光合作用的发展史【光合作用发现史蕴含的教育价值分析】

光合作用发现史蕴含的教育价值分析

光合作用的发现史是人类研究生命活动的科学史，在课 堂教学中蕴含着重要的教育价值。光合作用的发现史不仅能 够使学生了解人类发现光合作用的过程、了解植物进行光合 作用的原料、条件、场所、产物，而且对于培养学生的质疑 品质、实事求是的科学精神、严谨的科学态度、科学探究的 一般方法、科学真理本质的认识等方面有极其重要的教育价 值。

一、培养学生质疑的学习品质 古人云：“疑者，觉悟之机也”，“尽信书，不如无书”。

光合作用的发现史，是培养学生质疑品质的经典素材。

2000多年前，古希腊著名学者、哲学家亚里士多德 （Aristoteles，公元前384—322年前），是被誉为仅次于 神的权威，他的论断是绝对真理，他的言论不容质疑。他对 植物生长作出的论断：植物是由土壤汁构成的，植物生活的 一切物质来自土壤。17世纪以前，人们坚信亚里士多德的论 断是真理，植物生长在土壤中，一定是从土壤中获得生长所 需要的各种物质。一颗果树那粗壮的树干、繁茂的枝叶、丰 硕的果实，都是由植物从土壤中吸收的物质变化而来的。直到17世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特（Jan Baptist van Helmont）向权威挑战，对亚里士多德的论断提出质疑：植 物生长所需要的一切物质果真是从土壤中获得的吗？他设 计了一个著名的“柳苗生长实验”，通过长达5年的实验， 首次用实验的方法、有力的实验数据得出了“植物生长的物 质主要来自水而不是土壤”的结论，从而推翻了权威亚里士 多德的错误论断。

二、培养学生实事求是的科学精神 在光合作用的发现史中，科学家实事求是的科学精神是 对学生进行科学教育的好素材。海尔蒙特设计的“柳苗生长 实验”，通过实验前与实验后对柳苗、土壤实验数据的比较、 分析，发现柳苗增重74.5kg（实验前称重2.3kg，实验后称 重76.8kg），土壤减少仅仅只有0.057kg（实验前称重90kg， 实验后称重89.943kg），柳苗生长的过程中只给柳苗浇水， 实验过程中，影响柳苗生长的因素只有水，说明柳苗增重 74.5kg的物质主要是来自水，而不是土壤。这一结论与权威 亚里士多德的论断完全不符，海尔蒙特尊重科学，尊重事实， 实事求是地根据实验结果作出新的论断：植物生长的主要物 质来自水而不是土壤。由于海尔蒙特的论断来自于科学实验， 具有较强的说服力，他的观点得到人们的认可，成为新的科 学论断。

三、培养学生严谨、认真的科学态度 在光合作用的发现史中，科学家海尔蒙特在做“柳苗生长实验”，为了获得准确的实验结果，实验前，分别将实验 的柳苗、土壤称重，并特制一个木桶盛土壤，为了防止空气 中的灰尘等异物掉进木桶影响实验的准确性，又特制了桶盖 将其盖上。在长达5年的实验过程中每天坚持给柳苗浇水， 直到小小的柳苗长成一棵大树。5年后，再次将土壤、柳树 称重，比较土壤、柳树实验前后重量的变化。

在课堂教学中，科学家海尔蒙特这种严谨、认真的科学 态度是学生学习的典范，是培养学生严谨、认真科学态度的 典型素材。

四、培养学生科学探究的一般方法 光合作用的发现史中，科学家进行科学研究的基本方法 ——实验法、观察法、调查法、文献法，是培养学生科学探 究方法的好素材。

光合作用的发现史，以比利时科学家海尔蒙特著名的 “柳苗生长实验”展开，拉开了人类研究光合作用的序幕：
17世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特设计了著名的 “柳苗生长实验”，得出了“植物增重的主要物质是水”（水 是植物生活的原料）的科学论断；
1771年，英国科学家约瑟 夫·普利斯特利（Joseph Priestley）通过“助燃空气实验”， 得出“绿色植物能够净化空气（吸收二氧化碳）”的结论；

1779年，荷兰科学家英格豪斯（Jan Ingenhousz）通过“绿 色植物在光下净化空气”的实验，得出“绿色植物净化空气 必须在光下进行，光是植物净化空气的条件”的论断；
1782年，瑞士牧师谢尼伯（Jean Senebier）通过实验证明：“植 物在光下释放氧气的同时，还要吸收二氧化碳”，得出“二 氧化碳是植物生长的一种原料”的结论；
1804年，瑞士学者 索热尔（N.T.de Saussure）通过实验证明植物在光下还要 消耗水，验证了海尔蒙特的实验；
1864年，德国科学家萨克 斯（Julius Sachs）通过“绿色植物在光下合成淀粉”的实 验，得出“淀粉是植物的产物”结论；
1897年，科学家们将 植物以上的生理活动称为“光合作用”，正式提出了光合作 用的概念。

在课堂教学中，通过对光合作用发现史的学习，再现了 生物学家的实验设计过程和实验操作过程，再现了科学家进 行科学研究的一般方法，让学生亲身体验和感受到了科学家 的科学探究的过程。科学家进行科学研究的基本方法，对学 生起到了潜移默化的作用，培养了学生的科学探究能力，培 养了学生科学探究的一般方法。

五、加深学生对科学真理本质的认识 生物科学史是人类认识自然和改造自然的历史。光合作 用的发现史，是人类研究光合作用的科学史，对加深学生对 科学真理本质的认识有极其重要的教育作用。

生物科学史是生物科学知识的产生、形成、发展及其演 变规律的反映，有助于学生对科学知识本质的认识。科学知 识只是当时对科学问题或自然现象所作出的一种最合理的 解释，它不是一成不变、完美无缺的“绝对真理”，而只是对客观世界一定程度和一定层次正确反映的“相对真理”， 它会随着研究的深入而不断发展，并非是永恒不变的。当发 现新的证据和对已有事实有新的解释时，科学真理将会改变。

在光合作用的发现史中，亚里士多德对植物生长作出的 解释：“植物是由土壤汁构成的，植物生长需要的一切物质 来源于土壤”，是当时对植物生长最合理的解释，他的论断 成为真理。2000多年后， 17世纪上半叶，比利时科学家海 尔蒙特用“柳苗生长实验”证明了“植物生长需要的物质主 要来自水而不是土壤”。

海尔蒙的论断推翻了亚里士多德 的论断，成为新的真理。后来，科学家经过深入研究，发现 海尔蒙特对植物生长的论断是不完善的，植物的生长除了需 要水以外，还需要从空气中吸收二氧化碳、需要光照、需要 叶绿体，同时，在生长过程中还要释放氧气、合成有机物、 储存能量。这样，经历了200多年的深入研究，人类终于揭 开了植物生长之谜。

光合作用的发现史，反映了人类对科学真理的认识过程， 反映了科学真理的暂时性和发展性的特点，课堂教学中，学 生通过对光合作用发现史的学习，明白了科学知识不是一成 不变的、永恒的，而是不断发展的，从而理解了科学真理的 暂时性、和发展性，加深了对科学真理本质的认识。