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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(guó)基礎(chǔ)教育改革的重要組成部分。教材是教學(xué)工作及學(xué)生學(xué)習(xí)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(diǎn)工作，與現(xiàn)行必修本相比有很大的變化，在新的形勢(shì)下也存在一些缺憾。 關(guān)鍵詞 光合作用 探究 學(xué)習(xí)方式 為適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求，進(jìn)一步提高國(guó)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(jì)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(xué)性與嚴(yán)密的邏輯性；圖文描述切合高中學(xué)生的實(shí)際，能很好的體現(xiàn)《新課程標(biāo)準(zhǔn)》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(jiǎn)稱新教材）《能量之源—光與光合作用》的變化就是一個(gè)縮影。 1 知識(shí)結(jié)構(gòu)與內(nèi)容進(jìn)行了較大的調(diào)整 1.1 新教材內(nèi)容的簡(jiǎn)介 根據(jù)生物課程設(shè)計(jì)思路，新教材對(duì)原必修本中的光合作用內(nèi)容進(jìn)行了重新排序、修改和增添，并進(jìn)行整合使之成為一個(gè)有利于學(xué)生進(jìn)行自主、探究學(xué)習(xí)的有機(jī)載體。教材第一部分內(nèi)容首先以生產(chǎn)實(shí)例引出實(shí)驗(yàn)，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(xué)家對(duì)光合作用原理的探究歷程，并感知科學(xué)家所采用的

3、科學(xué)研究方法，感受他們勇于探索的科學(xué)精神和實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，最終得到光合作用的過(guò)程（即原理），結(jié)合生活生產(chǎn)實(shí)際引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)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(dú)的一塊內(nèi)容列出，作了稍詳細(xì)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(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能》一節(jié)進(jìn)行學(xué)習(xí)的，作為綠色植物光合作用的重要場(chǎng)所，新教材則放到了這一部分來(lái)進(jìn)行探討，有助于學(xué)生對(duì)光合作用知識(shí)的理解與建構(gòu)。 光合作用探究歷程的介紹不僅是要讓學(xué)生感受科學(xué)家勇于探索、不斷創(chuàng)新的科學(xué)精神與實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，而且還要使學(xué)生在了解光合作用研究歷史的同時(shí)，沿著科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)思路再進(jìn)行一次思維上的

4、探究，在科學(xué)方法與科學(xué)思維的層次上嘗試初步了解光合作用的原理，并對(duì)進(jìn)一步學(xué)習(xí)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(xì)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(yán)密，對(duì)學(xué)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(gè)類別在《新陳代謝的基本類型》這一節(jié)中提出來(lái)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(diǎn)，新教材將這個(gè)知識(shí)點(diǎn)安排在光合作用之后，同時(shí)也對(duì)光合作用起到了總結(jié)、對(duì)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(biāo)題出現(xiàn)，并增加了一個(gè)探究實(shí)驗(yàn)，這樣的一個(gè)倒置性的變化可以看出新教材編寫內(nèi)容注重與實(shí)際生產(chǎn)生活的聯(lián)系，對(duì)學(xué)生探究能力、知識(shí)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(duì)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(guò)程性知識(shí)介紹中。根據(jù)現(xiàn)代資料，整個(gè)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(xué)生根據(jù)已有的化學(xué)物理知識(shí)也可以理解與掌握；書本中對(duì)還原狀態(tài)氫的介紹仍采用了“[H]”這個(gè)符號(hào)，旁欄信息也增加了相關(guān)的注解，意圖是避開對(duì)光反應(yīng)電子傳遞

6、的描述，讓學(xué)生對(duì)光反應(yīng)原理更易于理解與接受；但是“[H]”這個(gè)符號(hào)及“還原狀態(tài)氫”這個(gè)名詞是科學(xué)文獻(xiàn)與資料中所沒(méi)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(xué)生的誤解。 作為自然科學(xué)教材我認(rèn)為它的科學(xué)性應(yīng)放在第一位，其次才考慮它的科普性。知識(shí)難度降低確實(shí)有利于大部分學(xué)生的理解與掌握，《新課標(biāo)》提出要面向全體學(xué)生，但并不是以降低要求為代價(jià)的，面向全體學(xué)生還要滿足不同學(xué)生的要求，使他們能充分發(fā)揮個(gè)性與特長(zhǎng)。 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(xué)界早在上個(gè)世紀(jì)前就已獲得的成果介紹。科學(xué)界對(duì)光合作用領(lǐng)域的研究從未停止過(guò)，如最近我國(guó)科學(xué)家在對(duì)“菠菜主要捕光復(fù)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(guò)）。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(jìn)展或提供一些網(wǎng)址， （如： 1.3.3 隨著世界經(jīng)濟(jì)全球化的擴(kuò)大與深入，對(duì)勞動(dòng)者的素質(zhì)也提出了更高的要求，不但要有專業(yè)知識(shí)，而且要具備一定的英語(yǔ)基礎(chǔ)，才能與世界經(jīng)濟(jì)更好的接軌。一位在美國(guó)從事高中生物學(xué)教育的美籍華人獲知，最近美國(guó)的生物工程公司和制藥公司業(yè)者在南舊金山開會(huì)，討論生物公司“外包”（即將生物產(chǎn)業(yè)中的勞動(dòng)密集型部分轉(zhuǎn)由勞動(dòng)力資源豐富的國(guó)家或地區(qū)去完成），尤其是探討進(jìn)入大陸地區(qū)的可能性。目前，由于美國(guó)本土勞動(dòng)力價(jià)格高昂，導(dǎo)致生物藥品和工程產(chǎn)品價(jià)格過(guò)高而缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。因?yàn)榇?/p>

8、陸地區(qū)的勞動(dòng)力價(jià)格是美國(guó)本土的十六分之一甚至更便宜，已經(jīng)先一步進(jìn)入這個(gè)地區(qū)的公司成了業(yè)者中令人羨慕的對(duì)象。但是在會(huì)上，生物工程公司的研究人員和工程人員，對(duì)公司“外包”到中國(guó)大陸，提出了一個(gè)主要的負(fù)面因素，即：中國(guó)大陸的學(xué)生幾乎沒(méi)有用英語(yǔ)學(xué)習(xí)生物詞匯的，“外包”公司的工程人員在溝通交流方面會(huì)有極大困難。這對(duì)生物學(xué)專業(yè)英語(yǔ)的學(xué)習(xí)提出了一個(gè)新的課題。原必修本后有一個(gè)《部分中英文名詞對(duì)照表》的附錄，因?yàn)閷?duì)于專業(yè)英語(yǔ)的學(xué)習(xí)作用不大，所以新教材沒(méi)有安排這個(gè)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(gè)單詞，即photosynthesis（光合作用）；對(duì)專業(yè)英語(yǔ)的重視程度與原必修本相比沒(méi)有太大的

9、變化，高中階段生物學(xué)專業(yè)英語(yǔ)的學(xué)習(xí)幾乎是零。在相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)我國(guó)還處于勞動(dòng)密集型的經(jīng)濟(jì)發(fā)展階段，這樣的一種專業(yè)英語(yǔ)學(xué)習(xí)狀態(tài)與我國(guó)的國(guó)情是不相符合的。 2 倡導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變是新教材的一個(gè)亮點(diǎn) 教育部2000年7月頒布的《全日制普通高級(jí)中學(xué)生物教學(xué)大綱（試驗(yàn)修訂版）》指出，高中生物課程要讓學(xué)生初步學(xué)會(huì)生物科學(xué)探究的一般方法，具有較強(qiáng)的生物學(xué)基本操作技能、收集和處理信息的能力、觀察能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?、思維能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。這說(shuō)明高中生物課程已經(jīng)注重了對(duì)學(xué)生進(jìn)行科學(xué)過(guò)程與技能等高層次認(rèn)知能力的培養(yǎng)，要達(dá)到這樣的一個(gè)目標(biāo)，首先教材的編寫必須有意識(shí)的倡導(dǎo)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，使學(xué)生能積極

10、主動(dòng)的去獲取生物科學(xué)知識(shí)，領(lǐng)悟科學(xué)研究方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐等途徑將知識(shí)進(jìn)行應(yīng)用并能解決實(shí)際問(wèn)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(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究性、研究性學(xué)習(xí)及自主性學(xué)習(xí)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(gè)亮點(diǎn)。 課題的引入在新教材中也是精心設(shè)計(jì)的：以生產(chǎn)實(shí)踐中的一個(gè)措施，即蔬菜大棚使用不同顏色的光源，提出了兩個(gè)問(wèn)題進(jìn)行探討；這樣的設(shè)計(jì)能起到激趣、激疑和擴(kuò)大學(xué)生視野的作用，學(xué)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(xué)重點(diǎn)，可以與后面的教學(xué)內(nèi)容前呼后應(yīng)，有利于教學(xué)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(gè)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)動(dòng)手操作由學(xué)生自己參與來(lái)得到答案，這有助于學(xué)生對(duì)葉綠體及光合作用原理的學(xué)習(xí)進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)。本實(shí)驗(yàn)所需實(shí)驗(yàn)器材與藥品較多，操作的技能要求較高，需要在實(shí)驗(yàn)室中完成。但如果純粹是按部就班、照方抓藥式的進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，除了能提高實(shí)驗(yàn)操作的熟練程度外，對(duì)于學(xué)生探究性思維的培養(yǎng)及學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變是沒(méi)有用處的。學(xué)生實(shí)驗(yàn)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(dǎo)下對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行反思，提出改進(jìn)的意見或措施，可通過(guò)小組合作的形式試行實(shí)驗(yàn)的新方案，這是學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題所進(jìn)行一次研究性學(xué)習(xí)。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(shí)驗(yàn)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(xué)合成的，對(duì)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(dāng)拓展相關(guān)問(wèn)題的探究與研究，會(huì)激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的熱情及促進(jìn)探究性學(xué)習(xí)方式的形成。 在學(xué)習(xí)了光合作用的原理后，新教材以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐為背景，以探究性實(shí)驗(yàn)的形式對(duì)原理進(jìn)行應(yīng)用，探究“環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”。實(shí)驗(yàn)只提供了探究的目的及原理，對(duì)如何開展實(shí)驗(yàn)作了一些提示；實(shí)驗(yàn)的選題、實(shí)驗(yàn)假設(shè)、制定實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)施操作計(jì)劃、得出結(jié)論和表達(dá)、交流等都需要由學(xué)生自主解決。要確定一個(gè)合理的、科學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案，需要有一定的光合作用知識(shí)基礎(chǔ)，搜集并分析相關(guān)資料，了解一些化學(xué)藥劑的理化性質(zhì)，實(shí)驗(yàn)器材的使用方法，

13、掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中要注意的一些基本原則，特別是對(duì)照組中唯一變量的控制；要完成這樣的一個(gè)探究過(guò)程對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定的難度。新教材也考慮到了學(xué)生的實(shí)際情況，提供了“探究光照強(qiáng)弱對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響”的參考案例，讓學(xué)生有一個(gè)思維模仿的對(duì)象，有利于探究實(shí)驗(yàn)的順利開展。探究過(guò)程中學(xué)生獲得的不僅是知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，重要是的學(xué)習(xí)方式及思維方式的轉(zhuǎn)變，這對(duì)學(xué)生的發(fā)展是終身受益的。 3. 教材的圖文表達(dá)在藝術(shù)性上有所提高 科學(xué)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(yán)密的邏輯性與科學(xué)性，這本身就是一種美；追求科學(xué)的道路是不平坦的，但科學(xué)家所表現(xiàn)出來(lái)的那種勇于探索，不斷進(jìn)取的科學(xué)精神，給人以一種內(nèi)心的鼓舞和催人向上

14、的動(dòng)力；科學(xué)家在探究中所采用的創(chuàng)造性的研究方法和設(shè)計(jì)方案也給人以驚嘆和共鳴。作為傳授科學(xué)的主要載體，新教材也相當(dāng)注意對(duì)科學(xué)多層次、多角度 “美”的表達(dá)。 教材首先由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐引出“不同顏色光源對(duì)植物光合作用有什么影響”等問(wèn)題進(jìn)行探討，由此自然就過(guò)渡到對(duì)捕獲光能的色素學(xué)習(xí)之中。通過(guò)實(shí)驗(yàn)及圖表分析，獲得色素的種類及功能等相關(guān)信息，學(xué)生自然就會(huì)聯(lián)系前面懸而未決的疑問(wèn)，一種釋然的快感由然而生。但問(wèn)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(guò)恩格爾曼實(shí)驗(yàn)啟發(fā)學(xué)生繼續(xù)探索，即葉綠體的功能是什么？最后再撩開面紗，進(jìn)入到課本中心內(nèi)容——光合作用原理的學(xué)習(xí)，但在真正接觸光合作用過(guò)程前教材又

15、安排了科學(xué)家對(duì)光合作用的探究歷程，教材最后才對(duì)光合作用原理進(jìn)行了剖析，有一種“千呼萬(wàn)喚始出來(lái)，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(lái)的6頁(yè)增加到現(xiàn)在的9頁(yè)，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(gè)實(shí)驗(yàn)”“普利斯特利的實(shí)驗(yàn)”等，圖文并茂，增強(qiáng)了教材的可讀性及趣味性，也增加了學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，有利于知識(shí)的理解與掌握。旁欄小條目?jī)?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(duì)即將要探討的重點(diǎn)內(nèi)容能起到突出與提醒的作用；小欄目中的“學(xué)科交叉”“相關(guān)信息”及“思考與討論”的設(shè)置也方便了學(xué)生的學(xué)習(xí)。 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(xué)生科學(xué)與人文素養(yǎng)的提高上有了質(zhì)的飛躍。但是新世紀(jì)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度是驚人的，知識(shí)的更新?lián)Q代及時(shí)代發(fā)展對(duì)人才的培養(yǎng)要求也不斷提高。相對(duì)于發(fā)達(dá)國(guó)家，我國(guó)的教材更新速度慢，種類單一；在堅(jiān)持自己的特色的同時(shí),也還需要注意教材的開放性與國(guó)際化。