邏輯推理法在光合作用概念的達成和辨析中的應(yīng)用

林艾芳++張鋒

生物學是一門以實驗為基礎(chǔ)的學科，想要生成光合作用概念可以通過實驗的設(shè)計和驗證來完成，即驗證光合作用的原料、條件、場所和產(chǎn)物。而對光合作用概念的辨析就是在光合作用內(nèi)涵的基礎(chǔ)上進行概念的外延，即闡明光合作用的實質(zhì)、意義和應(yīng)用。邏輯推理法是由一個或幾個已知的判斷（前提），推導(dǎo)出一個未知的結(jié)論的思維過程，是由前提、推理過程和結(jié)論三個部分組成的。下面主要就邏輯推理法在光合作用概念的達成和辨析中的應(yīng)用，做一些淺顯的闡述。

1 邏輯推理法在驗證實驗教學中的理論依據(jù)

（1） 步驟：從假設(shè)出發(fā)，運用邏輯推理，做出預(yù)期推斷，然后對假設(shè)的推斷進行實驗驗證，最后根據(jù)實驗現(xiàn)象得出結(jié)論。

（2） 基本模式如圖1所示。

2 邏輯推理法在光合作用概念達成中的應(yīng)用

2.1 驗證光合作用需要光和產(chǎn)生淀粉

（1） 前提：① 提出問題：光合作用需要光嗎？② 作出假設(shè)：光合作用需要光。

（2） 推理過程：① 設(shè)計實驗方案：暗處理→設(shè)計對照（綠葉進行部分遮光）→再次見光→酒精脫色→清水漂洗→滴碘液→觀察顏色變化。預(yù)期實驗結(jié)果：見光部分變藍色，遮光部分變棕色。② 實施方案、觀察現(xiàn)象：見光部分變藍色，遮光部分變棕色。

（3） 根據(jù)現(xiàn)象、得出結(jié)論：光合作用需要光，產(chǎn)生了淀粉。

2.2 驗證光合作用需要葉綠體

（1） 前提：① 提出問題：光合作用需要葉綠體嗎？② 作出假設(shè)：光合作用需要葉綠體。

（2） 推理過程：① 設(shè)計實驗方案：暗處理→設(shè)計對照（選用銀邊植物，讓銀邊部分與綠葉部分對照）→再次見光→酒精脫色→清水漂洗→滴碘液→觀察顏色變化。預(yù)期實驗結(jié)果：綠色部分變藍色，銀邊部分變棕色。② 實施方案、觀察現(xiàn)象：綠色部分變藍色，銀邊部分變棕色。

（3） 根據(jù)現(xiàn)象、得出結(jié)論：光合作用需要葉綠體。

2.3 驗證光合作用需要二氧化碳

（1） 前提：① 提出問題：光合作用需要二氧化碳嗎？② 作出假設(shè)：光合作用需要二氧化碳。

（2） 推理過程：① 設(shè)計實驗方案：暗處理→設(shè)計對照（將盆栽天竺葵分別與裝有等量的清水和氫氧化鈉的小燒杯放在一起，形成有無二氧化碳的對照實驗組）→再次見光→酒精脫色→清水漂洗→滴碘液→觀察顏色變化。預(yù)期實驗結(jié)果：裝有清水的裝置，葉片脫色后滴碘液變藍，而裝有氫氧化鈉的裝置，葉片脫色后滴碘液變棕色。② 實施方案、觀察現(xiàn)象：裝有清水的裝置，葉片脫色后滴碘液變藍，而裝有氫氧化鈉的裝置中，葉片脫色后滴碘液變棕色。

（3） 根據(jù)現(xiàn)象、得出結(jié)論：光合作用需要二氧化碳。

2.4 驗證光合作用需要水

（1） 前提：① 提出問題：光合作用需要水嗎？② 作出假設(shè)：光合作用需要水。

（2） 推理過程：① 設(shè)計實驗方案：暗處理→設(shè)計對照（選取葉片切斷主葉脈，形成葉片上下部分，上部無水，下部有水的對照）→再次見光→酒精脫色→清水漂洗→滴碘液→觀察顏色變化。預(yù)期實驗結(jié)果：葉片上部變藍色，葉片下部變棕色。② 實施方案、觀察現(xiàn)象：葉片上部變藍色，葉片下部變棕色。

（3） 根據(jù)現(xiàn)象、得出結(jié)論：光合作用需要水。

2.5 驗證光合作用產(chǎn)生氧氣

（1） 前提：① 提出問題：光合作用產(chǎn)生氧氣嗎？② 作出假設(shè)：光合作用產(chǎn)生氧氣。

（2） 推理過程：① 設(shè)計實驗方案：把金魚藻裝入分液漏斗中，放在陽光下照射一段時間，然后用帶火星的木條檢驗。預(yù)期實驗結(jié)果：帶火星的木條復(fù)燃。② 實施方案、觀察現(xiàn)象：帶火星的木條復(fù)燃。

（3） 根據(jù)現(xiàn)象、得出結(jié)論：光合作用產(chǎn)生氧氣。

至此通過實驗的邏輯推理過程達成了光合作用的概念：綠色植物通過葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)變成儲存能量的有機物（主要是淀粉），并且釋放氧氣。

3 邏輯推理法在光合作用概念辨析中的應(yīng)用

通過邏輯推理法的科學探究活動，教師引導(dǎo)學生理解光合作用的內(nèi)涵，自主建構(gòu)光合作用的概念。接著，教師引導(dǎo)學生辨析光合作用概念的外延——光合作用的實質(zhì)、意義和應(yīng)用。

3.1 光合作用的實質(zhì)（表1）

3.2 光合作用的意義和應(yīng)用

在問題和例證的引領(lǐng)下，教師運用邏輯推理法引導(dǎo)學生通過討論、歸納，進而表述出光合作用的意義和應(yīng)用，具體安排見表2。