光合作用内容在人教版新课程教材能量之源光与光合作用一节中的变化与思考摘要 普通高中课程改革是我国基础教育改革的重要组成部分。教材是教学工作及学生学习的的主要资源，是课程改革的主要体现者；2004 年秋季人教版高中生物新课程教材在一些省市已经开展了试点工作，与现行必修本相比有很大的变化，在新的形势下也存在一些缺憾。关键词 光合作用 探究 学习方式 为适应时代发展的要求，进一步提高国民素质，一些省市自治区已经开始试行新一轮的课改。高中生物试行教材有多种版本，人教版（目前使用的是 2004 年 5 月第 1 版）是其中的一种，教材的设计思路新颖、有创造性和前瞻性；内容编排更趋合理，更具科学性与严密的逻辑性；图文描述切合高中学生的实际，能很好的体现新课程标准的基本理念。与现行必修本光合作用内容相比，人教版新课程教材（以下简称新教材）能量之源光与光合作用的变化就是一个缩影。1 知识结构与内容进行了较大的调整1.1 新教材内容的简介根据生物课程设计思路，新教材对原必修本中的光合作用内容进行了重新排序、修改和增添，并进行整合使之成为一个有利于学生进行自主、探究学习的有机载体。教材第一部分内容首先以生产实例引出实验，探讨色素的种类与功能，介绍叶绿体的结构，由资料分析叶绿体的功能；第二部分一开始回顾科学家对光合作用原理的探究历程，并感知科学家所采用的科学研究方法，感受他们勇于探索的科学精神和实事求是的科学态度，最终得到光合作用的过程（即原理） ，结合生活生产实际引导学生设计实验进行光合作用原理的应用。教材最后将化能合成作用以单独的一块内容列出，作了稍详细的介绍。1.2 新教材内容的主要变化叶绿体结构与功能原必修本是放在细胞结构与功能一节进行学习的，作为绿色植物光合作用的重要场所，新教材则放到了这一部分来进行探讨，有助于学生对光合作用知识的理解与建构。光合作用探究历程的介绍不仅是要让学生感受科学家勇于探索、不断创新的科学精神与实事求是的科学态度，而且还要使学生在了解光合作用研究历史的同时，沿着科学家的发现思路再进行一次思维上的探究，在科学方法与科学思维的层次上尝试初步了解光合作用的原理，并对进一步学习光合作用原理产生浓厚的兴趣；基于这些目的，新教材增加并详细描述了探究历程中的关键环节，使探究历程更显完整与严密，对学生的思维探究更有启发性。在原必修本中化能合成作用是作为自养型的一个类别在新陈代谢的基本类型这一节中来的，由于新教材中删除了这一节，根据化能合成作用与光合作用的共同特点，新教材将这个知识点安排在光合作用之后，同时也对光合作用起到了总结、对比与深化的作用。原必修本中“光合作用的重要意义”及小字部分的介绍性内容“植物栽培与光能的合理利用”在新教材中出现了变化，前者被删除，后者则以“光合作用原理的应用”标题出现，并增加了一个探究实验，这样的一个倒置性的变化可以看出新教材编写内容注重与实际生产生活的联系，对学生探究能力、知识的迁移应用的培养也提到了空前的重视程度。1.3 新教材内容安排上的一些不足1.3.1 与以往相同，教材关键性的内容未发生变化，如对光合作用原理的描述仍停留在光反应与暗反应阶段较表面的过程性知识介绍中。根据现代资料，整个光合作用大致可以分为三大步骤原初反应电子传递和光合磷酸化碳的同化（即暗反应） ，即使是高一学生根据已有的化学物理知识也可以理解与掌握；书本中对还原状态氢的介绍仍采用了“H”这个符号，旁栏信息也增加了相关的注解，意图是避开对光反应电子传递的描述，让学生对光反应原理更易于理解与接受；但是“H”这个符号及“还原状态氢”这个名词是科学文献与资料中所没有的，作为描述光合作用原理的重要名词，这样的一种替代易引起学生的误解。 作为自然科学教材我认为它的科学性应放在第一位，其次才考虑它的科普性。知识难度降低确实有利于大部分学生的理解与掌握， 新课标要面向全体学生，但并不是以降低要求为代价的，面向全体学生还要满足不同学生的要求，使他们能充分发挥个性与特长。1.3.2 新教材中有关光合作用的内容也仍局限在科学界早在上个世纪前就已获得的成果介绍。科学界对光合作用领域的研究从未停止过，如最近我国科学家在对“菠菜主要捕光复合物（LHC）晶体结构”的研究中也获得了重大的突破（教师用书中也提到过） 。如果教材能结合光合作用原理向学生介绍最新的研究进展或提供一些网址，（如：http:/www.sxdaily.com.cn/data/kjkjdt/20041227_9125136_2.htm，http:/ussl.iccas.ac.cn/chengguo/chengguo3.htm 等）有利于学生思维空间的开拓，个性化培养的延伸。1.3.3 随着世界经济全球化的扩大与深入，对劳动者的素质也了更高的要求，不但要有专业知识，而且要具备一定的英语基础，才能与世界经济更好的接轨。一位在美国从事高中生物学教育的美籍华人获知，最近美国的生物工程公司和制药公司业者在南旧金山开会，讨论生物公司“外包” （即将生物产业中的劳动密集型部分转由劳动力资源丰富的国家或地区去完成） ，尤其是探讨进入大陆地区的可能性。目前，由于美国本土劳动力价格高昂，导致生物药品和工程产品价格过高而缺乏竞争力。因为大陆地区的劳动力价格是美国本土的十六分之一甚至更便宜，已经先一步进入这个地区的公司成了业者中令人羡慕的对象。但是在会上，生物工程公司的研究人员和工程人员，对公司“外包”到中国大陆，了一个主要的负面因素，即：中国大陆的学生几乎没有用英语学习生物词汇的， “外包”公司的工程人员在沟通交流方面会有极大困难。这对生物学专业英语的学了一个新的课题。原必修本后有一个部分中英文名词对照表的附录，因为对于专业英语的学习作用不大，所以新教材没有安排这个附录，将其中的部分单词插入到了各章节中，如本节只出现了一个单词，即 photosynthesis（光合作用） ；对专业英语的重视程度与原必修本相比没有太大的变化，高中阶段生物学专业英语的学习几乎是零。在相当长的一段时间内我国还处于劳动密集型的经济发展阶段，这样的一种专业英语学习状态与我国的国情是不相符合的。2 倡导学生学习方式的转变是新教材的一个亮点教育部 2000 年 7 月颁布的全日制普通高级中学生物教学大纲（试验修订版） 指出，高中生物课程要让学生初步学会生物科学探究的一般方法，具有较强的生物学基本操作技能、收集和处理信息的能力、观察能力、实验能力、思维能力和解决实际问题的能力。这说明高中生物课程已经注重了对学生进行科学过程与技能等高层次认知能力的培养，要达到这样的一个目标，首先教材的编写必须有意识的倡导对学生学习方式的转变，使学生能积极主动的去获取生物科学知识，领悟科学研究方法，通过实验与实践等途径将知识进行应用并能解决实际问题或自己的意见与建议。与以往任何一年的教材相比，新教材在倡导学生进行探究性、研究性学习及自主性学习方面有了很大的突破，体现了这次课程改革的特色，成为新教材的一个亮点。课题的引入在新教材中也是精心设计的：以生产实践中的一个措施，即蔬菜大棚使用不同颜色的光源，了两个问题进行探讨；这样的设计能起到激趣、激疑和扩大学生视野的作用，学生的思维易处于激发态；探讨的内容又紧扣本节的教学重点，可以与后面的教学内容前呼后应，有利于教学内容的展开。绿叶中捕获光能的色素有哪些呢？教材仍采用了绿叶中色素的提取和分离这个实验，通过动手操作由学生自己参与来得到答案，这有助于学生对叶绿体及光合作用原理的学习进行知识建构。本实验所需实验器材与药品较多，操作的技能要求较高，需要在实验室中完成。但如果纯粹是按部就班、照方抓药式的进行实验操作，除了能提高实验操作的熟练程度外，对于学生探究性思维的培养及学习方式的转变是没有用处的。学生实验的结果或多或少都存在着一些不足或缺陷，在教师的引导下对实验结果进行反思，改进的意见或措施，可通过小组合作的形式试行实验的新方案，这是学生对实验中发现的问题所进行一次研究性学习。如：新鲜的菠菜并不是一年四季都有，是不是可以选用其它的实验材料？如何才能增加提取液中色素浓度？食品的色素添加剂大多是化学合成的，对人体有一定的毒性，那么番茄、辣椒等植物中的天然色素可以用什么样的方法提取呢？适当拓展相关问题的探究与研究，会激发学生学习的热情及促进探究性学习方式的形成。在学习了光合作用的原理后，新教材以农业生产实践为背景，以探究性实验的形式对原理进行应用，探究“环境因素对光合作用强度的影响” 。实验只提供了探究的目的及原理，对如何开展实验作了一些提示；实验的选题、实验假设、制定实验方案、实施操作计划、得出结论和表达、交流等都需要由学生自主解决。要确定一个合理的、科学的实验方案，需要有一定的光合作用知识基础，搜集并分析相关资料，了解一些化学药剂的理化性质，实验器材的使用方法，掌握实验设计中要注意的一些基本原则，特别是对照组中唯一变量的控制；要完成这样的一个探究过程对于学生来说有一定的难度。新教材也考虑到了学生的实际情况，提供了“探究光照强弱对光合作用强度的影响”的参考案例，让学生有一个思维模仿的对象，有利于探究实验的顺利开展。探究过程中学生获得的不仅是知识经验，重要是的学习方式及思维方式的转变，这对学生的发展是终身受益的。3. 教材的图文表达在艺术性上有所提高科学与艺术在本质上是相辅相成的，自然规律与原理包含严密的逻辑性与科学性，这本身就是一种美；追求科学的道路是不平坦的，但科学家所表现出来的那种勇于探索，不断进取的科学精神，给人以一种内心的鼓舞和催人向上的动力；科学家在探究中所采用的创造性的研究方法和设计方案也给人以惊叹和共鸣。作为传授科学的主要载体，新教材也相当注意对科学多层次、多角度 “美”的表达。教材首先由农业生产实践引出“不同颜色光源对植物光合作用有什么影响”等问题进行探讨，由此自然就过渡到对捕获光能的色素学习之中。通过实验及图表分析，获得色素的种类及功能等相关信息，学生自然就会联系前面悬而未决的疑问，一种释然的快感由然而生。但问题并未彻底解决，教材又继续了色素的存在部位叶绿体，通过恩格尔曼实验启发学生继续探索，即叶绿体的功能是什么？最后再撩开面纱，进入到课本中心内容光合作用原理的学习，但在真正接触光合作用过程前教材又安排了科学家对光合作用的探究历程，教材最后才对光合作用原理进行了剖析，有一种“千呼万唤始出来，犹抱琵琶半遮面”的美感！同为 16 开本的课本，本节内容所占的版面从原来的 6 页增加到现在的 9 页，色彩丰富，形式多样，视觉效果焕然一新。版面有不少图片和旁栏小条目。新增的图片有 8 幅之多，有“温室中的红色日光灯” ， “恩格尔曼的第二个实验” “普利斯特利的实验”等，图文并茂，增强了教材的可读性及趣味性，也增加了学生的感性认识，有利于知识的理解与掌握。旁栏小条目内容丰富，形式多样。在每一小节的内容旁都有“本节聚焦” ，对即将要探讨的重点内容能起到突出与提醒的作用；小栏目中的“学科交叉” “相关信息”及“思考与讨论”的设置也方便了学生的学习。从上面的分析可以看出新教材给人以耳目一新的感觉，在学生科学与人文素养的提高上有了质的飞跃。但是新世纪科学技术的发展速度是惊人的，知识的更新换代及时代发展对人才的培养要求也不断提高。相对于发达国家，我国的教材更新速度慢，种类单一；在坚持自己的特色的同时,也还需要注意教材的开放性与国际化。