探索基于科学探究的生物学概念教学方法——以“光合作用”为例

探索基于科学探究的生物学概念教学方法——以“光合作用”为例

黄惠玲

广东省清远市佛冈县城东中学    511600

摘要：本文旨在探讨在初中生物学概念教学中采用基于科学探究的方法，以“光合作用”为例进行教学设计和实施。通过引导学生主动参与实验和观察，培养他们的观察力、思考力和解决问题的能力，提高学生对“光合作用”概念的理解和学习兴趣。在教学过程中，教师扮演引导者和促进者的角色，帮助学生自主探索，达到知识与实践的有机结合。

关键词：科学探究，初中生物学，光合作用，教学方法

在教育领域，教学方法的不断探索与创新是教师们持续关注的焦点。对于生物学这门以生命为研究对象的科学学科而言，生物概念的教学显得尤为重要。其中，光合作用作为生物学中的基础概念之一，是学生理解植物生长和能量转换的关键。然而，由于光合作用涉及复杂的生化过程和抽象的概念，学生常常难以在传统的教学模式下深入理解。

本文旨在探索一种基于科学探究的教学方法，以“光合作用”为例进行教学设计和实施。通过引导学生主动参与实验、观察与探究，培养他们的观察力、思考力和解决问题的能力，以期提高学生对“光合作用”概念的理解和学习兴趣。采用这种教学方法，教师将从传授知识者转变为学习的引导者，学生则成为知识建构的主体。通过实践探究，让学生在积极参与中体验科学的乐趣，进而提高学习效果和质量。

一、科学探究的教学方法

科学探究的教学方法是一种基于科学思维和实践的教学策略，它强调学生主动参与和探索，通过实际经验和观察来构建知识。以下是科学探究的教学方法的核心要点：

（一）提出问题：教学开始时，教师引导学生提出问题或观察现象，激发学生的好奇心和求知欲。问题的提出应该是开放性的，鼓励学生从多个角度思考，并形成假设或预测。

（二）设计实验：学生在教师的指导下，设计并进行实验来回答问题或验证假设。实验设计要合理，让学生能够观察和测量所需的现象和数据。同时，学生需要注意实验的控制变量，以确保结果的准确性。

（三）数据收集与分析：学生进行实验后，收集实验数据并进行分析。他们可以使用图表、表格等方式将数据可视化，帮助他们更好地理解实验结果并发现规律。

（四）推理与解释：学生基于实验结果进行推理和解释，回答最初提出的问题或验证假设。在这个过程中，学生需要运用科学概念和知识，加深对知识的理解和应用。

（五）形成结论：学生根据实验结果和推理过程，得出结论，并将其与已有的知识进行联系和对比。这有助于学生形成深刻的理解，并发现可能存在的问题或误差。

二、 教学设计：光合作用的科学探究

（一）教学目标

1、学习光合作用的定义、过程和化学方程式。

2、探究光合作用的影响因素和条件。

3、培养学生的实验设计和数据分析能力。

4、提高学生对光合作用概念的理解和学习兴趣。

（二）教学内容

1、光合作用的定义和基本过程。

2、光合作用的化学方程式。

3、光合作用与植物生长和能量转换的关系。

4、光合作用的影响因素，如光照强度、二氧化碳浓度和温度等。

（三）教学步骤

1、步骤一：引入问题

教师引导学生讨论问题：“植物是如何制造自己的食物的？”或者“光对植物的生长有什么影响？”激发学生对光合作用的好奇心和思考。

2、步骤二：实验设计

学生分组设计实验，观察不同光照强度条件下水生植物的生长情况，并记录实验数据。

3、步骤三：数据收集与分析

学生收集实验数据，利用图表将数据可视化，进行比较和分析，探究光照强度对植物生长的影响。

4、步骤四：推理与解释

学生基于实验结果进行推理和解释，回答实验中观察到的现象，如“在光照充足的条件下，植物生长较好，这是因为……”

5、步骤五：学习光合作用的过程

教师介绍光合作用的基本过程和化学方程式，并与学生一起讨论光合作用与植物生长的关系。

6、步骤六：探究性问题

教师引导学生提出更多探究性问题，如“在不同温度条件下，光合作用会发生什么变化？”或者“如果二氧化碳浓度增加，光合作用会有何影响？”鼓励学生深入探索光合作用的各个方面。

（四）教学辅助手段：

1、视频资料：播放与光合作用相关的视频，增加学生的学习兴趣和直观理解。

2、实验设备：准备光照计、温度计等实验设备，让学生能够进行实际操作。

3、PPT演示：利用PPT演示，图文并茂地呈现光合作用的概念和过程，帮助学生更好地理解。

（五）教学评估

通过学生的实验数据、解释和回答问题的能力来进行评估。同时，教师观察学生在探究过程中的参与程度和合作表现。

三、特殊教学设计：探究光合作用的影响因素

在“光合作用”概念的教学中，特殊的教学设计可以帮助学生更深入地理解和探索该过程受到的不同因素影响。以下是一些实际的教学设计示例：

（一）实验设计：探究光照强度对光合作用的影响

学生可以在不同光照强度下，观察植物的生长情况并记录实验数据。他们可以使用不同的光源（如日光灯、荧光灯等）来模拟不同的光照强度。通过对比实验数据，学生可以发现在充足的光照下，植物生长更好，光合作用也更为活跃。

（二）实验设计：探究二氧化碳浓度对光合作用的影响

学生可以在不同二氧化碳浓度条件下观察植物的生长情况。他们可以利用装有不同浓度二氧化碳的容器来进行实验。通过实验，学生会发现二氧化碳是光合作用中的重要因子，其浓度的变化将直接影响光合作用的效率。

（三）实验设计：探究温度对光合作用的影响

学生可以在不同温度条件下观察植物的生长情况，并记录实验数据。他们可以通过调节环境温度或使用恒温箱等设备来模拟不同温度条件。实验结果将揭示光合作用在不同温度下的变化规律，帮助学生理解温度对光合作用的重要性。

（四）探究性问题：植物光合作用在不同季节是否有变化？

教师可以引导学生提出这样一个问题，并让学生进行实地观察和数据收集。学生可以选择不同季节，在相同的地点观察植物的生长情况，并记录实验数据。通过对比数据，学生可以得出结论，植物光合作用在不同季节确实会有所变化，因为季节会影响光照强度和温度等因素。

通过这些特殊的教学设计，学生将更深入地了解光合作用的影响因素，同时培养实验设计和数据分析能力，加深对生物学概念的理解。教师可以根据学生的实际情况和兴趣，进一步拓展教学设计，让学生在探究中愉悦学习，形成对科学的积极态度。

四、结论

基于科学探究的教学方法为初中生物学概念教学提供了一种有效的途径。以“光合作用”为例的教学实践表明，通过实验和探究性问题的引导，学生能够更深入地理解生物学概念，培养批判性思维和解决问题的能力。因此，教师在教学中可以更多地采用科学探究的方法，激发学生的学习兴趣，提高学习效果，从而促进学生全面发展。

参考文献：

[1] 陈静怡, 张海涛, 张红军.(2018).生物课堂中探究式教学的研究与实践.《课程教育研究》，(2)，59-61.

[2] 孙丽娜, 赵勇.(2019).初中生物教学中科学探究教学模式的应用研究.《教育教学论坛》，(22)，134-135.