光合作用的原理與應(yīng)用問題串教學(xué)設(shè)計分析

賴燕華

摘? 要 問題串教學(xué)契合生物學(xué)核心素養(yǎng)的要求，注重學(xué)生科學(xué)思維能力的培養(yǎng)，并使得問題解決的過程更具邏輯性、層次性、整體性。以“光合作用的原理與應(yīng)用”為例，設(shè)計問題串，幫助學(xué)生建構(gòu)光合作用知識體系，引導(dǎo)學(xué)生運用分析與綜合、歸納與概括、模型與建模等科學(xué)思維方法分析和解決問題，提高學(xué)生的科學(xué)探究能力，逐步形成并深刻理解以生命的新陳代謝為主線的物質(zhì)與能量觀，以及在進化過程中形成的結(jié)構(gòu)和功能觀。

關(guān)鍵詞 問題串;光合作用;高中生物;核心素養(yǎng);科學(xué)史;教學(xué)設(shè)計

中圖分類號：G652? ? 文獻標(biāo)識碼：B

文章編號：1671-489X（2020）01-0058-02

1 前言

問題串是指教師在教學(xué)過程中圍繞學(xué)習(xí)目標(biāo)，基于學(xué)生已有的知識水平、心理特征和認知發(fā)展規(guī)律，通過一系列并列、對比、遞進、發(fā)散或因果等問題形式[1]將專業(yè)知識點及其內(nèi)在關(guān)系串聯(lián)起來而形成的。學(xué)起于思，思源于疑[2]，問題串教學(xué)能夠啟迪學(xué)生思維，引導(dǎo)學(xué)生通過探究解決問題，是提高學(xué)生核心素養(yǎng)的重要教學(xué)方法。本文擬通過教學(xué)案例“光合作用的原理與運用（第一課時）”，探討教學(xué)中問題串的設(shè)計思路、呈現(xiàn)方式及教學(xué)實施。

2 問題串設(shè)計思路

《普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》建議在教學(xué)中注重學(xué)生對科學(xué)史和科學(xué)本質(zhì)的學(xué)習(xí)，建議組織以探究為特點的主動學(xué)習(xí)。因此，本著針對性、邏輯性、啟發(fā)性、科學(xué)性原則，本文擬通過問題串引導(dǎo)學(xué)生從探討樹苗生長發(fā)育入手，將樹苗長成大樹的發(fā)育過程轉(zhuǎn)化成光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程并探討物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化過程。

首先將本節(jié)教學(xué)內(nèi)容分為光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程、光合作用、化能合成作用三個教學(xué)環(huán)節(jié)：

第一環(huán)節(jié)包括五個教學(xué)因子，分別為反應(yīng)物水、氣體反應(yīng)物的發(fā)現(xiàn)以及物質(zhì)能量的探究、反應(yīng)產(chǎn)物氧氣來源和反應(yīng)產(chǎn)物碳的轉(zhuǎn)化過程;

第二環(huán)節(jié)涉及光合作用的概念、過程及圖式模型構(gòu)建等兩個教學(xué)因子;

第三環(huán)節(jié)為圍繞教學(xué)因子設(shè)計系列問題，構(gòu)成問題串，用于課堂導(dǎo)入，旨在引導(dǎo)學(xué)生提出核心問題、分析問題、解決問題、歸納概括等，完成每個教學(xué)環(huán)節(jié)的目標(biāo)。

3 問題串設(shè)計案例

如表1所示，以“光合作用的原理與應(yīng)用”為例，進行問題串教學(xué)設(shè)計。

4 問題串教學(xué)的實施

本節(jié)課的核心在于介紹光合作用的科學(xué)史、光合作用的概念及過程。在教學(xué)過程中，首先通過回憶型的問題回顧初中“光合作用”的相關(guān)內(nèi)容，導(dǎo)入新課，假設(shè)時光穿梭至光合作用發(fā)現(xiàn)之前，鼓勵學(xué)生根據(jù)自己對“幼苗成長”的生活經(jīng)驗，提出其“物質(zhì)來源”的假設(shè)，據(jù)此設(shè)計探究活動方案，并與科學(xué)家的設(shè)想以及探究方案進行比較分析;然后通過一系列或并列或遞進的思維型問題串，重現(xiàn)并引導(dǎo)學(xué)生分析亞里士多德土壤汁推論、海爾蒙特柳苗栽培實驗;結(jié)合初中知識再次分析普利斯特利實驗以及英格豪斯的實驗，歸納出參與光合作用的反應(yīng)物二氧化碳和水以及產(chǎn)物之一氧氣;接著進入光合作用的深入研究，從GPS定位原理中尋找思路設(shè)計實驗，探究光合產(chǎn)物氧氣中氧元素的來源以及有機物的合成，再現(xiàn)魯賓和卡門的實驗以及卡爾文循環(huán)，引導(dǎo)學(xué)生將自己對于“光能去路”的假設(shè)和為探究“光能去路、氧氣的來源、有機物合成”等而設(shè)計的實驗方案與科學(xué)家的進行類比，并歸納概括出光合作用的產(chǎn)物及其合成途徑，據(jù)此形成光合作用的概念，嘗試建立光合作用的反應(yīng)模型;接著通過理解型問題串引導(dǎo)學(xué)生詳細分析光合作用的具體過程，嘗試建立光合作用的過程圖解模型;最后以發(fā)散式的思維型問題結(jié)尾。

5 問題串教學(xué)反思

通過問題串教學(xué)的實施，引導(dǎo)學(xué)生沿著科學(xué)家的研究思路自主建構(gòu)“光合作用的過程”，促進學(xué)生科學(xué)探究能力的發(fā)展以及提高學(xué)生運用分析與綜合、比較與分類、歸納與概括、演繹與推理、模型與建模等思維方法解決問題的能力，在幫助學(xué)生建構(gòu)系統(tǒng)的“光合作用的原理”知識體系的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)學(xué)生深刻理解光合作用中物質(zhì)轉(zhuǎn)換和能量轉(zhuǎn)化（物質(zhì)與能量觀）及兩個轉(zhuǎn)化之間的聯(lián)系以及結(jié)構(gòu)、功能和環(huán)境之間的相互適應(yīng)與統(tǒng)一（結(jié)構(gòu)與功能觀）;緊密聯(lián)系生活實際，旨在學(xué)以致用。但在實際教學(xué)中發(fā)現(xiàn)，本節(jié)的科學(xué)史探究對學(xué)生的邏輯推理能力要求較高，問題串設(shè)計中課堂預(yù)設(shè)問題較多，需要學(xué)生有很強的參與意識;若在教學(xué)過程中有些問題是在教師的引導(dǎo)下由學(xué)生發(fā)現(xiàn)并提出，則教學(xué)效果可能會更好。

參考文獻

[1]陳衛(wèi)東.例談“DNA結(jié)構(gòu)與復(fù)制”教學(xué)中問題鏈的設(shè)計[J].生物學(xué)教學(xué)，2018（8）：30-31.

[2]王建強.課堂問題鏈的設(shè)計、實踐與思考[J].上海教育科研，2015（4）：71-73.

[3]劉玲，秦玉雙.“光合作用的原理和應(yīng)用”一節(jié)復(fù)習(xí)課的任務(wù)驅(qū)動教學(xué)設(shè)計[J].生物學(xué)教學(xué)，2017，42（3）：38-39.