(xué)生進一步了解光合作用的探究歷程和具體的兩個階段。

又如，酶的概念：酶是活細胞產(chǎn)生的具有催化作用的有機物，其中絕大多數(shù)的酶是蛋白質(zhì)，少數(shù)的酶是RNA。“活細胞產(chǎn)生”“催化作用”“有機物”是酶概念的內(nèi)涵，體現(xiàn)了酶的本質(zhì)屬性：只有活細胞（又指全體活細胞）能產(chǎn)生與無機化學(xué)催化劑功能相同的有機物?！暗鞍踪|(zhì)”“RNA”從化學(xué)成分上界定了酶的范圍（酶一般為蛋白質(zhì)，RNA也能起到酶的作用），這是概念的外延。一個基本概念一般由“內(nèi)涵”和 “外延”兩個部分組成。在這樣的概念討論學(xué)習(xí)中，教師不但讓學(xué)生自己建立清晰的概念，同時也引導(dǎo)學(xué)生理解掌握概念的內(nèi)涵和外延，也適時地培養(yǎng)了學(xué)生的分析、思維能力，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

二、重視相似概念的辨析、比較，把握概念之間的本質(zhì)區(qū)別

在學(xué)習(xí)過程中，我們會遇到很多概念，致使我們在學(xué)習(xí)時易混淆不清，在運用時產(chǎn)生錯誤的理解，或把一個概念的某些屬性運用到另一個概念中去。因此，在學(xué)習(xí)時要運用辨析、比較的方法區(qū)別易混淆的概念，通過列表格等方式對相關(guān)概念進行比較和聯(lián)系，找出概念之間的本質(zhì)屬性，區(qū)別概念之間的差異以達到對概念的正確理解和區(qū)別。由于表達概念的詞語基本相同（如生長素與生長激素），或內(nèi)容上有共同的因素（如半透膜與選擇透過性膜）。例如：生長素與生長激素，可從它們產(chǎn)生的部位、化學(xué)本質(zhì)以及生理功能等方面進行比較，生長激素是由動物的腦垂體前葉分泌的一種動物激素，其化學(xué)本質(zhì)是蛋白質(zhì)，具有促進生長的作用，主要是促進蛋白質(zhì)的合成和骨的生長；生長素是由植物體的特定部位產(chǎn)生的一種植物激素，其化學(xué)本質(zhì)是吲哚乙酸，具有促進和抑制植物生長的雙重作用。又如：半透膜與選擇透過性膜進行概念教學(xué)時，半透膜是指一些物質(zhì)可以透過，另一些物質(zhì)不能透過的多孔性薄膜，如豬腸衣、雞卵的卵殼膜、離體的膀胱膜、蠶豆種皮、青蛙皮等。根據(jù)半透膜是否具有生命現(xiàn)象可分為生物膜和非生物膜。選擇性透過膜是具有活性的生物膜，它對物質(zhì)的通過既具有半透膜的物理性質(zhì)，還具有主動的選擇性，如細胞膜。因此，具有選擇透過性的膜必然具有半透性，而具有半透性的膜不一定具有選擇性透過，活性的生物膜才具有選擇透過性，從而使這兩個概念的區(qū)別一目了然。在生物學(xué)中，還有很多概念屬于這種情況，如反射和應(yīng)激性、先天性疾病和遺傳病、性激素和性外激素等等，均可用比較法進行學(xué)習(xí)、鞏固。

三、運用歸納、整理法，構(gòu)建知識體系

在中職生物教學(xué)中，許多章節(jié)都涉及到大量的概念。在復(fù)習(xí)教學(xué)中，教師及時指導(dǎo)學(xué)生建立一些相關(guān)概念的連接，使概念清晰化和系統(tǒng)化，可以將零散的知識系統(tǒng)地構(gòu)建成一個知識網(wǎng)絡(luò)，對知識進行全面鞏固，能更好地組織和呈現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，能更有效地監(jiān)控自己的教學(xué)過程，從而提高教學(xué)效果。