前言:一篇好文章的誕生,需要你不斷地搜集資料、整理思路,本站小編為你收集了豐富的光合作用的重要性主題范文,僅供參考,歡迎閱讀并收藏。
【關鍵詞】 光合作用 素質教育 德育教育
如何在教學中對學生實施素質教育,以達到培養學生綜合能力的目的,是擺在我們每一位生物教育工作者面前的一項重要任務,也是深化生物教學改革的重點課題。下面我就在講授"光合作用"一節中進行素質教育的教法談幾點體會。
一、 利用光合作用發現史,了解科學實驗的方法
教材在光合作用一節中首先通過幾個經典實驗講述了光合作用發現的過程。教學時,我重點介紹了科學家的實驗設計思路和方法。例如,在介紹1880年德國科學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,先請學生自己閱讀"實驗過程",然后提出問題:此實驗設計的巧妙之處何在?大部分學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。我就引導學生結合水綿的結構特點: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,并且強調科學實驗材料的選擇是實驗成敗的關鍵因素之一。聯系前不久剛做過的"觀察細胞質流動"實驗,觀察不到細胞質流動的原因,主要是因為實驗材料選擇不當造成的。這樣使學生認識到選擇一種理想的實驗材料,可以使實驗結果明顯可靠,也是成功的先決條件。通過這些講述不僅拓寬了學生的思路,而且使學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境里呢?學生經過討論,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?學生回答:可明確結果全是由光照引起的。這樣學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論。
通過啟發誘導使學生明確:提出問題創立假設設計實驗分析結果再實驗再觀察,直到找出事物內在的必然聯系,這不僅是光合作用發現的基本過程,而且還是生物科學研究的基本過程。從科學的角度看生物學教學的實驗,可訓練學生的觀察能力、思維能力和分析能力,培養學生科學實驗的方法,從而達到提高其綜合素質的目的。
二、利用色素的提取分離實驗,培養學生的動手能力
前蘇聯教育學家蘇霍姆林斯基說:"讓學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。"而生物學正是一門實驗性很強的學科,許多生物學知識都是在實踐中得到的。生物學實驗課給學生提供了一個很好的實踐機會,也是培養他們的探索精神、動手能力的有效渠道。更是落實素質教育的極好時機。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,更重要的是培養了學生的動手能力、觀察能力和思維能力,發展了他們愛科學、學科學、用科學的志趣,提高了他們探索未知世界的勇氣,使教學質量明顯提高。
三、利用同位素標記法,了解學科間的滲透作用
隨著科學的發展和人們研究的深入,各學科之間的聯系越來越密切,在教學中客觀地把握它們之間的內在聯系,不僅可以激發學生學習的熱情,提高學生的思維能力,而且能促進知識的發散。生物學的發展與物理、化學的發展關系密切。也正是由于理化知識的介入,才使人們對生命本質的認識深入到分子水平。例如,光合作用關于產物之一的O2究竟來自反應物中的H2O還是CO2,就是利用化學方法――同位素標記法來解決的。
另外,在生物教學中我還經常運用哲學原理。哲學似乎與生物學毫不相干,事實上量變與質變、運動與靜止、對立統一等哲學在生物學中隨處可見。例如,介紹光合作用過程時,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和能量釋放即異化作用。如暗反應中ATPADP+Pi+能量,我從對立統一規律這一角度介紹說:矛盾是一切事物發展的源泉,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的合成與分解這對矛盾的對立統一中不斷完成新陳代謝等生命活動,實現自我更新的。
這樣處理教材的目的是通過教材具體的事例向學生滲透辯證唯物主義的思想。一方面可以加深學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生形成科學的世界觀
四、利用光合作用的意義,對學生進行德育教育
1.利用光合作用發現史,了解科學實驗的方法 教材在光合作用一節中首先通過幾個經典實驗講述了光合作用發現的過程。教學時,我重點介紹了科學家的實驗設計思路和方法。例如,在介紹1880年德國科學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,先請學生自己閱讀“實驗過程”,然后提出問題:此實驗設計的巧妙之處何在?大部分學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。我就引導學生結合水綿的結構特點: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,并且強調科學實驗材料的選擇是實驗成敗的關鍵因素之一。聯系前不久剛做過的“觀察細胞質流動”實驗,觀察不到細胞質流動的原因,主要是因為實驗材料選擇不當造成的。這樣使學生認識到選擇一種理想的實驗材料,可以使實驗結果明顯可靠,也是成功的先決條件。通過這些講述不僅拓寬了學生的思路,而且使學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境里呢?學生經過討論,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?學生回答:可明確結果全是由光照引起的。這樣學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論。
通過啟發誘導使學生明確:提出問題創立假設設計實驗分析結果再實驗再觀察,直到找出事物內在的必然聯系,這不僅是光合作用發現的基本過程,而且還是生物科學研究的基本過程。從科學的角度看生物學教學的實驗,可訓練學生的觀察能力、思維能力和分析能力,培養學生科學實驗的方法,從而達到提高其綜合素質的目的。
2.利用色素的提取分離實驗,培養學生的動手能力 前蘇聯教育學家蘇霍姆林斯基說:“讓學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。”而生物學正是一門實驗性很強的學科,許多生物學知識都是在實踐中得到的。生物學實驗課給學生提供了一個很好的實踐機會,也是培養他們的探索精神、動手能力的有效渠道。更是落實素質教育的極好時機。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,更重要的是培養了學生的動手能力、觀察能力和思維能力,發展了他們愛科學、學科學、用科學的志趣,提高了他們探索未知世界的勇氣,使教學質量明顯提高。
3.利用同位素標記法,了解學科間的滲透作用 隨著科學的發展和人們研究的深入,各學科之間的聯系越來越密切,在教學中客觀地把握它們之間的內在聯系,不僅可以激發學生學習的熱情,提高學生的思維能力,而且能促進知識的發散。生物學的發展與物理、化學的發展關系密切。也正是由于理化知識的介入,才使人們對生命本質的認識深入到分子水平。例如,光合作用關于產物之一的O2究竟來自反應物中的H2O還是CO2,就是利用物理學方法——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方法——紙層析法來達到目的的。
另外,在生物教學中我還經常運用哲學原理。哲學似乎與生物學毫不相干,事實上量變與質變、運動與靜止、內因與外因、對立與統一辯證的觀點在生物學中隨處可見。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和能量釋放即異化作用。如暗反應中ATPADP+Pi+能量,我從對立統一規律這一角度介紹說:矛盾是一切事物發展的源泉,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的合成與分解這對矛盾的對立統一中不斷完成新陳代謝等生命活動,實現自我更新的。
這樣處理教材的目的是通過教材具體的事例向學生滲透辯證唯物主義的思想。一方面可以加深學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生科學世界觀的形成。
白熾燈、熒光燈、高壓鈉燈、高壓汞燈等傳統光源,應用于農業和生物領域,存在低生物光效、高能耗和高運行成本的不足,以人工光植物工廠為例,光源能耗費用約占系統運行成本的40%~60%。相對于傳統照明,LED光源能形成與植物光合作用及其形態建成基本吻合的光譜吸收峰值,具有效率高、耗能小、無汞污染、精準波長、系統智能可控等優點,系統節能達50%以上,在溫室補光、植物組培、植物工廠以及遺傳育種等眾多領域具有廣闊的應用前景。
本文梳理了植物生長用LED光照的標準進展,并探討植物生長用LED照明標準體系框架。國家半導體照明工程研發及產業聯盟(CSA)自2012年起開始植物生長用LED光照標準化工作,2013年第1項團體標準T/CSA021-2013《植物生長用LED平板燈 性能要求》;之后,推動制定國家標準GB/T 32655《植物生長用LED光照術語和定義》、團體標準T/CSA 032-2016《植物光照用LED燈具通用技術規范》等。
團體標準T/CSA 021-2013《植物生長用LED平板燈性能要求》
植物生長用LED照明產品形式眾多,如平板燈、雙端燈、柔性燈帶等,并將隨著技術的發展而逐步變化。在2013年前后,LED平板燈主要應用在組培育苗。該標準規定了植物生長用LED平板燈的術語和定義、分類與命名、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝、運輸和貯存。標準內容上顯示出植物生長用LED光源的基本衡量指標,與生活照明用光的參數差異較大。
該標準定義了植物生長用LED平板燈的主輻射波長,是指輻射波長范圍為600~700 nm的紅-橙輻射波段和400~500 nm的藍-紫輻射波段,以此為基礎定義藍-紫輻射照度、紅-橙輻射照度,進而定義了紅藍輻射照度比;該標準基于物理量定義了總輻射通量(單位:W)、總輻射照度(單位:W/m2),以支撐植物生長LED光照領域的生產、檢測、驗收等工作。標準定義了光合光子通量密度[單位:μmol/(m2?s)],指是植物進行光合作用時單位時間內單位面積上接收到的燈發射的一定波長范圍內的光子數目,但因為植物進行光合作用接收到的光子數目不好計量,其技術要求并未體現在該標準中。
該標準提出了植物生長用LED平板燈應該符合的GB7000基本安全要求,控制裝置符合GB19510.14、GB/T 24825要求,電磁兼容性能要求;在電氣特性方面,規定了功率、功率因數要求;在輻射性能方面,規定了初始輻射通量/輻射效率、輻射強度分布、射照度和紅藍輻射照度比、輻射照度的均勻性;在輻射光譜特性、壽命特性等方面也作出了要求。
團體標準T/CSA 032-2016《植物光照用LED燈具通用技術規范》
該項標準重點關注LED燈具產品通用的技術性能及其評價指標。由于應用于植物光照產業的燈具產品種類繁多,規格型號各有不同,性能質量良莠不齊,亟需建立相對統一的性能指標的判別和評價標準。由于這一產業屬于新興產業,盡早推出相關標準,便于引導產業技術發展及產品定位,但因為有些技術性能的評價不夠成熟,有些參數(如光子通量效能、光源的光譜分布與植物光譜的吻合程度分等)的要求有待進一步完善。
該標準根據應用環境的要求,補充了根據植物光合循環模式分類的C3植物、C4植物、CAM植物等術語。按照燈具用途、植物光合作用方式、控制方式對植物光照用LED燈具進行了分類。對植物生長用LED燈具的安全性能、結構外觀、電學性能(功率、功率因數)、光學性能、可靠性、電磁兼容性等進行了規范,對燈具的光子通量效能進行了分級,針對技術要求給出了檢測方法。
在結構外觀要求中,對燈具表面的防腐(達到WF2)、抗紫外線老化等提出了要求;在光學性能要求中,規定了光子通量、光子通量效能[實測值不應低于0.7 μmol/(s?W)]、光譜分布、配光曲線等參數要求;可靠性部分主要針對光子通量維持率、環境適應性做了要求;在燈具的能效分級中,首先對應高壓鈉燈[1.9 μmol/(s?W)]和熒光燈[1.3 μmol/(s?W)]的光子通量效能關鍵點,將LED光源的光子通量效能分為三類:一類[ηP≥1.9 μmol/(s?W)]、二類[1.3 μmol/(s?W)≤
ηP1.9 μmol/(s?W)]和三類[(0.7 μmol/(s?W)≤
ηP1.3 μmol/(s?W)]。其次,按照光源光譜分布的吻合程度將光源按不同緯度可以分成3個類別或3個等級,能效等級的劃分同時考慮光源的光子通量效能和光譜分布的吻合程度2個因素,綜合上述2個因素,將能效分為3等3類共9級。
國家標準GB/T 32655-2016《植物生長用LED光照 術語和定義》
該項標準定義的術語內容大體上分2個部分:一部分是有關植物生長方面的內容,主要來自我國生產、教學和科研中正在使用的術語,這部分內容是國內外首次制定;另一部分是有關LED產品和檢測涉及術語的內容,引用IEC 60050和GB/T 24826-2016(IDT IEC62504)標準中的部分術語,以保證標準系統的協調。標準中易混淆的術語解釋對比如下:
輻射度量
(電磁)輻射能相關術語
為了描述輻射源的性能,引入了輻射能及相關術語。輻射能定義是以電磁波形式的發射或傳播的能量Φe(單位:J)(圖1)。
上述術語都是為描寫輻射源性質而引入的,為了描寫輻射能的時間特性就要增加“通量”定義,輻射通量即單位時間內的輻射能量;為了描寫輻射通量的方向特性就要增加“強度”定義,強度是點輻射源的、有方向的、單位立體角的輻射通量;輻射出射度即單位面積發出的輻射通量;輻射亮度即單位立體角單位面積的輻射通量。
唯獨照度描述的是被照物接收到的輻射,輻射照度即為單位面積接收的輻射通量,對植物光照而言,這是一個很重要的物理量,也稱為通量密度,其意義不亞于光照度對人眼的重要性。
光子量
光子量相關的物理量有很多,根據量子力學,光子具有波粒兩象性,光子的能量E為
E=hν
h為普朗克常數,ν為電磁波頻率。因此只要將上述輻射度量改為光子量,所有關系式都成立。
光子量多用于研究,輻射量多用于工農業生產。相互可以換算,各有有利之處。
光譜量
光譜分布(輻射量、光度量或光子量X(λ)的)/光質/光譜密集度定義為:在波長λ處,包含λ的波長間隔dλ內的輻射量或光度量或光子量dX(λ)與該波長間隔之商:
Χλ= dΧ(λ)
dλ
單位:[X]/m,例如W/m,lm/m等。光譜響應函數dR(λ)意義相仿。從植物光合有關的輻射量可以擴展一系列的術語。
光合量
光合有效輻射
光合有效輻射定義為:能為植物光合作用所利用的特定波長的輻射。光合有效輻射是植物輻射度的基礎。
光合光子通量
光合光子通量定義為:能為植物光合作用所利用的光子通量[單位:μmol/(m2?s)]。
在植物生理學范疇中,光子的數量通常用微摩爾(μmol)表示,1 μmol代表6.023×1017個光子,1 mol代表6.023×1023個光子。
光合光子通量密度
光合光子通量密度定義為:能為植物光合作用所利用的光子通量密度。
光合速率
光合速率定義為:植物光合作用中,單位時間內單位葉面積上吸收CO2的量或放出O2的量,或者光合產物的干物質積累量,單位有μmol/(m2?s)、μmol/(m2?h)和g/(m2?h)等。
由于植物光合作用時同時進行呼吸作用,所以光合速率又分總光合速率、表觀光合速率(凈光合速率)。總光合速率為表觀光合速率與呼吸速率的代數和。
量子效率/量子產額
量子效率定義為:光合作用中每吸收一個光子所產生的光合產物量(即固定的CO2或釋放出的O2的分子數)。量子效率因計算方法的不同,可分為表觀量子效率和實際的量子效率。
相對量子效率曲線(光合作用的)
相對量子效率曲線(光合作用的)定義為:在各個波長上,單位光子通量密度所產生的植物光合速率與波長的函數關系。其輻射波長范圍為400~700 nm。相對量子效率曲線示意圖如圖2所示。
光合光譜響應曲線(光合作用的)
光合光譜響應曲線(光合作用的)定義為:在各個波長上,單位輻照度所產生的植物(凈)光合速率與波長的函數關系。
相對光合光譜響應曲線(光合作用的)
相對光合光譜響應曲線(光合作用的)即歸一化后的光合光譜響應曲線,其示意圖如圖3所示。
光合作用的響應曲線是植物輻射度學的基礎,有了它可以建立起植物光照的主要物理量。
上述量子效率曲線和光合響應曲線很重要,是植物光照評價的基礎。
度量系統
輻射度量系統
輻射度量系統是與輻射能量有關量的測量系統。該系統以輻射通量單位瓦(W)為計量單位。
輻射量、光度量、光子量和光合輻射量――這4種量都有相同的基本符號,為了區別分別加注下腳標e(能量)、v(視覺)、p(光子)、ph(光合),例如:Φe,Φv,Φp,Φph。
因為歷史原因,該度量系統用于植物光合作用輻射量的測量時,其光合有效輻射的波長范圍通常定為320~780 nm。
光度量系統
光度量系統依據給定的光譜光視效率函數,如V(λ)(圖4),評價輻射量的測量系統。以流明(lm)為單位,波長范圍為380~780 nm。對于植物光合作用輻射量的測量,不宜采用該度量系統。
量子度量系統(光合輻射量的)
量子度量系統依據給定的光合作用的量子效率曲線RQE,評價有關的輻射量的測量系統。該系統以光子通量密度單位μmol/(m2?s)為計量單位。
光合度量系統(光合輻射量的)
光合度量系統依據給定的光合光譜響應曲線,評價光合作用的有關的輻射量的測量系統。該系統以光子輻射通量單位為計量單位。
光合度量D換因子(CVF)
各種光合度量系統之間可通過光合度量轉換因子進行換算。
CVF= ∑300 R1 (λ)?Q1,λ ?Δλ
∑300 R2 (λ)?Q2,λ ?Δλ
式中,Qλ是輻射源發射的每單位波長間隔Δλ內光譜輻射量;R(λ)為對應度量系統的相對光合光譜響應。該公式也適用于同一度量系統不同響應曲線之間的轉換。
輻射量、光合輻射量(植物)、光合光子量(植物)之間的聯系可類比輻射量與光度量(人眼視覺)之間的關系,示意圖如圖5所示。輻射量和光度量可通過人眼視見函數V(λ)來進行轉化。(相對)光合光譜響應曲線對于光合輻射量來說,相當于光度量的人眼視見函數,通過它可以將輻射量和光合輻射量進行轉化。而輻射量與光合光子量則是通過相對量子效率曲線進行轉化。
植物生長LED光照領域具有多學科交叉、跨領域應用的特點,在LED光源、光電參數、植物光生理反應、使用環境、測量方法等方面以及定義、術語方面均不同于通用照明,存在混用、借用以至錯用現象,模糊不清,影響了LED在設施農業中的應用和推廣,本標準對LED照明在植物光照中應用的基本名詞術語進行定義和規范,避免了定義混亂、術語不統一的情況,確保植物生長LED光照領域產品的生產、檢驗、驗收、測試的規范與統一,為LED在我國農業中標準化應用及推廣奠定基礎。
植物生長用LED光照標準體系探討
植物生長用LED光照應用,如設施種苗、葉菜、果菜等方面,具有跨領域、跨行業的特點,是當前國際的研究熱點。在理論方面, 主要研究LED光環境對設施作物生長發育的影響機制;在LED光源技術方面,主要研究工作在LED光配方參數優化、光效率提升、智能管控技術等。
標準化工作是促進科研成果產業化、支撐產業規范發展的重要手段。標準體系的編制是動態的,需要考慮近期和長遠的需求,隨著技術發展可以進行適當的調整。圖6顯示了植物生長用LED光照的標準體系,標準的制定建議結合標準、技術報告等多種形式開展,綜合服務與科技成果的轉化。
關鍵詞:高中生物;光合作用;高等植物
中圖分類號:G633.91文獻標識碼:B文章編號:1672-1578(2016)11-0396-01
高等植物中最活躍的光合作用組織是葉肉。葉肉細胞含有大量的葉綠體,葉綠體鵲囊堵趟卦蚴親門用聿蹲焦餑艿穆躺色素。在光合作用中光能被用來氧化水,釋放出氧氣,并還原二氧化碳合成有機化合物,最主要的有機物是糖。這一系列復雜的過程主要包括了光反應與暗反應兩部分。光反應主要在葉綠體中的膜體構造-類囊體中進行,最終產物為高能量的化合物ATP、NADPH、O2;暗反應則是在葉綠體基質中合成糖類。
1.生物是一門實驗性學科,離不開實驗探究
生物是一門實驗性學科,幾乎每一個科學發現,都離不開實驗探究。而在光合作用這節介紹了發現歷程,因此,在這節學習中應該引導學生重現科學家的探究之路,領悟他們的艱辛,及在這個過程中彰顯的智慧。可以按照提出問題-做出假設-設計實驗-實施實驗-結果分析-得出結論這個步驟,結合當時的歷史背景和科技水平,還原他們的思維歷程。例如,1642年,海爾蒙特,培養柳苗的實驗,實驗淺顯易懂,容易還原,在當時的情境下,說明了問題,糾正的土壤對植物生長至關重要的觀點。1771年,英國科學家普利斯特利的實驗,比較容易做到,同樣說明了植物更新空氣的重要課題。不得不提的就是1864年,德國植物學家薩克斯做的實驗,很經典,設計非常周密和巧妙,對綠葉一半曝光,另一半遮光的處理,酒精脫色,碘蒸氣處理,這也是對我們以后設計實驗的一個啟發。酒精脫色排除無關變量對實驗的影響,要注重對照實驗在說明問題時的重要性。重現實驗以后,要求學生閱讀,找出每個實驗的貢獻,這部分屬于接受性學習。對科學史的學習不僅體現新課標的探究性學習的要求,同樣對傳統教學中的接受性學習也有很好的體現。學生在課堂上習得的知識主要是前人積累的現成知識,接受學習是習得現成知識的最基本學習方式;光合作用發現歷程科學家們的實驗是不可磨滅的事實,探究學習需要一定的知識基礎,這些知識主要是通過接受學習積累的。接受學習往往以感性知識作支柱,而探究是學生獲得具體經驗的途徑之一,探究過程能夠深化接受學習過程習得的知識,有助于培養學生的科學態度、創新精神和實踐能力。在新課程理念中,探究性學習與接收性學習應該是并重的。
2.恰當設疑,充分調動學生的主動性和積極性
如:光合作用的原料水和二氧化碳是在什么時候參與到反應中的?光合作用的產物有機物和氧氣,分別是在什么時候產生的?光合作用的條件:光,色素,酶是在哪個階段發揮作用的?恰當設疑,充分調動學生的主動性和積極性。問題的設計體現教師對學生的有效的引導,激發學生的閱讀動機,指導閱讀方法,培養讀書習慣,讓學生樂于讀書。通過教材的閱讀學生很容易回答以上的三個問題,能力比較強的學生根據自己的理解,竟可以復述整個過程,學生的潛能是無窮的,我們應該利用課堂有限的45分鐘發現他們的能力,有效地提高課堂教學效率。學生閱讀并回答問題之后,教師與學生一起從場所,條件,物質變化,能量變化進行總結,并且說出光反應與暗反應之間的區別與聯系。教師不能從一個極端走向另一個極端,搞形式,談"講"色變,既要拒絕教師獨霸課堂的現象,又要發揮教師在整個知識學習中的主導作用。在學生自主閱讀之后,教師引導總結,體現知識系統性,真理性的特點,同時教師提供框架,讓學生自己找出知識點,也是新課程理念指導下,對傳統教學的完善和發展。新課程理念提出要注重培養學生的學習興趣,因為興趣是最好的老師,而興趣的培養可以是與現實生活密切聯系的,也可以以學生好奇心為出發點,激發學生探究知識的積極性。在光合作用的探究活動:環境因素對光合作用強度的影響,課堂教學中變看實驗,講實驗為設計實驗。教師先給出學生探究實驗的實驗材料和用具:新鮮的綠色葉片(如菠菜葉片),打孔器,注射器,40W臺燈,燒杯。讓學生自己設計一個實驗,證明不同光照強度對光合速率的影響。
3.教師應轉變成為教學過程的組織者、指導者
有的學生首先就想到1864年,德國科學家薩克斯實驗,能不能通過測定淀粉的含量,來判斷光合速率,對于學生的提出的想法首先給予肯定,但我們給定的實驗材料中沒有檢測淀粉的碘,葉片脫色的酒精。根據學生的思路,教師可以提示,淀粉作為光合作用的生成物,可以用來測定光合速率,同樣的道理光合作用的產物還有氧氣,也可以用氧氣的生成量來反映光合速率。問題就出現了:氧氣量的測定是不容易做到的,那如何解決這個問題? 這個時候就要求學生發散思維,可以根據葉片上產生小氣泡的數量多少來判斷,或者葉片足夠小葉片就可以漂浮起來。新課程調整了教材、教師、學生相互間的關系。教材提供的知識不再是教師傳授的內容,而成了學生知識意義構建的對象。教師和學生分別由知識的傳播者、灌輸者和外界刺激的被動接受者,轉變成為教學過程的組織者、指導者、意義建構的幫助者和知識意義的主動建構者。
4.引導學生認識光合作用對人類的重要意義
光合作用為包括人類在內的幾乎所有生物的生存提供了物質來源和能量來源。因此,光合作用對于人類和整個生物界都具有非常重要的意義,被稱為地球上最重要的化學反應。光合作用的意義可以概括為以下幾個方面:1.制造有機物。據估計,地球上的綠色植物每年大約制造四五千億噸有機物。因此,人們把地球上的綠色植物比作龐大的"綠色工廠"。 2.轉化并儲存太陽能。綠色植物通過光合作用將太陽能轉化成化學能,并儲存在光合作用制造的有機物中。地球上幾乎所有的生物,都是直接或間接利用這些能量作為生命活動的能源的。煤炭、石油、天然氣等燃料中所含有的能量,歸根到底都是古代的綠色植物通過光合作用儲存起來的。3.使大氣中的氧和二氧化碳的含量相對穩定。據估計,全世界所有生物通過呼吸作用消耗的氧和燃燒各種燃料所消耗的氧,平均為10 000 t/s。以這樣消耗氧的速度計算,大氣中的氧大約只需三千年就會用完。
總之,在新課程理念的指導下,給學生更多的時間,閱讀,思考,提出問題,探究,讓學生更好的體驗發現學習和主動探索的樂趣,使學生愿意參與到課堂學習,達到提高課堂學習效率。
參考文獻:
[1]李俊紅 關于高中生物新課導入藝術探究.滄州師范專科學校學報.2003
關鍵詞:果樹葉片;作用;果園管理
中圖分類號:S66 文獻標識碼:A 文章編號:1674-0432(2012)-04-0127-2
果樹是多年生喬本植物。果樹由根、莖(枝)、葉、果實組成。人們栽植果樹的目的是為了獲得可食用果實的商品價值,所有管理的目的都是圍繞提高果實商品質量、數量和經濟價值開展的。然而,“天生我材必有用”,果樹組成部分內的每一項都具有促進和制約果實生長發育雙重功效。只有做好果樹各組織生長發育的相互協調,才能最大限度地促進果實快速生長,實現果實質量、數量、商品價值的最大獲得。
1 果樹葉片在果樹生長中的作用
果樹葉片是綠色植物最主要的呼吸和光合作用的器官,具有在太陽光照條件下,吸收空氣中CO2和水,合成碳水化合物,并釋放出O2的作用,也可有效調控樹體溫度、維持果樹正常生長發育進程。如果綠色植物沒有了葉片進行光合作用能力,果樹的生長發育就失去了營養能量來源,就會逐步衰敗枯死;如果綠色植物不能進行光合作用釋放O2,一切動物就會因為缺氧而不能生存。動物呼入O2、釋放CO2,植物呼入CO2、放出O2,二者相互關聯、相互依賴,才保持了整個有機界得以生存和持續發展。
1.1 光合作用能力決定了果樹果實產量的高低
光合作用最大的效能就是為果樹生長源源不斷地供給營養能量。光合作用合成養分、保證果實順利生長發育,在果樹年生長周期里起決定因素的時間長達7個月之久。只有果樹綠色組織不斷地進行光合作用、所合成的養分時刻供給和滿足果樹生長需求,才能保證果樹萌芽、開花、坐果、成熟的年生長周期得以順利完成,才能持續完成從栽植到成長、衰敗、死亡的生命周期。據專家研究得出:限制作物產量的最主要的因素就是光合效率。所以,要保證果樹取得持續性高產穩產,就必須保證旺盛的光合作用能力。
1.2 光合作用產物是果樹貯存養分的重要組成部分
物綠色部分所含的葉綠體是在光條件下進行光合作用的機器,可以吸納CO2和水合成碳水化合物,釋放出O2。果樹含有葉綠體部分除新生枝條和果實外,主要存在于葉片內。葉片合成的碳水化合物必須向外運出以滿足全株生長的養分需要,但也有相當數量的同化物滲入到脂肪、脂肪酸、氨基酸、有機酸中去。葉片光合作用從幼葉展開時開始,隨著葉片擴大,其光合作用能力也在不斷增強,果樹養分供給形式也由依靠樹體貯存養分維持逐步轉化為光合作用產物自給有余、后期剩余部分運輸到根系參與合成,進入貯存庫積累,滿足下年春季生長需求。所以,碳水化合物在果樹代謝中起著中心作用,糖分是光合的主要產物,除作為呼吸底物外,還可以轉變為甘油與脂肪酸,合成脂肪;或是轉變為氨基酸,再合成蛋白質。
有實驗報道稱:蘋果新梢從第12片葉之前,生長所需養分主要依靠上年樹體積累;第13片葉子到20片葉子光合作用能力達到最大值,光合產物開始逐步有剩余。合成的碳水化合物除了滿足生長點生長需求外,大部分被呼吸所消耗,一部分開始向根系運輸參與合成新物質,進入積累階段。根據果樹營養分配中心養分調控原理,光合作用產物首先供給果實和生長點,后有積累才能調控其他部位和進入積累。
當果實開始成熟時,葉片制造的光合產物大量進入貯藏階段,為來年果樹萌芽、開花、坐果和新梢生長初期提供養分。有專家研究發現:蘋果樹的貯藏物質主要在落葉前一個月至一個半月內形成,大部分貯藏于根部,冬前以山梨醇、蔗糖、葡萄糖狀態存在,冬后可溶性成分減低,不溶性成分淀粉含量增高。這些貯藏的碳水化合物75%以上用于來年春季花、果、葉和新梢的生長與呼吸。所以,保護葉片就是保護養分制造機器,就是保護來年穩產高產。
1.3 光合作用是果樹調節自身營養平衡和園內小氣候的重要方法
葉片通過光合作用積累營養,通過呼吸作用又要消耗營養,而光合作用合成的有機物質就是果樹光合作用的底物。果樹根系在冬季呼吸要消耗積累的碳水化合物,因而就降低了果樹的抗御寒冬的能力;坐果后的幼果呼吸作用能力很強,對碳水化合物的需求量也很大,直接影響著果樹光合作用營養積累速度和數量。超負荷生產的結局就是果樹營養積累量很少,來年春季萌芽、開花、坐果因為營養缺乏而不能順利進行,就成為小年。
果樹在呼吸過程中,除了消耗積累的碳水化合物之外,還要吸收空氣中的CO2制造碳水化合物,滿足生長需要;釋放O2調節果園小氣候氣體組成。同時,在呼吸作用進行過程中,大量釋放了樹體熱量,使得果樹自身能夠更好地適應氣溫過高的環境。葉片既是營養制造機器,又是自身適應環境條件的調節器。作用在微妙之中,決定著植物的“生死大權”。
2 果園管理中經常出現的失誤點。
果園管理從大勢上看,是一件較粗糙的工作;但是從細微中看,卻是一件很細致、極特殊的工作。管理措施的粗糙管理中,體現著微觀世界的奇妙作用,反映在大局管理的奇特效果上。在近幾年的果園管理上,人們過高地追求產量獲得目標,忽視了果樹構成中的相關促進與制約作用的利用。特別是對果樹可多、可少的小器官——葉片管理不能加以重視,卻因微小的“蟻穴”之災,打破了致富的“夢想”。主要有以下幾點:
2.1 對葉片的作用理解很模糊,輕視了葉片的決定性作用的有效利用
許多果農一直對葉片的作用機理的認識很模糊,從果樹萌芽、開花,到花朵坐果后的管理,沒有看到葉片的突出作用,認為葉片只是果樹生長的附屬品,沒有多大作用,只要有葉就行了,根本不能理解葉片對于獲得優質高產目標的制約作用。主要是果農文化程度的影響,對微觀世界的理解較為膚淺;許多技術人員愛崗敬業精神欠缺,業務素質過低,解釋和傳授管理技術措施中,只注重了“怎么做”,而不去解釋“為什么要這樣做”的道理。在實施管理措施中,把管理目標從“花”直接轉移至“果”上,管理目標依據果實需要而定;防控措施圍繞果實而做。對于葉片上的表征很少加以關注,而對于果實上的變化卻十分敏感。實際上,果樹的不適表現首先在葉片上出現。當果實表征之時,已經是“病入膏肓”、“無可救藥”了。
2.2 對葉片的管理忽視了保護,抱有“有病再治也不晚”的心態不在少數
在實際操作中,重視了“前期保花”和“后期保果”措施落實,輕視了“中期保葉”的管理環節。在幼葉期所強調的做好葉片保護性措施落實不能加以重視,特別是花前噴藥和花后噴藥保護措施落實一般是“能省略就省略”,看不見病害就不噴藥;對于“清園”和“環境治理”等間接性保護措施落實更是不予實施,甚至還有抵觸情緒。當葉片發生病害時,才實施噴藥治療,抑或不能起效,抑或守住一片“已經穿孔的肺”,其作用大打折扣。
2.3 后期管理重點放在了果實上,認為“此時有葉無葉無所謂”
當果樹坐果結束、套袋完成后,大部分果農認為“除了雹災,就豐收在望了”,根本沒有把葉片管理放在重要位置上。在噴藥上,不能科學選藥、不能科學噴藥,配藥不講究合理搭配,不注意間隔時間,有什么藥就噴什么藥,想什么時間噴就什么時間噴,隨意性太大,針對性太差,防控效果極不理想。有的果農認為:“葉子落了,果子容易見光,著色就快”。結果是樹上葉子落了,地下雜草噴布了除草劑,造成樹上營養缺乏,花青素形成受阻;地下無草,空氣濕度下降,除袋后果實不上色,底色變成黃綠色;果實表面粗糙,商品率大幅度下降;樹體養分積累水平低下,制約了花芽分化過程的順利完成,來年“滿樹花、半樹果”的局面無法更改,“虧了今年、誤了明年”的實例不在少數。也證明了后期有葉與無葉的差距很大的道理。
我們在生產中經常遇到如下一些現象:果實生長中期出現落葉,果實膨大就會受阻,小果率明顯增加;果實生長后期發生過早落葉,輕者果實不能著色,底色泛綠,果實不鮮亮、果面不光潔;重者就會出現“二次開花”,來年無花可開,說明葉片對果實生長的作用力很大,不但影響今年效益,而且決定來年產量。
3 強化“保葉就是保效益”的管理理念,促進穩產高產、優質高效目標實現
果樹葉片既是果樹的呼吸器官,又是果實營養制造器官,更是果實生命特征的表征器官和果園管理規范程度的“指示器官”。重視和規范實施果園管理,就要從保葉開始,在保持葉片作用最大化發揮上下功夫。
3.1 保護葉片健壯生長,為穩產高產、優質高效生產目標順利實現打好基礎
要進一步強化“果樹葉片保護就是保效益”的管理理念,從幼葉開始實施保護,不給病蟲害對葉片危害留下任何可乘之機,時刻保護葉片健康、順利生長,為果樹正常生長提供充足而穩定的養分供給,有效調節果樹內部營養供給平衡,確保穩產高產、優質高效目標的順利實現。
3.2 規范落實保護措施,突出預防為主植保方針
在葉片管理上,一是要做好幼葉期的營養補充和防病蟲侵害措施落實。特別是要噴好萌芽前的石硫合劑保護劑,和萌芽期的藥劑防蟲治病措施落實,最大限度地控制幼葉期病蟲害發生率,給幼葉生長提供一個良好的外部環境。二是做細幼葉生長初期營養補充措施和防凍抗凍保護。可以在萌芽后及時噴布天達2116液或是蕓苔素481液,補充葉片生長所需養分,提高葉片細胞液濃度,增強抗凍能力。三是堅持定期預防、及時治療的原則。根據使用藥品有效期長短,按時進行噴藥預防各類病害;根據病蟲害發生趨勢,及時調整藥品種類和配方;根據生產果品等級要求,在同類藥品中選擇使用藥效長、殘留低、符合果品檢測質量標準的藥品。要做到:根據藥效長短定噴藥間隔時間;根據果品生產質量要求選擇藥品種類,首選符合綠色食品果品生產要求的藥品;不以犧牲生態環境和食品安全為代價。
3.3 做好葉片營養補充,促進葉片健壯生長
葉片生長是否健壯,顯示著果園管理水平的高低。葉片發揮光合作用能力體現越早,果實生長速度就越快。因此,“巧”補營養,對于葉片生長和果實膨大至關重要。
3.3.1 春季追肥要“早”、“巧”、“淺” 春季果樹根系開始生長時,及時給果樹追施肥料,是保證果樹萌芽順利進行、開花坐果營養充足的重要措施。春季追肥要以氮肥為主,磷肥配合。一是在追肥時間上要早。利用土壤初解凍期水分充足的優勢,促進所追施肥料分解快、吸收快。黃土高原果區更應該注意利用早春土壤含水量高的優勢,早追花前肥。二是在使用肥料選擇上要體現“巧”的特點。要打破常規性追肥“一把尿素管到底”的習慣,選擇以氮肥為主的速效肥的同時,最好與沼液配合施用;確實沒有沼液的果園,施肥時適量在施肥坑內補充水分,充分發揮水分足、吸收快的優勢,使果樹所需營養在最短時間內得到快速補充。三是施肥坑要淺。在春季,果樹根系貯存的養分正通過根系向地上各生長點輸送,滿足萌芽需要。春季追肥的施肥坑一定要淺,可以采取淺坑、多點施肥法,盡量不要傷及果樹根系,確保營養運輸順暢,追肥效果顯著。
本文作者:舒景澤
食品中的有害物質
近幾年來對食品安全問題頻頻報道,惡性食品安全事件頻頻曝光,蘇丹紅辣椒醬、二聚氰胺毒奶粉、地溝油、塑化劑飲料、瘦肉精火腿腸、石蠟大米、毒膠囊等等連續粉墨登場.本著以人為本、民以食為天,作為一種必備的知識,讓學生進一步體會、理解化學與生活的關系.例3(212年#揚州中考)食品安全關系到人體健康,下列說法正確的是()A.霉變的米中含有黃曲霉素不能食用B.應在國家標準規定的范圍內使用食品添加劑C.用甲醛浸泡水產品,延長保質期D.將地溝油回收作為食用油例4(212年#徐州中考)明膠中富含蛋白質,食用明膠以新鮮的動物皮或骨骼為原料,經過復雜的工序制成;工業明膠常以廢舊皮革等為原料,其熬制過程簡單,產品中對人體有害的鉻元素嚴重超標.下列有關說法錯誤的是()A.鉻屬于金屬元素B.灼燒明膠會產生燒焦羽毛的氣味C.生成明膠的過程中有化學變化發生D.工業明膠能用來生產藥用膠囊考點化學與社會生活的聯系.分析讓學生知道某些物質(如甲醛、黃曲霉素、重金屬鹽等)有損人體健康,認識掌握化學知識能幫助學生抵御有害物質的侵害,認識化學科學的發展在幫助人類戰勝疾病與營養保健方面的重大貢獻,認識有機物對人類生活的重要性.解答霉變的大米中黃曲霉是一種毒素人畜都不可食用,甲醛可使人體蛋白質變性失去生理功能,地溝油中含致癌物質都不宜食用,食品添加劑在國標范圍內允許合理使用.故例3選A、B,例4選D.點評食品中有機化學的知識與生產、生活實際有密切的聯系.學生通過本章的學習,能夠提高科學素質,豐富生活常識,有利于他們正確地認識和處理有關飲食營養、衛生健康等日常生活問題.
食品中有機化合物重難點的突破
糖類(碳水化合物)和蛋白質知識是食品中有機化合物的重點,糖類的來源、消耗以及檢驗和蛋白質的性質實驗重點中的難點.維生素對人體健康的重要性也越來越受到關注.光合作用和呼吸作用是有機環境與無機環境相互循環的兩個重要反應,光合作用提供物質基礎,呼吸作用提供能量保障.例5(212年#蘇州中考)富含淀粉的谷物、甘薯等可以釀酒.在釀酒過程中淀粉在酶的作用下轉化為葡萄糖,葡萄糖發酵為酒精.香甜的酒釀就是利用該原理.用酒曲酶(俗稱酒藥)制作的.家庭一般制作酒釀的簡單流程圖如下:(注:有機反應化學方程式可用箭號表示)8~1小、1寸IIIkg糯米米米米米米米熟熟熟熟米飯飯冷開水沖淋解粘拌入約19酒藥維持33e左右裝入陶罐密封保溫36小時巨畫8(l)配平化學方程式:(C6Hlo5)"+_H2淀粉酶"二,八-二二二二二爭nC6H12"(2)如溫度、水分等因素控制不當,易導致乳酸量過多而味偏酸,清完成該反應的化學方程式:C6,,_乳化酶_H、2廠蘭止二卜2(3)成熟的酒釀放置時間越長酒味越濃,因為更多的葡萄糖在酒化酶作用下發酵分解為酒精(C:H,oH)和二氧化碳,寫出該反應的化學方程式(4)若用1kg大米釀米酒,假設其中有.81kg的淀粉全部轉化為酒精,則理論上可釀制含酒精質量分數為ro%的米酒kg.[提示:由淀粉轉化為酒精的關系式為(C尹15)n一(ZnCZH5oH]考點考查碳水化合物的知識分析題目雖然沒有直接考查光合作用和呼吸作用,只有糖類知識的全面掌握,解此類題目才會感到得心應手,從給定的題目信息看,比直接考光合作用、呼吸作用的化學方程式要巧妙得多,解答(1)小題是多糖在酶的作用下轉化成葡萄糖,(2)、(3)兩小題考查葡萄糖在不同條件下可以轉化成乙醇和乳糖,前三小題都考查了有機化合物的化學方程式,(4)小題考查化學方程式的計算.根據質量守恒定律,故答案為:(1)n,(2)C3H刀3,(3)C6IllZo獷型纏卡ZeZH5oH+ZeoZ卞,(4)4.6kg.點評題目的設計既包含考查學生對糖類的來源和糖類的代謝(光合作用產生葡萄糖,再進一步轉化多糖;多糖在一定條件下轉化成單糖,通過呼吸作用釋放生命活動所需要的能量,也可通過控制條件用于釀酒或生成乳酸等).也考查了學生對化學符號的書寫,綜合性強,考查全面,注重基礎,題目難度較適中.
關鍵詞:生物教學;職業教育;農業科技
中圖分類號:G712 文獻標識碼:B 文章編號:1002-7661(2013)04-272-01
我們都知道,生物是現代農業的基礎學科,因此農村職業教育更應該在生物教學中突出生物基礎理論在農業科技推廣中的應用,農業科技教學培養基地也成為新時期農村經濟建設的一個新的增長點。在教學過程中,可根據內容特點,在讓學生接受生物學基礎知識的同時,密切聯系農村生產,把生物教學與農業技術、農業生產過程有機地結合起來,這既能使教、學、做合一,提高教學效果,又能更好更快地為推動新農村建設服務。
一、課堂教學中滲透農業基礎地位,增強學員實踐及推廣農業科技的責任感和使命感
農業科技教學培養基地的學員大都是生產一線的農民及農村科技干部,在教學中首先要大力培養他們熱愛農業科技的興趣,使他們充分認識到農業在國民經濟中的重要基礎地位及發展前景。
在教學中可以結合課本中有關人口與環境問題、糧食問題等知識,向學員講解農業的第一勞動對象是植物,而植物生產出來的產品是人類衣食住行的來源,其產品是工業特別是輕工業生產的主要原材料,如紡織業,食品加工業等都離不開農業的發展。特別是當前世界面臨的四大問題之一的糧食問題,它解決不了,則國民經濟其它各行各業就會停滯不前,從而影響到整個國民經濟的發展。而以上各種問題的解決都離不開農業的發展,這樣可讓學員充分認識到農業發展的重要性,從而增強了他們實踐和推廣農業科技的責任感和使命感。
二、注重基礎理論與實踐經驗的結合,重在排疑解惑,突出理論的實用性
培養基地的學員大多數實踐經驗豐富,理論基礎知識欠缺,針對這一特點在課堂教學中就要盡可能避免理論的枯燥、深奧,多結合農業生產中的俗語、諺語來解析生物理論。例如通過“萬物生長靠太陽”來導入光合作用的重要意義及其原理,了解光合作用的原料、場所、動力及其效能,加強對光合作用的認知及應用;通過“莊稼一枝花,全靠肥當家”其絕對性說法,講解土壤及肥料中的營養元素及其吸收原理,排除施肥中的一些誤區;通過“水利是農業的命脈”闡釋水在植物生產中的重要性及原理,引導學員科學用水;“鋤頭底下有水”,“鋤頭底下有火”等諺語講解土壤的熱容量理論,解析土壤升溫降溫原理,引導學員科學栽培管理,提高科學種田的實效。通過這些些經典的諺語俗語,既突出了理論的實用性,激發了學員的學習興趣,活躍了課堂氣氛,也培養了學員的求知欲望。
三、在教學中因地制宜,推廣實驗教學,加強教學的科學性及實效性
生物科學是一門實踐性極強的學科,觀察、分析、試驗是生物學科的基本研究方法,重多的知識都是前人在觀察思考及反復試驗的基礎上獲得的。為了讓學員更好地理解和運用生物科學知識,解決生產中遇到的實際問題,實驗教學是必不可少的一環。為此結合教學培養基地的實際情況,采取自主性和主導性相結合的原則,用校園和家庭,開辟實驗基地,讓學員動手設計實驗,發現問題,解決問題,既拓寬了他們的基礎知識,又培養了學生的觀察、思考、判斷能力,使學員掌握了學習和研究生物學的科學方法,也培養了學員的自學能力,還增強了教學的實效性。
【關鍵詞】任務型教學法生物化學教學中的應用
【中圖分類號】G642 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810(2014)17-0079-01
一 生物化學任務型教學的任務與任務設計
任務型教學法的核心就是學習任務,因此要求老師在實際的生物化學教學中,應該以任務教學為重心,以學生為主體地位,才能夠更好地發揮任務型教學法的教學優勢。因此,在設計學習任務時應遵循以下原則:
1.明確任務設計的目標
任務型教學法一個很重要的特征就是設計的任務目標要明確,而且在設計的學習任務中,還要蘊含某一教學階段中所教授的知識,具體是教師可將總目標細分為小目標蘊藏在總目標的框架內,還要細化每一個學習模塊的內容轉化為一個或幾個學習任務之后,更便于學生學習掌握,通過任務目標明確的任務型教學法,使學生獲取知識,整合知識和應用知識的能力得到不斷地加強。
2.難易適中的任務設計
在設計學習任務時,對于生物化學教材點與難點分布,教師應做到深入了解與分析,選取的知識點應與學生生活有緊密聯系,還能夠充分體現出教學內容,并且使設置的任務具有可操作性。這樣設計的原因在于,難易適中的學習任務更符合學生身心發展規律,與大多數學生現有的知識水平和接受能力相符,并且符合了不同層次學生的學習需要,更有利于任務型教學法的不斷鞏固與推進。
二 在生物化學教學中構建任務型教學法的實施模式
本文探究的任務型教學法在生物化學教學中實施模式的構建,使用的教學模式為“創設情境,任務在線――教師指導,任務準備――分工互動,任務完成――成果展示,任務反省與評價”。在下文具體的研究中,以“提高農作物產量的方法和途徑”為案例,進行任務型教學法在生物化學中的具體實施構建。
1.創設情境,任務在線
任務型教學法的一個重要環節就是在設置的情境中融入任務,而后在任務學習過程中將設置的任務自然地呈現出來。生物界最基本的物質代謝和能量代謝是光合作用,這種化學過程與社會生產生活息息相關,是生物化學教學中的重點所在。基于此,通過介紹光合作用的相關過程及意義,自然地提出“尋求提高農作物產量方法”的學習任務,而且將光合作用“光反應”與“暗反應”的作用作為此任務的知識目標。
2.教師指導,任務準備
這是任務型教學法的第二階段,強調教師指導的意義在于改變學生傳統的學習觀念,讓學生樹立任務型學習的新型學習觀,并且讓學生知道此任務的設計,其設計的知識點包括光合作用的條件、物質變化和能量變化多個方面,從而引導學生有目的性和有組織性的進行任務準備,對完成此任務有關的知識信息和學習材料,能夠主動通過各種途徑獲取。
3.分工互動,任務完成
在學習任務的互動過程中,應堅持“組間同質和組內異質”的思想,可以將學生分為多個小組,每組人數不超過7人,組內設置一名組長,協調組內成員執行不同的任務,并且通過組內成員的討論、分析與研究,對組內不同的觀點予以整合,最后可在老師的引導下,得出任務總結和任務理解。在本案例中,教師在指導學生完成此任務時,應將總任務具體細化為幾個小任務,這不僅開拓了學生自主探究學習的途徑,還有利于學生發揮主動性和創造性。
4.展示成果,任務反省與評價
在本案例中,教師應對學生表現出的積極參與和努力探究給予表揚,特別是客觀評價學生在具體操作中展現出的積極思維,這不僅能夠幫助學生樹立積極自信的學習觀,還能夠增加學生自主學習的探究興趣。具體評價是,學生完成的任務成果是學生是否結合實際對“提高農作物產量的方法與途徑”做出總結,學生是否正確地描述出光反應與暗反應的過程以及二者關系,學生是否對影響光合作用的多種因素進行收集與整理。此外,評價中還應注意各小組通過討論,補充和整合,總結出影響光合作用因素是否包括光照強度,溫度和二氧化碳,水質和光合速率等多種因素,各小組總結出的提高農作物產量的方法,有沒有考慮土壤、作物品種、種植方式和植物激素等多種外在條件。基于此,可采用學生互評、老師評價和組間評價的方式,對學生完成任務的情況做出客觀評價。
三 結束語
生物化學是各個學校中最基礎的課程,有著較強的理論性和實踐性。從社會發展來看,隨著科學技術、生物技術和化學技術的不斷提高,生物化學的重要性在社會生產生活中日益顯露出來。但學生在日常學習中,因為生物化學本身具有比較抽象的概念,涉及的各種規律和結構錯綜復雜,造成學生學習起來難度較大和不易理解,這使得生物化學的教學質量與預期效果面臨挑戰。基于此,本文探究的任務型教學法在生物化學教學中實施模式的構建,為任務教學模式,具有十分重要的現實意義。
參考文獻
一、對教材進行整體分析,確定運用比較法的內容和方法
教師對學生思維方法學習的指導要做到有目的、有計劃地進行,必須首先對所教學科教材進行整體分析,將各章節中適于應用比較法的內容列出并歸類整理,便于教學時應用。然后還要對內容和學生進行深入的分析,明確教材內容的教學目標和學生的智能承平,作為確教法和指導學法的依據。
1.概念比較
概念的比較不僅要從文字上分折,有時還要借助掛圖、摸型、投影錄相、計算機等手段形象地展示概念所揭示的內容,引導學生觀察、分析、列表比較、歸納總結出有關概念的異同點,使學生對概念理解更深刻、記憶更牢固。例如,物質出入細胞的三種方式比較,學生對協助擴散和主動運輸沒接觸過,缺乏形象思維的支持,僅從文字上區別比較枯燥且易混淆。為此我們設計制作了模擬物質出入細胞的三種方式的計算機動畫,演示每種方式時,教師都引導學生觀察物質運動的方向是否需要載體,是否消耗能量,將學生觀察所得添入表中,再引導學生對照圈和表,分別說明三種方式的異同點。
2.結構和功能的比較
此類比較一般是對照掛圖、模型等分別講清有關對象的結構和功能,再列表引導學生分析、比較其異同點,或通過問題引導學生分析比較。例如,線粒體與葉綠體的結構和功能比較,在分別講清各種細胞器的結構和功能后,可提出這樣的問題:
(1)細胞內含有少量DNA的細胞器是______。
(2)細胞內具有封閉的雙層膜結構的細胞器是______。(3)細胞內與能量轉換有關的細胞器是______。
學生對照各種細胞器的化學組成、結構、功能,分析、比較后答出三個問題的答案均為線粒體和葉綠體。同時認識到這兩種細胞器的相同點和功能的重要性
3.過程的比較
高中生物學中的過程多為微觀動態變化過程,教學中最好能利用媒體展示動態變化過程。展示過程前,教師提出觀察目標,展示過程中教師引導學生觀察,然后啟發學生將觀察到的現象分析、歸納、列表比較。倒如,綠色接物的光合作用過程,我們設計制作了計算機動畫,分別展示光反應、暗反應和光合作用全過程。在觀察動態變化過程中,教師引導學生分別觀察分析光反應和暗反應過程的反應場所、條件、物質和能量變化及光反應與暗反應的關系,然后列表引導學生分析比較,并由此歸納出光合作用的實質和意義。
4.理論與事實的比較
這種比較可以有效地說明理論的正確與否,以便做出判斷。一般先介紹實驗過程和實驗現象,然后引導學生用一定的假設分析解釋實驗現象,如果假設能圓滿地解釋實驗現象,則還要設計實驗驗證假設,將驗證實驗的數據與假設的理論值相比較,差異不顯著則假設成立并上升為規律,否則假設不成立,即理論不正確。
5.綜合比較
這是全面、復雜的比較,是將概念、特點過程、結果綜臺起來的分析比較。比較時,先對照圖示觀察、分析、比較過程,并由過程總結歸納特點和理解概念、結果,最后再列表比較或繪制曲線圖比較。
在比較法的教學中,教師宜采用啟發式教學法,充分運用各種媒體,生動、形象地展示具體內容,激發學生興趣,引導學生積極主動地參與教學過程,并認真指導學生自主觀察、分析、歸納總結,可達到舉一反三,事半功倍的效果。
二、注重教法的示范性和指導性,使學生學會比較法
教學過程不僅是教授知識的過程,更是教會學生學習、培養能力的過程。所以教師不僅要在教學過程中引導學生對不同內容進行分析、比較,使學生充分體會刊比較法在學習中的重要性,還要注重教法的示范性和指導性,使學生學會比較法。倒如,講光合作用時,教師引導學生觀察、分析光反應和暗反應過程后,列表引導學生比較光反應與暗反應的場所、條件、物質和能量變化;在講完呼吸作用時,教師列出比較項目,讓學生自己分析、討論、填表比較有氧呼吸與無氧呼吸的異同;最后要求學生自己列表比較光合作用與呼吸作用的差異。