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1、 光合作用內(nèi)容在人教版新課程教材《能量之源—光與光合作用》一節(jié)中的變化與思考 　 摘要 普通高中課程改革是我國基礎(chǔ)教育改革的重要組成部分。教材是教學工作及學生學習的的主要資源，是課程改革的主要體現(xiàn)者；2004年秋季人教版高中生物新課程教材在一些省市已經(jīng)開展了試點工作，與現(xiàn)行必修本相比有很大的變化，在新的形勢下也存在一些缺憾。 關(guān)鍵詞 光合作用 探究 學習方式 為適應(yīng)時代發(fā)展的要求，進一步提高國民素質(zhì)，一些省市自治區(qū)已經(jīng)開始試行新一輪的課改。高中生物試行教材有多種版本，人教版（目前使用的是2004年5月第1版）是其中的一種，教材的設(shè)計思路新穎、有創(chuàng)造性和前瞻性；內(nèi)容編排更趨

2、合理，更具科學性與嚴密的邏輯性；圖文描述切合高中學生的實際，能很好的體現(xiàn)《新課程標準》提出的基本理念。與現(xiàn)行必修本光合作用內(nèi)容相比，人教版新課程教材（以下簡稱新教材）《能量之源—光與光合作用》的變化就是一個縮影。 1 知識結(jié)構(gòu)與內(nèi)容進行了較大的調(diào)整 1.1 新教材內(nèi)容的簡介 根據(jù)生物課程設(shè)計思路，新教材對原必修本中的光合作用內(nèi)容進行了重新排序、修改和增添，并進行整合使之成為一個有利于學生進行自主、探究學習的有機載體。教材第一部分內(nèi)容首先以生產(chǎn)實例引出實驗，探討色素的種類與功能，介紹葉綠體的結(jié)構(gòu)，由資料分析葉綠體的功能；第二部分一開始回顧科學家對光合作用原理的探究歷程，并感知科學家所采用的

3、科學研究方法，感受他們勇于探索的科學精神和實事求是的科學態(tài)度，最終得到光合作用的過程（即原理），結(jié)合生活生產(chǎn)實際引導學生設(shè)計實驗進行光合作用原理的應(yīng)用。教材最后將化能合成作用以單獨的一塊內(nèi)容列出，作了稍詳細的介紹。 1.2 新教材內(nèi)容的主要變化 葉綠體結(jié)構(gòu)與功能原必修本是放在《細胞結(jié)構(gòu)與功能》一節(jié)進行學習的，作為綠色植物光合作用的重要場所，新教材則放到了這一部分來進行探討，有助于學生對光合作用知識的理解與建構(gòu)。 光合作用探究歷程的介紹不僅是要讓學生感受科學家勇于探索、不斷創(chuàng)新的科學精神與實事求是的科學態(tài)度，而且還要使學生在了解光合作用研究歷史的同時，沿著科學家的發(fā)現(xiàn)思路再進行一次思維上的

4、探究，在科學方法與科學思維的層次上嘗試初步了解光合作用的原理，并對進一步學習光合作用原理產(chǎn)生濃厚的興趣；基于這些目的，新教材增加并詳細描述了探究歷程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，使探究歷程更顯完整與嚴密，對學生的思維探究更有啟發(fā)性。 在原必修本中化能合成作用是作為自養(yǎng)型的一個類別在《新陳代謝的基本類型》這一節(jié)中提出來的，由于新教材中刪除了這一節(jié)，根據(jù)化能合成作用與光合作用的共同特點，新教材將這個知識點安排在光合作用之后，同時也對光合作用起到了總結(jié)、對比與深化的作用。 原必修本中“光合作用的重要意義”及小字部分的介紹性內(nèi)容“植物栽培與光能的合理利用”在新教材中出現(xiàn)了變化，前者被刪除，后者則以“光合作用原理的

5、應(yīng)用”標題出現(xiàn)，并增加了一個探究實驗，這樣的一個倒置性的變化可以看出新教材編寫內(nèi)容注重與實際生產(chǎn)生活的聯(lián)系，對學生探究能力、知識的遷移應(yīng)用的培養(yǎng)也提到了空前的重視程度。 1.3 新教材內(nèi)容安排上的一些不足 1.3.1 與以往相同，教材關(guān)鍵性的內(nèi)容未發(fā)生變化，如對光合作用原理的描述仍停留在光反應(yīng)與暗反應(yīng)階段較表面的過程性知識介紹中。根據(jù)現(xiàn)代資料，整個光合作用大致可以分為三大步驟①原初反應(yīng)②電子傳遞和光合磷酸化③碳的同化（即暗反應(yīng)），即使是高一學生根據(jù)已有的化學物理知識也可以理解與掌握；書本中對還原狀態(tài)氫的介紹仍采用了“[H]”這個符號，旁欄信息也增加了相關(guān)的注解，意圖是避開對光反應(yīng)電子傳遞

6、的描述，讓學生對光反應(yīng)原理更易于理解與接受；但是“[H]”這個符號及“還原狀態(tài)氫”這個名詞是科學文獻與資料中所沒有的，作為描述光合作用原理的重要名詞，這樣的一種替代易引起學生的誤解。 作為自然科學教材我認為它的科學性應(yīng)放在第一位，其次才考慮它的科普性。知識難度降低確實有利于大部分學生的理解與掌握，《新課標》提出要面向全體學生，但并不是以降低要求為代價的，面向全體學生還要滿足不同學生的要求，使他們能充分發(fā)揮個性與特長。 1.3.2 新教材中有關(guān)光合作用的內(nèi)容也仍局限在科學界早在上個世紀前就已獲得的成果介紹?？茖W界對光合作用領(lǐng)域的研究從未停止過，如最近我國科學家在對“菠菜主要捕光復合物（LHC

7、－Ⅱ）晶體結(jié)構(gòu)”的研究中也獲得了重大的突破（教師用書中也提到過）。如果教材能結(jié)合光合作用原理向?qū)W生介紹最新的研究進展或提供一些網(wǎng)址， （如： 1.3.3 隨著世界經(jīng)濟全球化的擴大與深入，對勞動者的素質(zhì)也提出了更高的要求，不但要有專業(yè)知識，而且要具備一定的英語基礎(chǔ)，才能與世界經(jīng)濟更好的接軌。一位在美國從事高中生物學教育的美籍華人獲知，最近美國的生物工程公司和制藥公司業(yè)者在南舊金山開會，討論生物公司“外包”（即將生物產(chǎn)業(yè)中的勞動密集型部分轉(zhuǎn)由勞動力資源豐富的國家或地區(qū)去完成），尤其是探討進入大陸地區(qū)的可能性。目前，由于美國本土勞動力價格高昂，導致生物藥品和工程產(chǎn)品價格過高而缺乏競爭力。因為大

8、陸地區(qū)的勞動力價格是美國本土的十六分之一甚至更便宜，已經(jīng)先一步進入這個地區(qū)的公司成了業(yè)者中令人羨慕的對象。但是在會上，生物工程公司的研究人員和工程人員，對公司“外包”到中國大陸，提出了一個主要的負面因素，即：中國大陸的學生幾乎沒有用英語學習生物詞匯的，“外包”公司的工程人員在溝通交流方面會有極大困難。這對生物學專業(yè)英語的學習提出了一個新的課題。原必修本后有一個《部分中英文名詞對照表》的附錄，因為對于專業(yè)英語的學習作用不大，所以新教材沒有安排這個附錄，將其中的部分單詞插入到了各章節(jié)中，如本節(jié)只出現(xiàn)了一個單詞，即photosynthesis（光合作用）；對專業(yè)英語的重視程度與原必修本相比沒有太大的

9、變化，高中階段生物學專業(yè)英語的學習幾乎是零。在相當長的一段時間內(nèi)我國還處于勞動密集型的經(jīng)濟發(fā)展階段，這樣的一種專業(yè)英語學習狀態(tài)與我國的國情是不相符合的。 2 倡導學生學習方式的轉(zhuǎn)變是新教材的一個亮點 教育部2000年7月頒布的《全日制普通高級中學生物教學大綱（試驗修訂版）》指出，高中生物課程要讓學生初步學會生物科學探究的一般方法，具有較強的生物學基本操作技能、收集和處理信息的能力、觀察能力、實驗?zāi)芰?、思維能力和解決實際問題的能力。這說明高中生物課程已經(jīng)注重了對學生進行科學過程與技能等高層次認知能力的培養(yǎng)，要達到這樣的一個目標，首先教材的編寫必須有意識的倡導對學生學習方式的轉(zhuǎn)變，使學生能積極

10、主動的去獲取生物科學知識，領(lǐng)悟科學研究方法，通過實驗與實踐等途徑將知識進行應(yīng)用并能解決實際問題或提出自己的意見與建議。與以往任何一年的教材相比，新教材在倡導學生進行探究性、研究性學習及自主性學習方面有了很大的突破，體現(xiàn)了這次課程改革的特色，成為新教材的一個亮點。 課題的引入在新教材中也是精心設(shè)計的：以生產(chǎn)實踐中的一個措施，即蔬菜大棚使用不同顏色的光源，提出了兩個問題進行探討；這樣的設(shè)計能起到激趣、激疑和擴大學生視野的作用，學生的思維易處于激發(fā)態(tài)；探討的內(nèi)容又緊扣本節(jié)的教學重點，可以與后面的教學內(nèi)容前呼后應(yīng)，有利于教學內(nèi)容的展開。 綠葉中捕獲光能的色素有哪些呢？教材仍采用了《綠葉中色素的提取

11、和分離》這個實驗，通過動手操作由學生自己參與來得到答案，這有助于學生對葉綠體及光合作用原理的學習進行知識建構(gòu)。本實驗所需實驗器材與藥品較多，操作的技能要求較高，需要在實驗室中完成。但如果純粹是按部就班、照方抓藥式的進行實驗操作，除了能提高實驗操作的熟練程度外，對于學生探究性思維的培養(yǎng)及學習方式的轉(zhuǎn)變是沒有用處的。學生實驗的結(jié)果或多或少都存在著一些不足或缺陷，在教師的引導下對實驗結(jié)果進行反思，提出改進的意見或措施，可通過小組合作的形式試行實驗的新方案，這是學生對實驗中發(fā)現(xiàn)的問題所進行一次研究性學習。如：新鮮的菠菜并不是一年四季都有，是不是可以選用其它的實驗材料？如何才能增加提取液中色素濃度？食品

12、的色素添加劑大多是化學合成的，對人體有一定的毒性，那么番茄、辣椒等植物中的天然色素可以用什么樣的方法提取呢？適當拓展相關(guān)問題的探究與研究，會激發(fā)學生學習的熱情及促進探究性學習方式的形成。 在學習了光合作用的原理后，新教材以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐為背景，以探究性實驗的形式對原理進行應(yīng)用，探究“環(huán)境因素對光合作用強度的影響”。實驗只提供了探究的目的及原理，對如何開展實驗作了一些提示；實驗的選題、實驗假設(shè)、制定實驗方案、實施操作計劃、得出結(jié)論和表達、交流等都需要由學生自主解決。要確定一個合理的、科學的實驗方案，需要有一定的光合作用知識基礎(chǔ)，搜集并分析相關(guān)資料，了解一些化學藥劑的理化性質(zhì)，實驗器材的使用方法，

13、掌握實驗設(shè)計中要注意的一些基本原則，特別是對照組中唯一變量的控制；要完成這樣的一個探究過程對于學生來說有一定的難度。新教材也考慮到了學生的實際情況，提供了“探究光照強弱對光合作用強度的影響”的參考案例，讓學生有一個思維模仿的對象，有利于探究實驗的順利開展。探究過程中學生獲得的不僅是知識經(jīng)驗，重要是的學習方式及思維方式的轉(zhuǎn)變，這對學生的發(fā)展是終身受益的。 3. 教材的圖文表達在藝術(shù)性上有所提高 科學與藝術(shù)在本質(zhì)上是相輔相成的，自然規(guī)律與原理包含嚴密的邏輯性與科學性，這本身就是一種美；追求科學的道路是不平坦的，但科學家所表現(xiàn)出來的那種勇于探索，不斷進取的科學精神，給人以一種內(nèi)心的鼓舞和催人向上

14、的動力；科學家在探究中所采用的創(chuàng)造性的研究方法和設(shè)計方案也給人以驚嘆和共鳴。作為傳授科學的主要載體，新教材也相當注意對科學多層次、多角度 “美”的表達。 教材首先由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐引出“不同顏色光源對植物光合作用有什么影響”等問題進行探討，由此自然就過渡到對捕獲光能的色素學習之中。通過實驗及圖表分析，獲得色素的種類及功能等相關(guān)信息，學生自然就會聯(lián)系前面懸而未決的疑問，一種釋然的快感由然而生。但問題并未徹底解決，教材又繼續(xù)提出了色素的存在部位——葉綠體，通過恩格爾曼實驗啟發(fā)學生繼續(xù)探索，即葉綠體的功能是什么？最后再撩開面紗，進入到課本中心內(nèi)容——光合作用原理的學習，但在真正接觸光合作用過程前教材又

15、安排了科學家對光合作用的探究歷程，教材最后才對光合作用原理進行了剖析，有一種“千呼萬喚始出來，猶抱琵琶半遮面”的美感！ 同為16開本的課本，本節(jié)內(nèi)容所占的版面從原來的6頁增加到現(xiàn)在的9頁，色彩豐富，形式多樣，視覺效果煥然一新。版面有不少圖片和旁欄小條目。新增的圖片有8幅之多，有“溫室中的紅色日光燈”，“恩格爾曼的第二個實驗”“普利斯特利的實驗”等，圖文并茂，增強了教材的可讀性及趣味性，也增加了學生的感性認識，有利于知識的理解與掌握。旁欄小條目內(nèi)容豐富，形式多樣。在每一小節(jié)的內(nèi)容旁都有“本節(jié)聚焦”，對即將要探討的重點內(nèi)容能起到突出與提醒的作用；小欄目中的“學科交叉”“相關(guān)信息”及“思考與討論”的設(shè)置也方便了學生的學習。 從上面的分析可以看出新教材給人以耳目一新的感覺，在學生科學與人文素養(yǎng)的提高上有了質(zhì)的飛躍。但是新世紀科學技術(shù)的發(fā)展速度是驚人的，知識的更新?lián)Q代及時代發(fā)展對人才的培養(yǎng)要求也不斷提高。相對于發(fā)達國家，我國的教材更新速度慢，種類單一；在堅持自己的特色的同時,也還需要注意教材的開放性與國際化。