关于光的科学实验范文
时间：2024-02-28 17:37:19
导语：如何才能写好一篇关于光的科学实验，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。
篇1
招聘对象：中国各地、各级、各类学校和教科单位及相关教育机构中的专业人员或在某一方面有突出特长或贡献者。
招聘职衔、条件、任务、待遇：
职衔 应聘条件 工作任务 聘用待遇 说明
特约研究员
2、所著论文在各类评选中曾获奖或公开发表。
（曾作过组稿编辑工作） 1、征集教育论文；
2、负责收集各类教育信息；
3、开展课题研究；
4、每年年末交总结一份（未交视为辞职） 1、颁发证书；
2、可分享各种信息、资源，优先优惠发表作品；
3、依具体工作实绩取酬。 须交付专家评审费及工本费、建档费281元（308）元。
客座教授、
名誉博士、
荣誉院士
（特约编委） 1、中级以上职称；
2、从事教育工作十年以上；
3、县级以上先进或教学能手（以上条件具备其一即可）。
（有编辑经历） 1、做特约研究员等工作；
2、参与教育论文评改；
3、协助本院推广各项业务，如函授、招生、招聘研究员、扩大宣传等。 1、同特约研究员等；2、可参加本院举行的各项学术会议及活动。 须交付专家评审费及工本费、建档费498元（563元）。
名誉院长
（特约副主编） 1、有较强的组织领导能力；
2、在文教科领域内有一定知名度；
3、教育机构负责人或在专业方面有突出贡献或特长者。
（有编辑经验） 1、做客座教授等工作；
2、可申办本院分支机构；
3、可代表本院参与各地学术交流及评鉴。 1、同客座教授等；
2、可受委托代表本院开展工作。 须交付专家评审费及工本费、建档费688元（800元）。
另外，申聘“南宁市汪广仁中外教科文研究院”中国教育学术委员会委员职务，条件、任务、待遇等与名誉院长相当，要求在教科文研究领域有一定建树或独到见解，须交付专家评审费及工本费、建档费680元。
凡本两院上述职衔者，订阅本院主编的报刊书籍，参与院办各种活动，均按80%付款，每年将根据其工作成绩评优颁奖。
应聘须知：欲应聘上述各职衔之一者，请写一份申请书（或填申请表），注明申聘何院何职，并加盖所在单位公章（本院成员推荐的可不加盖公章），随同身份证、职称资格证及相关荣誉证明等复印件、1寸彩照两张挂号寄来，同时汇来相应款项，款及资料到后经评聘委员会评议通过即办理相关证书等（未被聘用者来款全数退还）。本通知长期有效，谨防假冒。
两院中国西部分院通联： 530001 广西南宁明秀东路185号丰业国际城 C-2116苑 唐佳琪 0771-5769401 http：// E-mail：
篇2
1．利用光合作用发现史，了解科学实验的方法 教材在光合作用一节中首先通过几个经典实验讲述了光合作用发现的过程。教学时，我重点介绍了科学家的实验设计思路和方法。例如，在介绍1880年德国科学家恩吉尔曼用水绵做实验材料进行光合作用的实验时，我简要介绍了水绵的生理特征之后，先请学生自己阅读“实验过程”，然后提出问题：此实验设计的巧妙之处何在?大部分学生都是从实验操作过程上找答案，惟独忽略了“选择实验材料的重要性”这个问题。我就引导学生结合水绵的结构特点：具有细而长的带状叶绿体，叶绿体在细胞中又呈螺旋状分布。想到这样的叶绿体不仅受光面积大，也便于观察、分析和研究，并且强调科学实验材料的选择是实验成败的关键因素之一。联系前不久刚做过的“观察细胞质流动”实验，观察不到细胞质流动的原因，主要是因为实验材料选择不当造成的。这样使学生认识到选择一种理想的实验材料，可以使实验结果明显可靠，也是成功的先决条件。通过这些讲述不仅拓宽了学生的思路，而且使学生清醒地意识到选择实验材料的重要性。接着提问：恩吉尔曼设计实验步骤时，为何要把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里呢?学生经过讨论，一致认为：排除了氧气和光线的影响，保证实验的顺利进行。为什么要选用极细的光束照射，并且用好氧细菌检测?学生回答：这样能够准确判断水绵细胞中释放氧气的部位。再问为什么要做黑暗、局部、曝光的对比实验?学生回答：可明确结果全是由光照引起的。这样学生就自然得出氧是叶绿体释放的，叶绿体是光合作用的场所的结论。?
通过启发诱导使学生明确：提出问题创立假设设计实验分析结果再实验再观察，直到找出事物内在的必然联系，这不仅是光合作用发现的基本过程，而且还是生物科学研究的基本过程。从科学的角度看生物学教学的实验，可训练学生的观察能力、思维能力和分析能力，培养学生科学实验的方法，从而达到提高其综合素质的目的。?
2．利用色素的提取分离实验，培养学生的动手能力 前苏联教育学家苏霍姆林斯基说：“让学生体验到一种自己在亲身参与掌握知识的情感，乃是唤起少年特有的对知识兴趣的重要条件。”而生物学正是一门实验性很强的学科，许多生物学知识都是在实践中得到的。生物学实验课给学生提供了一个很好的实践机会，也是培养他们的探索精神、动手能力的有效渠道。更是落实素质教育的极好时机。如在光合作用中安排的“叶绿体中色素的提取及分离”实验中，毛细吸管划滤液细线不是太粗就是不齐，要不就是把纸划破，直接影响实验效果。后来学生自己想办法，不用毛细吸管，而是把滤纸在铅笔线处折叠，直接在滤液上划。这样的滤液细线不仅细齐，而且沾上的色素多，在滤纸上析出的色素带明显，学生不仅了解了叶绿体中色素的种类及含量，巩固强化了课本知识，更重要的是培养了学生的动手能力、观察能力和思维能力，发展了他们爱科学、学科学、用科学的志趣，提高了他们探索未知世界的勇气，使教学质量明显提高。?
3．利用同位素标记法，了解学科间的渗透作用 随着科学的发展和人们研究的深入，各学科之间的联系越来越密切，在教学中客观地把握它们之间的内在联系，不仅可以激发学生学习的热情，提高学生的思维能力，而且能促进知识的发散。生物学的发展与物理、化学的发展关系密切。也正是由于理化知识的介入，才使人们对生命本质的认识深入到分子水平。例如，光合作用关于产物之一的O2究竟来自反应物中的H2O还是CO2，就是利用物理学方法——同位素标记法来解决的。再如，叶绿体中色素的分离是利用化学方法——纸层析法来达到目的的。?
另外，在生物教学中我还经常运用哲学原理。哲学似乎与生物学毫不相干，事实上量变与质变、运动与静止、内因与外因、对立与统一辩证的观点在生物学中随处可见。例如，介绍光合作用过程时，我说虽然从新陈代谢的角度看光合作用是一个同化过程，但是其中也伴随着物质和能量释放即异化作用。如暗反应中ATPADP+Pi+能量，我从对立统一规律这一角度介绍说：矛盾是一切事物发展的源泉，世界上任何事物都充满着矛盾。生物体的生命活动正是在物质的合成与分解这对矛盾的对立统一中不断完成新陈代谢等生命活动，实现自我更新的。?
这样处理教材的目的是通过教材具体的事例向学生渗透辩证唯物主义的思想。一方面可以加深学生对生物知识及辩证唯物主义的理解，更重要的是有助于学生科学世界观的形成。
篇3
1．利用光合作用发现史，了解科学实验的方法教材在光合作用一节中首先通过几个经典实验讲述了光合作用发现的过程。教学时，我重点介绍了科学家的实验 设计思路和方法。例如，在介绍1880年德国科学家恩吉尔曼用水绵做实验材料进行光合作用的实验时，我简要介绍了水绵的生理特征之后，先请学生自己阅读“实验过程”，然后提出问题：此实验设计的巧妙之处何在?大部分学生都是从实验操作过程上找答案，惟独忽略了“选择实验材料的重要性”这个问题。我就引导 学生结合水绵的结构特点：具有细而长的带状叶绿体，叶绿体在细胞中又呈螺旋状分布。想到这样的叶绿体不仅受光面积大，也便于观察、分析和研究，并且强调科 学实验材料的选择是实验成败的关键因素之一。联系前不久刚做过的“观察细胞质流动”实验，观察不到细胞质流动的原因，主要是因为实验材料选择不当造成的。 这样使学生认识到选择一种理想的实验材料，可以使实验结果明显可靠，也是成功的先决条件。通过这些讲述不仅拓宽了学生的思路，而且使学生清醒地意识到选择 实验材料的重要性。接着提问：恩吉尔曼设计实验步骤时，为何要把载有水绵和好氧细菌的临时装片放在没有空气并且是黑暗的环境里呢?学生经过讨论，一致认 为：排除了氧气和光线的影响，保证实验的顺利进行。为什么要选用极细的光束照射，并且用好氧细菌检测?学生回答：这样能够准确判断水绵细胞中释放氧气的部 位。再问为什么要做黑暗、局部、曝光的对比实验?学生回答：可明确结果全是由光照引起的。这样学生就自然得出氧是叶绿体释放的，叶绿体是光合作用的场所的 结论。
通过启发诱导使学生明确：提出问题创立假设设计实验分析结果再实验再观察，直到找出事物内在的必然联系，这不仅是光合作用发 现的基本过程，而且还是生物科学研究的基本过程。从科学的角度看生物学教学的实验，可训练学生的观察能力、思维能力和分析能力，培养学生科学实验的方法， 从而达到提高其综合素质的目的。
2．利用色素的提取分离实验，培养学生的动手能力前苏联教育学家苏霍姆林斯基说："让学生体验到一种自己 在亲身参与掌握知识的情感，乃是唤起少年特有的对知识兴趣的重要条件。"而生物学正是一门实验性很强的学科，许多生物学知识都是在实践中得到的。生物学实 验课给学生提供了一个很好的实践机会，也是培养他们的探索精神、动手能力的有效渠道。更是落实素质教育的极好时机。如在光合作用中安排的“叶绿体中色素的 提取及分离”实验中，毛细吸管划滤液细线不是太粗就是不齐，要不就是把纸划破，直接影响实验效果。后来学生自己想办法，不用毛细吸管，而是把滤纸在铅笔线 处折叠，直接在滤液上划。这样的滤液细线不仅细齐，而且沾上的色素多，在滤纸上析出的色素带明显，学生不仅了解了叶绿体中色素的种类及含量，巩固强化了课 本知识，更重要的是培养了学生的动手能力、观察能力和思维能力，发展了他们爱科学、学科学、用科学的志趣，提高了他们探索未知世界的勇气，使教学质量明显 提高。
3．利用同位素标记法，了解学科间的渗透作用随着科学的发展和人们研究的深入，各学科之间的联系越来越密切，在教学中客观地把握它 们之间的内在联系，不仅可以激发学生学习的热情，提高学生的思维能力，而且能促进知识的发散。生物学的发展与物理、化学的发展关系密切。也正是由于理化知 识的介入，才使人们对生命本质的认识深入到分子水平。例如，光合作用关于产物之一的O2究竟来自反应物中的H2O还是CO2，就是利用物理学方法――同位 素标记法来解决的。再如，叶绿体中色素的分离是利用化学方法――纸层析法来达到目的的。
另外，在生物教学中我还经常运用哲学原理。哲学似乎 与生物学毫不相干，事实上量变与质变、运动与静止、内因与外因、对立与统一辩证的观点在生物学中随处可见。例如，介绍光合作用过程时，我说虽然从新陈代谢 的角度看光合作用是一个同化过程，但是其中也伴随着物质和能量释放即异化作用。如暗反应中ATPADP+Pi+能量，我从对立统一规律这一角度介绍说：矛 盾是一切事物发展的源泉，世界上任何事物都充满着矛盾。生物体的生命活动正是在物质的合成与分解这对矛盾的对立统一中不断完成新陈代谢等生命活动，实现自 我更新的。
这样处理教材的目的是通过教材具体的事例向学生渗透辩证唯物主义的思想。一方面可以加深学生对生物知识及辩证唯物主义的理解，更重要的是有助于学生科学世界观的形成。
篇4
一、创设情境，激发学生的兴趣和知识需求
爱因斯坦有句至理名言，“兴趣是最好的老师”。古人亦云“：知之者不如好之者，好之者不如乐之者。”我们只有通过创设问题的情境，才能使学生引起强烈的兴趣和求知欲。当学生产生某种需要而又没有满足时，便会产生一种不安和紧张的心理状态，在遇到能够满足需要的目标时，这种紧张的心理状态就转化为动机，从而推动学生的学习活动，向所确定的目标前进。在学《植物的光合作用》这一节时，我们可以先把一些花草布置在实验室的四周，也可以把一些著名生物学家的画像和格言布置在实验室里，使学生一进入实验室便沉浸在一种良好的情境中，从而自然本能地从内心激发学生的兴趣，并产生对知识的需求。
二、提出问题，进行设疑
学生的认识过程是在特定的条件下进行的，我们应加强教师的引导，最大限度地排除可能出现的偶然性和盲目性，使学生的认识具有明确的指向性和较大的受控性，从而有可能在规定的时间内获得预期的效果。我向学生明确海尔蒙特的实验证明了水分与植物生长的关系，但忽略了自然界的其他环境因素，如阳光、空气对植物生活的影响。在课前让学生收集光合作用发现史的资料，组织学生讨论：海尔蒙特的实验证明了什么？忽略了什么？引导学生发现问题：绿色植物生长所需的物质和能量是从何而来？阳光、空气等因素是否与柳树重量的增加有关？
三、学生利用教材和提供的条件，进行学习观察和操作，进行积极的思维活动，提出假设
我们知道，实践性教学可以使学生在亲身的实践中感知客体，获得感性知识，为学习理论知识奠定好基础，还可以深化书本知识，扩大视野、开拓思路，培养学生的观察、分析、解决问题的能力和创新能力；通过实践性教学还可以促进学生自身脑力劳动和体力劳动的结合，树立正确的人生观、价值观、劳动观。在这一节教学（2课时）中，我准备了十二个分组实验，让学生四人为一组，自己动手做实验，在实践中获得感性知识。（教师边巡视，边指导）
四、学生提出看法，相互交流讨论
学生在观察实验后，可以进行专题讨论。对于重点问题和难点问题，教者要能够及时地参与到学生的讨论中来，并督促学生集中力量进行讨论。在讨论过程中，一方面密切注视学生讨论的情况和进程，同时还进行及时的、恰到好处的点拨，但不越俎代庖，目的是充分调动学生的积极性和主动性，对在讨论中表现出色的学生，及时给予充分肯定。通过讨论，各抒己见，互相切磋，互相启发，取长补短，共同提高，使学生思路更开阔，认识更全面。
五、对讨论，老师要做出必要的、有针对性的结论
对讨论的结果，教师要做出必要、有针对性的讲解和小结，简明扼要，突出重点，强调难点，这有利于学生加深对知识的理解。同时，对在讨论中出现的知识性错误、知识漏洞或不严密、不规范的表述加以纠正。这样可以使学生对实验的观察过程、现象、本质和规律掌握得更简练、更精辟、更准确，避免出现知识的盲区和误解，有利于以后对书本知识的学习，让学生以积极的心态去获得知识，认识世界。
实验1结论：叶片的见光部分遇到碘液变成了蓝色，这就是说叶片的见光部分产生了淀粉。可见，淀粉是光合作用的一种产物。
实验2结论：在植物体中，叶绿体越多的部位，蓝色越明显，也就是产生的淀粉越多，证明光合作用的场所在叶绿体。
实验3结论：快要熄灭的卫生香，遇到金鱼藻在光下释放出来的气体，立刻猛烈地燃烧起来，这就是说，金鱼藻在光下能够产生氧气，可见，氧气也是光合作用的一种产物。
实验4结论：甲装置里的氢氧化钠溶液，吸收了容器里的二氧化碳，叶片吸收不到二氧化碳，就不能制造出淀粉，乙装置里的清水，不能吸收容器里的二氧化碳，叶片吸收了二氧化碳，就制造出淀粉。可见，二氧化碳是光合作用的原料。科学实验还证明，水也是光合作用的原料，光是光合作用的条件。
由此我们可以总结出光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧的过程。
篇5
本节教材涉及物质波概念的建立和物质波的实验检验等知识，突出科学家探索物质波的历程和类比思维方法的运用，是对学生进行科学思维教育的好题材，在教学中要使学生能从科学家的工作中感悟科学探究，特别是科学家如何向固有的观念、认识挑战，提出大胆的猜想和假说，如何寻找有效的方法加以验证。
学生已经学习了光的粒子性和波动性，但是实物粒子同时具有波动性和粒子性学生较难理解，在经典物理学中，物质的波动性和粒子性是互不相容的，二者是两种不同的研究对象，波和粒子这两个概念是互相排斥的，所以实物粒子波动性的理解是教学的难点。
二、教学目标
1.通过实验分析，了解光的波粒二象性的热荩感受微观粒子运动的复杂性。
2.知道实物粒子具有波动性，领会对称的研究方法，感悟科学家的探究精神。
3.通过对物质波的实验验证内容的学习，感受实验研究这一重要的研究方法。
4.通过对科学漫步的阅读，感受科学的成就推动了技术的进步。
三、教学过程
1.辩证统一――光的波粒二象性
围绕如下几个问题展开：
问题一：前面我们学习了许多关于光的知识，光到底是什么？你的依据又是什么？
学生回答后教师归纳：光有波的性质，我们称为光的波动性，光有粒子的性质，我们称为光的粒子性；光既有波动性，又有粒子性，即光具有波粒二象性。光真可谓“横看成岭侧成峰”！
问题二：光的这两种性质有无联系？它们的关系又是怎样？
上节学习中知道一份光子的动量、能量的基本关系式，如图1：左侧是描述物质的粒子性的重要物理量；右侧是描述物质的波动性的典型物理量。普朗克常数h架起了粒子性与波动性之间的桥梁。
问题三：光是那么的熟悉，那么的亲切，可人类对光的认识构成了一部科学史诗，揭开它的庐山真面目，认识它的波动性和粒子性真难！为什么全面认识光的性质那么难？
教师指出：光有波粒二象性是一种实验事实，但光不是经典意义上的粒子，也不是经典意义上的波，需要借助事实去想象。光有时表现出波动性，有时表现出粒子性，它们均反映了光的本质的一个侧面。这在宏观世界看是矛盾的现象，在微观世界，却是统一的，在光身上，我们看到了波动性与粒子性的统一、连续性与间断性的统一。
【设计意图】借助图片展示、结合实验事实的讨论，以及教师的启发性讲述，帮助学生根据事实去想象、理解和把握光的多面性。
2.类比假说――粒子波动性的提出
教师讲述：当时的许多科学家对光具有波粒二象性还持怀疑态度时，有一位当时正在大学读博士的学生却更大胆，提出实物粒子也有波动性，甚至宏观物体也有波动性。到底是怎么回事呢？
学生带着下列问题阅读37页第二框（粒子的波动性）内容：
（1）谁大胆地将光的波粒二象性推广到实物粒子？
（2）假说的要点是什么？
（3）物质波的频率、波长公式是什么？
（4）他提出实物粒子也具有波粒二象性，属于一种什么样的思维方法？
深入认识如下问题：
问题一：德布罗间提出的假说的要点是什么？
实物粒子既具有粒子性，又具有波动性，是粒子性和波动性的统一；质量为m的自由粒子以速率v运动时，它的粒子性表现在具有能量ε和动量p，它的波动性表现在具有频率ν和波长λ。
问题二：什么是实物粒子？
物理学把物质形态分为两大类：实物和场，如图2所示。场和实物一样是一种客观存在，具有一些相同的（能量、质量、动量等）物质基本属性。但（场）又有不同（于实物）的特性。
问题三：什么是物质波？
与实物粒子相联系的波――实物粒子的波动既不是机械波也不是电磁波，被称为德布罗意波或物质波。比如，他提出了电子也是一种波，他还预言，电子束穿过小孔时也会发生衍射现象。
如果用能量ε和动量p来表征实物粒子的粒子性，则可用频率v和波长λ来表示实物粒子的波动性。v=，λ=，其中λ为德布罗意波长，h为普朗克常量，p为粒子动量。认为任何一个运动着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它对应。
问题四：德布罗意这样提出物质波，属于一种什么思维方法？
德布罗意将实物粒子与光进行类比，用类比方法提出了实物粒子的波动性。
问题五：当时这一观点超出了人们的想象，不被人们所接受，历史上类似的事例我们还知道哪些？
伽利略的落体运动；哥白尼和布鲁诺的日心说；惠更斯的光的波动说。
问题六：物理学中，你要让人们信服你的观点和理论，最有效的手段是什么？
通过实验验证。验证理论所获得的预言和推理。物理学的发展需要理论和实验的两只脚向前迈进，现在理论这只脚已经先向前迈进了一步，这就给实验提出了研究课题。物质波理论提出后，如何从实验上证实物质波存在就成了人们关注的一个热点。
【设计意图】让学生带着问题去阅读课本，了解德布罗意提出物质波的历史背景，通过对问题的思考和回答，使学生深刻体会他是如何利用类比的方法大胆提出粒子的波动性假说的。
3.寻找实证――物质波的实验验证
（1）师生互动讨论如下问题：
问题一：若要验证粒子或物体的波动性，证明它是一种波，应该通过实验寻找什么证据？
如果能通过实验观察到实物粒子的干涉、衍射现象，就可得以验证。
问题二：波发生明显衍射的条件是什么？那么物质波的波长大小是怎样的呢？
我们通过对两个具体实例的计算来感受它的波长大小。例题：某电场中电子经100V电压加速后的运动速度是6.0×106m/s；质量为10g的一颗子弹的运动速度是300m/s，分别计算它们的德布罗意波长。
由此可知：宏观低速运动的物体，其物质波波长很小，可忽略其波动效应。宏观物体的德布罗意波长小到实验难以测量的程度，因此宏观物体仅表现出粒子性。
问题三：回顾观察光的衍射实验，可见光波长，400～700nm，我们用零点几毫米的缝或孔观察到了衍射现象，电子波长小几百几千倍，缝也要小装俦叮这样的缝无法做到，怎么办呢？
进一步启发：宏观物体中不可能找到这样的小孔小缝或障碍物。我们在初中热学学过的分子的直径的数量级，分子间有空隙吗？紧密排列的分子间距多大？能否让电子通过分子间缝隙而发生衍射现象？
其实早在1912年（德布罗意之前12年），德国物理学家劳厄就已经提议用晶体中排列规则的物质微粒作为衍射光栅来检验x光的波动性（如图3），实验获得了成功，证明x光是电磁波。而电子的波长与x光的波长具有相近的数量级，所以德布罗意提出用晶体做电子衍射实验。
教师点拨：电子的德布罗意波长与分子直径相当，电子束照到晶体上，两晶格的狭缝可使电子发生明显的衍射。
（2）教师展示历史上的探究历程，1927年戴维孙和G.P.汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，证实了电子的波动性。
实验陆续证明了质子、中子及原子、分子的波动性，而且对这些粒子，λ=关系依然正确。德布罗意的设想最终都得到了完全的证实。实验使人们认识到德布罗意的物质波理论是正确的，而且为物质波理论奠定了坚实基础。1929年，他荣获了诺贝尔物理学奖。戴维孙和汤姆孙1937年获诺贝尔奖。奥地利物理学家薛定谔接受了德布罗意的观点，并提出了波动方程，创立了量子力学。所以德布罗意也是量子力学的奠基人之一。
【设计意图】通过问题层次启发，引导学生一起去寻找验证物质波理论的证据，通过问题启发和历史探究介绍相结合，让学生了解物质波的验证历程，再次体验实验是检验科学理论是否正确的标准。
4.反思回眸――梳理粒子波动性的探究历程
教师小结：通过本节课的学习，我们了解了光有波粒二象性，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条件下表现出不同的特性。同时知道了实物粒子也有波粒二象性，它也有波动性，其对应的波称之为物质波。学了这节课，从科学家的工作中你对科学探究有何感悟、启发？对物质世界有何认识？或给你最深的感触是什么？请同学们谈谈。如何向固有观念挑战，提出大胆猜想和假说？如何寻找有效的方法加以验证？
篇6
【关键词】概念学习；思维建模；建模学习；概念转变
【中图分类号】G420 【文献标识码】A 【论文编号】1009―8097（2011）05―0053―04
一 研究背景
概念学习是小学科学教学的前提，其重要性不言而喻。科学概念的学习能够使学生更加深刻地认识事物和现象，促进科学知识的系统化和结构化，有助于发展学生的逻辑推理能力，实现提升学生科学素养的科学教育目标。
基于此，我们需要清楚的是需要教给小学生什么样的科学概念，张俊提到了两种观点，一种观点是，科学教育理应把“科学”的概念教给幼儿，否则科学教育还谈何“科学性”?但遗憾的是，很多科学概念幼儿并不能理解。由此产生了第二种观点，既然幼儿无法理解抽象的科学概念，那何不尊重幼儿的年龄特点，让他们在自己的水平上理解周围世界呢[1] ?从这个角度讲，涉及到了科学概念层次的问题，虽然小学生已经开始有一定的推理能力，但由于其知识基础、认知能力和理解能力方面的不足，很多时候，他们无法理解科学概念中的原理。那小学生应该在什么层次学习科学概念？我们不应该要求他们去掌握其中复杂的数量关系、工作原理，只要求他们掌握其中的自变量与因变量间的变换关系就足够了。小学生学习的科学概念应该是一种简化的科学概念，是定性非定量的或者半定性半定量的。显然这种自变量与因变量间的变换关系也是科学概念，正如“地球是围绕太阳转的”，他们知道这个关系就可以了，不需要他们去了解导致地球围绕太阳转的万有引力，以及万有引力的公式等原理性知识。
从当前的情况来看，促进科学概念教学的实践效果并不理想，即使是在科学教育发展较早的美国，大量的研究结果表明学生对科学概念的掌握并不理想[2]。在我国，由于教学中往往强调对科学概念的机械记忆，学生对科学概念不能真正认识和理解，因此，“科学概念教学不能让学生实现科学概念的建构”且“科学概念教学的效果并不理想”[3]。
乔纳森在《技术支持的思维建模》一书中提出思维建模的观点。思维建模（Modeling）是指借助于思维建模工具将学习者内在的思维过程建立模型，进行可视化表征的一种方法。乔纳森认为“学习者是从思考中学习，而不是从技术中学习”，因此技术应作为一种能够帮助学习者阐释和重组个人知识的思维工具，利用技术帮助学习者进行更为有效的思考。乔纳森提出以建模的形式来使用思维工具，它要求学习者利用思维工具，将对主题要素及其关系的认知过程以模型的形式呈现出来[4]。
随着信息技术的迅猛发展以及信息技术与课程整合问题的凸显，如何借助建模工具，促进学习者概念转变，便成为教育技术学中一个重要的研究领域。为了改善科学概念教学的效果，本研究在已有研究成果的基础上，从思维建模的角度出发，进行实证研究，旨在形成一种能够有效促进学生概念转变的教学方式。
二 建模学习
思维建模从操作层面上来讲是建模学习，为了将思维建模的理念应用于教学研究，就需要根据学生对象的特征选择合适的建模学习方式。建模学习分为探究性建模与表达性建模两种[5]。在探究性学习活动中，学习者探究他人（教师或专家）有关某一主题的想法，这些想法往往与学习者的想法有很大的差异，是以模型表示出来的。在这样的活动中，学习者需要与这些模型产生交互作用，让自己的想法和他人的想法产生碰撞。学习者与这些模型的交互过程是：在“如果，那么”的框架下，作出预测、考虑可能的方案、作出决策并观察可能的结果。在表达性学习活动中，学习者利用工具将自己思想的某些方面外化出来，从而表述自己的看法。例如，学习者可以利用几何画板这一计算机工具软件来表达自己对某一显示问题的表征。在这样的活动中，学习者是在对自己的假设建构模型。探究性模式与表达性模式对建模工具的使用是大不相同的。在探究性模式中，教学者要给学习者提供一些事先已经利用建模工具建构出来的适当的模型，并同时提供问题和活动。在表达性模式中，教学者给学习者提供空的工具，同时还提供可促使学生进行建模的材料和任务[6]。
由于本研究中选择小学的学生作为研究对象，根据小学生思维水平、推断能力和其需要学习的概念层次等特征，探究性建模对于小学生来讲是比较适合的。
三 研究设计
为了最终形成一套能够有效促进概念学习的建模学习流程，本研究采用实证研究的方法。
1 内容选取
“生物与环境”是小学科学课程的重要内容，“种子发芽的条件”是其中的一部分。根据任课教师多年的教学经验，学生在该部分的学习中存在概念迷思―“种子发芽需要阳光”，并且难以改变，这一直是困惑教师的教学难题。因此，本研究选取了“豆种发芽”作为实验研究内容。
2 建模软件设计
本研究选择采用Flash作为建模软件的开发工具。主要是考虑到Flash强大的交互功能、生动活泼的动画页面可以很好的迎合儿童的好奇心，以及解决其注意力不易集中的问题。
“豆种发芽”的建模软件分为三个部分：实验说明、实验和扩展阅读。实验部分是建模软件的重点，包括温度、空气、湿度和光照四个变量，变量的值不同，豆种发芽的情况也不同。豆种发芽的情况是根据严格科学实验的结果进行简单量化，该量化呈现的是种子在不同条件下发芽的关系模型，而不是完全意义上的量化。该软件有一个明显的特征，如图1所示，学生在设置变量的值后，首先通过点击四种情况中的一种作为预判，然后点击确定观察豆种在选定条件下的发芽情况，并与预判的结果进行可视化的对比。如果与预判结果不一致，学生可再次进行实验以确认实验结果，多次实验冲突就引起学生的认知冲突，进而引发学生的思考，这正是乔纳森在对技术的解读中提到的“技术应该是帮助学生思考的思维工具”。最终，学生通过不断的实验逐步形成正确的认知。
3 实验设计
本研究采用单组前后测的实验方法，对被试组在实验教学干预的前后分别进行前测、中测和后测，通过前后比较来研究实验因素的效果。
本研究试图在以往教学的基础上，通过建模学习改善概念学习的教学效果。实验在华南师范大学附属小学展开，合作教师为该小学科学教学特级教师，具有二十多年的教学经验，对科学教学有独特的见解。被试者为三年级三班全体学生。实验过程中，通过使用“豆种发芽建模软件”，并辅助认知策略支架促进学生的概念转变。
实验研究分为两个阶段，豆种培育阶段和建模实验阶段。豆种培育阶段采用的是以往教学中的教学方法。首先，教师针对某一条件对豆种发芽的影响引导学生设计实验。由于不同的条件对豆种发芽的影响不同，要根据每个条件来设计实验以探索该条件对豆种发芽的影响。建模实验阶段是在多媒体教室实施，排除协作学习因素的干扰，每个学生一台电脑，每台电脑都安装了豆种发芽的建模软件。建模实验过程如下：
第一步，学生首先要熟悉建模软件的操作流程。打开建模软件，点击首页“实验说明”，进入操作使用说明。阅读说明，简单掌握软件操作的流程。然后教师做进一步的操作师范，指导学生如何操作建模软件。
第二步，实验开始前给学生提供问题支架。问题支架是为了说明实验的目的，让学生对实验有一个整体认识。例如：通过建模软件，探究豆种发芽需不需要阳光？问题支架可以使学生带着目的去完成实验操作。
第三步，开展实验。为了帮助学生完成实验，并记录实验结果，给学生提供实验记录单。学生在问题支架引导下，针对问题设计实验。根据设计实验中所设置的变量值，对实验结果作出预判，点击确定观察建模实验结果，最后将实验结果与预判结果进行比较，完成实验记录单的填写。如果预判结果与实验结果相冲突，且多次实验结论持续不一致，就会引发学生的认知冲突和深层思考。技术的支持能够帮助学生重新思考实验设计，通过逐步探索完成实验，从而形成正确的科学概念认知。
四 数据分析
实验过程中研究数据来自前测、中测和后测，以及学生填写的实验记录单。数据分析采用比率差异的显著性检验（P检验）和描述性统计分析的方法。
豆种培育阶段，豆种培育前，37名学生认为豆种发芽需要阳光，7名认为不需要；豆种培育后，有30名学生认为豆种发芽需要阳光，17名认为不需要。通过比率差异显著性检验Z= 1.872.58，差异非常显著，这说明通过建模实验，学生对于种子发芽是否需要阳光的看法有了显著性的改变，大部分学生开始认为豆种发芽并不需要阳光。
豆种培育阶段，豆种培育前，42名学生认为豆种发芽需要空气，2名认为不需要；豆种培育后，有41名学生认为豆种发芽需要空气，4名认为不需要。通过比率差异显著性检验Z= 0.65
本研究对小学生在不同实验阶段的概念转变状态进行了描述性分析。分析表明，豆种培育前学生对于迷思概念“种子发芽需要阳光”的经验主要来自“植物的生长需要阳光”。经过豆种培育阶段，学生对这一概念的认识没有得到有效转变。原因是学生无法严格控制实验条件，加上不确定性因素的影响，实验结果并不理想。同时，不同学生在培育豆种过程中存在主观认识和微观操作上的差异，加之其分析能力有限，所以，对学生而言，实验培育的结果不能有效的说明事实。而从科学的角度出发，需要严格控制实验条件才能作为事实依据，学生自主进行豆种培育实验显然达不到这一点。比如，一位同学在保鲜膜内培育的豆种可以发芽，显然保鲜膜内存在空气，而学生则认为没有空气，由此他认为豆种发芽不需要空气。
建模实验后，学生对于光照条件的认识得到了有效的转变，对空气条件也有了更清晰化的认识。原因是学生在实验过程中，实验结果与实验预判产生了多次的冲突，引发了学生的思考，使其逐步否定原先错误的认识，并通过重新设计和实施实验，强化新的正确的认识，最终形成了正确的概念。
五 研究结论
通过研究和数据分析发现，利用认知冲突原理，设计、开发的建模工具可以有效的引发学生思考、支持概念转变。在此基础上本研究形成了能有效促进小学科学概念学习的建模学习方式，过程如下：
1 前概念分析，发现迷思概念及经验来源；
研究者可通过问卷和访谈等方法对学生的前概念进行分析，发现学生在学习相关内容之前的迷思概念以及迷思的经验来源，为下一步研究设计和软件设计奠定基础。
2 根据学生的阶段和思维水平确定建模方式：探究性建模或表达性性建模；
不同阶段的学生其思维水平和推理能力存在差异，由此需要根据学生的阶段和思维水平确定建模方式：探究性建模或描述性建模。只有确定了建模的方式，才能确定是否需要开发相应的建模软件或者选择支持描述性建模的建模软件。
3 设计和开发内容支持的或选择合适的建模软件；
在了解学生的迷思概念和经验来源的基础上，设计和开发相应的建模软件。开发软件的选择要顾及学生的阶段，比如，选择Flash开发建模软件有利于吸引小学生的注意力。如果选择描述性建模需要根据学生的推断能力等来选择合适的建模软件。
4 设计、提供必要的支架；
建模学习是一个自主的学习活动，为了发挥建模学习的优越性，教师必须充分激发学生的自主积极性，鼓励其进行独立的探索。但自主探索活动对学生而言是一个挑战，需要教学者的帮助与支持。设计和提供一些必要的支架，可以帮助学生找出并理解不同的表征系统，同时在不同的表征系统中建立联系。
5 引发认知冲突，实现思维建模。
思维建模促进概念转变的原理基础是引发认知冲突。引发认知冲突可以通过技术支持（建模软件）或者设计知识内容两种手段来实现。在引发认知冲突的基础上，借助软件的支持实现思维建模，从而达到思维建模促进概念转变的目的。
关于建模学习，北京师范大学刘儒德[6]提出教学者在实际教学中应用建模时，为了保证建模学习的有效性，必须考虑如何根据学习者的认知发展水平、先前经验的丰富性，确定建模活动的种类、建模的复杂程度、模型的抽象程度以及任务的特征等问题。建模学习包括三个方面的特征：（一）根据学生年龄选择不同的建模活动；（二）提供可视化的工具；（三）提供必要的认知支架。关于建模活动的学习环境，何美、裴新宁[7]认为学习科学领域研究依据普遍认同的学习理论基础和探索实践，如情境认知理论、元认知理论以及探究活动研究的相关成果，力图创设丰富的学习环境，来支撑建模活动在科学教学中的有效实施。建模活动学习环境应具有以下特征：（一）支持逼真的问题/项目；（二）探究循环建模活动置身其中；（三）适时恰当的支架；（四）支持对话与协作。我们不难发现，本研究与以上研究者所提出的关于建模学习方式和环境的相关特征具有一定的相似性，都强调教学前的学生特征及建模类型等方面的分析、对真实问题的建模，强调提供技术支持和必要的支架，强调学生利用建模软件对知识进行反复建构、对心理模型进行可视化表征等。关于对话与协作，本研究为了排除该因素对建模学习本身的干扰没有涉及，但会在下一步的研究中引入对话与协作，以探究更丰富、有效的建模学习方式。
总之，思维建模是一种借助于思维建模工具将学习者内在的思维过程建立模型，进行可视化表征的认知方法。思维建模能够帮助学习者改变原有的迷思概念，建立新的科学概念，以积极的探索世界，进而建构起有关世界的知识结构。
参考文献
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[2] Perkins, D. Smart schools: better thinking and learning for every child. NY: Macmillan, The Free Press.1992, (23):23-35.
[3] 胡久华,支瑶.促进学生科学概念理解的教学设计[J].中国教育学刊,2006,(9):52-53.
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[5] Bliss J, Ogborn J, Boohan R, Brosnan T, Mellar H, Sakonidis B. Modeling with Young Students-Quantitative and Qualitative. Journal of Computing in Higher Education101999, (2): 69-110.
[6] 刘儒德.建模:一种有效的建构性学习方式[J].心理科学进展,2003,11(1):49-54.
[7] 何美,裴新宁.科学教学中的建模活动:若干概念与研究主题[J].全球教育展望,2009.(2):38-42.
The Analysis on Process of Concept Learning base on Modeling
――Taking the Elementary Science for Example
LIU Jia-liang1 ZHAO Jian-hua2 WU Xiang-dong3
(1.Educational Technology and Information Center, Guangdong Medical College,Dongguan,Guangdong 523808, China; School of Educational Information Technology, South China Normal University, Guangzhou, Guangdong 510631, China;3.Primary school affiliated to South China normal university, Guangzhou,Guangdong 510631, China)
Abstract：In order to improve scientific concept teaching in elementary, this research, based on the idea of modeling, explores a new way of modeling learning for the elementary students using modeling software through a empirical study.
篇7
一、选择题(本大题包括27个小题，每小题3分，共81分。每小题只有1个选项符合题意。请将符合题意的选项用2B铅笔填涂在答题卡相应位置。)1、为了使教室内的学生上课免受周围环境噪声干扰，下面哪个方法有效合理 （ ）A．在教室内安装噪声监控器装置 B．在教室周围植树C．每个学生都戴一个防噪声耳罩 D．将教室的窗户打开 2、甲、乙两人骑自行车并排前进，甲看到乙是静止的，甲选取的参照物是（ ）A．甲 B．地面 C．迎面驶来的另一辆车 D．道路两旁的树木3、运动着的物体，若所受的一切力突然同时消失，那么它将（ ） A．立即停止； B．先慢下来，然后停止； C．做变速直线运动； D．做匀速直线运动4、光现象在生活中随处可见，下列属于光的反射现象的是（）A．在路灯下行走的人会在地面形成自己的影子B．斜插入水中的筷子从水面上看起来向上弯折了C．水中美丽的倒影 D．太阳光通过凹透镜后会发散 5、在如图所示的电路中，当开关闭合后，滑动变阻器滑片P向 右移动时，对电表读数的变化，分析正确是（ ） A．电流表A、电压表V1示数都减小，电压表V2示数增大 B．电流表A、电压表V1示数都变大，电压表V2示数变小 C．电流表A的示数减小，两电压表示数不变 D．三个电表的示数都不变6、图中通电螺线管的极性标注正确的是（ ） 7、在科学实验时，为了减小误差或寻找普遍规律，经常需要进行反复多次实验。①“测量物体的长度”时，多次测量 ②“研究杠杆的平衡”时，改变动力（臂）和阻力（臂），多次测量 ③“研究串、并联电路的电流特点”时，换用不同定值电阻，多次测量 ④“用电压表和电流表测导体的电阻”时，多次测量电阻两端电压和通过电阻的电流值，上述实验中属于寻找普遍规律的是（）A．①② B．①③ C．②③ D．②④8、关于比热容，下列说法正确的是：（ ） A．物体的比热容跟物体吸收或放出的热量有关 B．物体的比热容跟物体的温度有关 C．物体的质量越大，它的比热容越大 D．物体的比热容与物体的质量、温度都没有关系9、如图所示的甲、乙、丙三个相同的容器中盛有质量相同的不同液体，将三个完全相同的铁球分别沉入容器底部，当铁球静止时，则铁球受到的浮力的大小相比较（） A． 甲 B． 乙 C． 丙 D． 一样大10、做凸透镜成像实验时，物体在距凸透镜25厘米时，得到了一个清晰放大的实像，则凸透镜的焦距可能是（）A．大于25厘米，小于50厘米 B．等于25厘米 C．等于17厘米 D．焦距多大都行11、在大力倡导“低碳生活，绿色出行”的今天，越来越多的市民上下班由坐汽车改骑自行车。下列有关说法错误的是 A行车时，相对于车上的人，车是静止的 B．行车时，车轮与地面之间的摩擦是滑动摩擦C．刹车时，车很快停下来主要由于受到地面的摩擦力 D．骑车能节约能源、减少污染12、城市下水道井盖丢失导致行人坠入下水道的悲剧时有发生，令人痛心。为此，某同学设计了一种警示电路：在井口安装一环形灯L，井盖相当于开关S；正常情况下（S闭合），灯L不亮；一旦井盖丢失（S断开），灯L即亮起，以警示行人。图中电路符合要求的是二、填空；(本大题5个小题，每空2分，共22分)13、一列“和谐号”高速列车以300km/h的速度在“武广高速铁路”上匀速行驶，高铁通过时，铁轨的温度会升高，表明它的内能 (选填“增加”或“减少”)，这是通过 方式改变内能的(选填“做功”或“热传递”)。
14、如图所示是小军家部分线路连接图。当小柯用测电笔接触插座的右孔时，氖管发光，可知右孔内的电线与进户线中的 线相连接； 当闭合开关s，灯L在亮的瞬间熄灭，而室内其它用电器仍正常工作，则灯L处电路 (填“断路”或“短路”)。15、如图所示电路，电源电压为6V且保持不变,丙处接入电流表。若在 甲、乙两处分别接入电压表，闭合开关S后，甲、乙两表读数之比为 1∶2；则电阻R1∶R2= ；断开开关S，在甲、乙两处分别接入电流表，乙处电流表示数为0.6A，则 R2 = Ω。 16、某快速热水壶上标有“220V 1000W”的字样。小明用该热水壶盛水至1L刻度处，（1L=10-3m3，）水的质量为 kg,若水的比热容为c水＝4.2×103J/（Kg•℃）,水的初温为20℃，若在1标准大气压下将水烧至沸腾，则该电热水壶在额定电压下工作，所用的时间为 秒。17、阴霾天气中，PM2.5（直径不大于2.5微米的颗粒物）含量较高。(1)大气中PM2.5的运动属于 （填“机械运动”或“热运动”）；(2)体积为8×10－18m3的PM2.5颗粒悬浮在密度为1. 2kg/m3的大气中所受的重力是 N；(3)在____（填“太阳出来”或“连续降雨”）后，霾容易消散。(g=10N/kg)三、实验与探究（每空2分，共24分）18、小军完成了研究“影响滑动摩擦力大小的因素”的实验（如图）．
（1）比较甲图和乙图可知，接触面的粗糙程度相同的时， 越大，滑动摩擦力就越大。（2）比较甲图和丙图可知，探究的是滑动摩擦力的大小与 关系。 19、图甲是在物理实验室测量小灯泡额定功率的实验装置，小灯泡上标有2.5V的字样。 (1)图中有一根导线还没有连好，应该把它接在电压表_______ (选填“0”、“3”或“15”) 接线柱上。(2)当小灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，小灯泡额定功率为_______W。 (3)他通过调节滑动变阻器的滑片，测出了三组实验数据，如表所示，经过计算发现小灯泡亮度不同时，不但电功率不同，而且电阻也不同，你认为造成电阻不同的原因是 _____________________。20、小蒋利用光具座进行凸透镜成像的实验探究中：（1）如图甲所示，一束平行于凸透镜主光轴的光线经过凸透镜后，在光屏上形成了一个最小、最亮的光斑。由图可知，凸透镜对光线具有 作用。 （2）调整后，把烛焰放在距离凸透镜25cm处时，在凸透镜另一侧前后移动光屏，会在光屏上得到一个倒立、 的实像（填“放大”或“缩小”）； (填“照相机”“放大镜”或“投影仪”)就是利用这一成像规律工作的。（3）当把烛焰放在距离凸透镜15cm处时，在凸透镜另一侧移动光屏，会在光屏上得到一个如乙图所示的实像，如果将蜡烛在乙图的基础上远离透镜，仍要在光屏上得到清晰的像，光屏应向 (选填“靠近”或“远离”）透镜的方向移动。21、在做“探究物质熔化规律”的实验时，小军采用了如图甲所示的实验装置进行实验，并将实验数据描绘成如图乙所示的图像。（1）由图像可知，该物质是_______________（选填“晶体”或“非晶体”）。（2）BC段表明该物质处于______________状态。（3）该物质在AB段的比热容比CD段的比热容________。 四、综合运用题 （4分+6分+8分=18分）22、神舟十号飞船是中国“神舟”号系列飞船之一，它是中国第五艘搭载太空人的飞船。飞船由推进舱、返回舱、轨道舱和附加段组成。升空后再和目标飞行器天宫一号对接，并对其进行短暂的有人照管试验。对接完成之后的任务将是打造太空实验室。神舟十号在酒泉卫星发射中心“921工位”，于2013年6月11日17时38分02.666秒，由二号F改进型运载火箭（遥十）“神箭”成功发射。在轨飞行15天，并首次开展中国航天员太空授课活动。飞行乘组由男航天员聂海胜、张晓光和女航天员王亚平组成，聂海胜担任指令长；6月26日，神舟十号载人飞船返回舱返回地面。请根据这段材料和图片，写出物理现象相关的物理知识（6分）序号 物理现象 物理知识例： 火箭飞行中不断喷出火焰 内能转化为机械能 1 2 23、（6分）．小明的爸爸新买了一辆小汽车，小明坐着这辆汽车匀速行驶144km，用时2h，消耗汽油9kg，其发动机的功率为23kW．请运用所学的知识解答下列问题．（汽油的热值为4.6×107J/kg）（1）汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大？（2）汽车发动机的效率是多少？（3）根据小汽车的外型，判断小汽车在水平路面高速行驶和静止时，对地面压力哪一个大？为什么？ 24、（8分）规格为“6V 3W”的红灯和“6V 6W”的绿灯及“18Ω 1.5A”滑动变阻器等元件组成了如下电路.当闭合开关S、S1、S2、滑动变阻器的滑片P移到b端时，两灯都正常发光（电源电压不变）。求：（1）电源电压为多少伏？(2)两灯都正常发光时电流表的示数为多少？ (3)S、S2闭合，S1断开，电流表示数为0.25A时,滑动变阻器连入电路的电阻为多少?(4)该电路中最小电功率为多少?
一、单项选择题（每小题3分，共36分）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 答案 B A D C A C C D B C B B 二、（本大题共5小题，每空2分，共22分）13、增加 做功 14、火 断路 15、1∶2 2016、1 336 17、机械运动 9.6×10－17 连续降雨三、（本大题共4小题，第33题4分，第34题、35题、36题每题6分，共22分）18．（1）压力 （2分）（2）接触面的粗糙程度 （2分）19．（1）3 （2分） （2）0.9 （2分）（3）小灯泡电阻受到温度的影响 （2分）20．（1）会聚 （2分）（2）缩小 照相机 (2分+2分）（3）靠近） （2分）21．（1）晶体……………………………………………….（2分）（2）固夜共存………………………….2分）（3）小…………………………………………………………………………(2分)四、（本大题共3小题，第37题4分每空1分、38题6分，第39题8分，每问2分，共18分）22．序号 物理现象 物理知识例： 火箭飞行中不断喷出火焰 内能转化为机械能 1 飞船升空 以地球为参照物，飞船是运动的2 航天员太空授课电磁波传递信息 和目标飞行器天宫一号对接相对静止 … … （23．解：：（1）发动机做的功：W=Pt=23000W×7200s=1.656×108J汽车受的牵引力：F＝W/ s ＝1.656×108J 144000m ＝1150N答：汽车匀速行驶时，所用的牵引力为1150N．（2）发动机的效率：η＝W/ Q ＝23000W×7200s 4.6×107J/kg×9kg ＝40%答：汽车发动机的效率为40%．（3）根据汽车的形状，当汽车高速行驶时，汽车上方的空气流速大于下方的空气流速，所以上方的气压小于下方的气压，因此行驶时，对地面的压力将减小．静止时对地面的压力大．24．解：(1)6V (2)1.5A (3)18Ω (4)1.2W
篇8
绿色植物是生物圈中有机物的制造者
本章综合解说
本章内容概览
光合作用是植物重要的生理活动，植物通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身的需要，而且养育了生物圈中的其他生物。本章首先通过“绿叶在光下制造有机物”的实验，让我们认识到淀粉是光合作用的产物，光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件，为更好地理解光合作用的概念和意义打下良好的基础。然后从植物体自身和整个生物圈两个角度介绍了绿色植物通过光合作用制造的有机物的作用。
重点难点提示
重点：
（1）绿色植物通过光合作用制造有机物。
（2）概述绿色植物制造的有机物不仅用于构建植物体，而且养育了生物圈中的其他生物。
难点：
“绿叶在光下制造有机物”的实验。
本章学法点津
（1）学习本章知识时，可以先自己尝试设计检验绿叶在光下制造有机物的实验方案，然后对照教材上的实验指导，找出自己所设计的实验的不足之处，思考每个实验步骤中包含的科学原理和方法，带着问题做实验，围绕实验现象进行分析讨论，得出结论。这样不仅学习了知识，还培养了相关能力，
学习了科学实验的方法，促进了思维的发展。
（2）“绿叶在光下制造有机物”的实验可简单记忆成：处理要在黑暗中，黑纸遮叶成对比，加热酒精为脱色，清水漂洗加碘液，冲掉碘液有色变。
（3）通过对实验结论的归纳、总结，认识光合作用。联系植物作为生产者在生物圈中的作用，认识光合作用对生物圈的重要意义。
教材预习全解
趣味情景导入
科学家海尔蒙特曾经把一棵2．5千克的柳树苗栽种到一个木桶中（如图所示）。桶里的土壤事先称了质量。在这之后，他只给柳树苗浇纯净的雨水。5年之后柳树长大了，质量增加了80多千克，而土壤只减少了不到100克。你知道这棵柳树增加的成分主要是什么吗？
学习目标导航
1．阐明绿色植物通过光合作用制造有机物。
2．运用实验的方法检验绿叶在光下制造有机物。
3．概述绿色植物制造的有机物不仅用于构建植物体，而且养育了生物圈中的其他生物。
4．认同绿色植物制造有机物对于生物圈的重要意义。
相关知识链接
1．绿色植物属于生态系统中的生产者，它们通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身的需要，而且养育了生物圈中的其他生物。
2．叶绿体能将光能转变为化学能，是细胞中重要的能量转换器。
教材内容全解
想一想，议一议
（见教材第116页）
绿色植物除了为蛙提供隐蔽的栖息环境外，还间接地为蛙提供了食物来源，因为大多数蛙类的
食物是昆虫，而昆虫如蝗虫以绿色植物为食。绿色植物还在维持生物圈的碳一氧平衡中发挥重要作
用，为蛙提供了良好的生存条件。
知识点一
绿叶在光下制造有机物
1．教材第116页“实验”全解（绿叶在光下制造有机物）（重点、难点）
（1）目的要求：①检验绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉。
②探究光是不是绿叶制造有机物不可缺少的条件。
（2）材料用具：盆栽的天竺葵，黑纸片，曲别针，酒精，碘液，小烧杯，大烧杯，培养皿，酒精灯，三脚架，石棉网，镊子，火柴，清水。
（3）方法步骤（如图）
①暗处理：实验前把天竺葵放在黑暗处一昼夜，其目的是让叶中的淀粉运走或耗尽，使实验效果更明显，更有说服力。
②设置对照：用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，然后移到阳光下照射。这实际上进行的是对照实验，自变量为光。
③摘叶：几个小时以后，摘下叶片，去掉遮光的纸片。
注意
光照时间不宜太长，否则会出现遮光部分也变蓝的现象，因为可以由筛管从照光部位运来淀粉。
④酒精脱色：把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片中含有的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色。
注意
①隔水加热，可避免因直接加热酒精而沸腾外溢发生危险。
②认识装置：小烧杯内放有酒精，大烧杯中盛有清水，将小烧杯放入大烧杯中，隔水加热，目的是使小烧杯内叶片受热均匀。
⑤漂洗、滴碘液：用清水把叶片上的物质（如酒精、叶绿素等）漂洗掉，再把叶片放到培养皿中，向叶片上（见光的部分和不见光的部分）滴加碘液。
⑥清洗、观察：稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察叶色发生了什么变化。滴上碘液后，我们发现，叶片见光的部分变成了蓝色，用黑纸片遮盖的部分未变蓝。淀粉的特性之一是遇碘液变蓝色，这说明见光的部分产生了有机物——淀粉，同时也进一步说明淀粉是光合作用的产物。
（4）实验结论：①淀粉是光合作用的产物。
②光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
规律总结
用数字记忆法巧记“绿叶在光下制造有机物”实验的方法步骤
实验步骤可概括为“一昼夜，两面遮，三步走”。具体地说，“一昼夜”就是把天竺葵放在黑暗处一昼夜；“两面遮”强调用黑纸片遮盖叶片的一部分，要把上下雨面都遮盖住；“三步走”是“隔水加热清水漂洗碘液检验”三个连续的操作步骤。
讨论
（见教材第117页）
1．使叶片中原来储存的淀粉转运或消耗掉，以排除原有淀粉对实验的干扰，保证所检测到的淀粉是实验过程中形成的。
2．是为了做对照实验。如果用黑纸片遮盖的这一部分遇碘不变蓝，而照光部分变蓝，说明经过一昼夜“饥饿”处理后叶片中原来储存的淀粉消耗完了，照光部分的淀粉是叶片在实验过程中制造的；还说明叶片只有在光照条件下才能制造有机物（淀粉）。
3．主要是淀粉等糖类。
例1（2015山东东营）“春天不是读书天，放个纸鸢，飞上半天”。踏青归来，许多同学的白衣服上沾染了植物的绿色汁液，欲去除绿渍，最好选用（
）
A．凉水
B．热水
C．酒精
D．洗衣液
【答案】C
【解析】植物的绿色汁液是植物细胞内的叶绿素，它不溶于水，但溶于酒精，可以选用酒精除去绿渍。
故选择C选项。
例2（2014湖北十堰）将盆栽天竺葵放在黑暗环境一昼夜后，用黑纸片将叶片的一部分从上下两面遮盖起来（如图所示），置于阳光下照射一段时间后，摘下叶片，经脱色后滴加碘液，发现叶片的未遮光部分变为蓝色。下面分析正确的是（
）
A．把盆栽天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是通过光合作用消耗掉原右的有机物
B．用黑纸片将叶片的一部分从上下两面遮盖起来的目的是设置对照
C．滴加碘液后发现，叶片未遮光部分变为蓝色，说明光合作用产生了蛋白质
D．该实验不能证明光合作用需要光
【答案】B
【解析】把盆栽天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是通过呼吸作用消耗掉原有的有机物（淀粉），这样实验中用碘液检验到的淀粉才是叶片在实验过程中制造的，A项错误；
用黑纸片将叶片的一部分从上下两面遮盖起来的目的是设置对照，B项正确：
滴加碘液后发现，叶片未遮光部分变为蓝色，说明光合作用产生了淀粉，不是蛋白质，C项错误；
遮光部分不能进行光合作用制造淀粉，因此滴加碘液不变蓝色，未遮光部分接受光照，能进行光合作用制造淀粉，滴加碘液变蓝色，因此该实验能证明光合作用需要光，D项错误。
故选择B选项。
2．淀粉是光合作用的产物（重点）
通过“绿叶在光下制造有机物”的实验可以看出，叶片的见光部分遇到碘液后变成了蓝色。遇碘变蓝是淀粉的特性，这说明叶片的见光部分产生了淀粉，进而说明淀粉是光合作用的产物。
提示
绿色植物通过光合作用制造的有机物主要是淀粉等糖类，一部分糖类在植物体内还会转变为蛋白质、脂肪等其他有机物。
3．光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件（重点）
“绿叶在光下制造有机物”的实验中，叶片遮光部分和见光部分形成了一组对照实验。实验的结果是叶片的见光部分产生了淀粉，遮光部分（被黑纸片遮盖的部分）没有产生淀粉，说明光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
4．叶片是绿色植物制造有机物的主要器官（重点）
科学实验证明，凡是植物的绿色部分，只要细胞中含有叶绿体，就能进行光合作用制造有机物。与植物体的其他部位相比，叶片的数量多，叶肉细胞中含有大量的叶绿体，因此，叶片是绿色植物制造有机物的主要器官。叶绿体因含有叶绿素而使植物的叶片呈现绿色。
拓展
植物通过叶片进行光合作用制造的淀粉（有机物）可以通过筛管运送到各个器官。不同的植物储存有机物的器官不同，有的储存在果实中，如小麦、玉米；有的储存在茎中，如马铃薯；有的储存在根中，如甘薯。
5．光合作用的含义（重点）
光合作用是指绿色植物通过叶绿素捕获太阳光，利用光提供的能量，在叶绿体中合成淀粉等有机物，并且把光能转变为化学能，储存在有机物中的过程。
植物的光合作用是在叶绿体中进行的，叶绿体既是生产有机物的“车间”，也是将光能转变为化学能的“能量转换器”。
例3
如图所示，选择经暗处理后的银边天竺葵的一片叶，用黑纸片从叶片的上下两面遮盖起来，然后放在阳光下照射几小时，之后取下叶片，经脱色、漂洗、滴加碘液处理。图中甲为银边天竺葵叶片的银边部分，乙为叶片遮光部分，丙为叶片未遮光部分。请回答：
（1）甲处的变化是________，原因是__________。
（2）乙处的变化是________，原因是__________。
（3）丙处的变化是________，原因是__________。
【答案】（1）不变蓝色
无叶绿体
（2）不变蓝色
无阳光照射
（3）变蓝色
光合作用产生了淀粉
【解析】本题主要考查两个知识点：一是绿色开花植物光合作用只有在含有叶绿体的细胞中才能进行，甲处是天竺葵的银边部分，没有叶绿体，故不能进行光合作用，不会产生淀粉；二是光是光合作用必不可少的条件，乙处无阳光照射，也不能进行光合作用，只有丙处既有叶绿体，又有阳光照射，所以能进行光合作用产生淀粉。
知识点二
有机物用来构建植物体
植物体的组成成分除了水和少量的无机盐外，主要是有机物。光合作用制造的有机物经筛管运输到植物体各处的细胞，为细胞的生命活动提供能量，并参与构建植物细胞，进而构成各种组织、器官，直至整个植物体。
1．从细胞水平来看
植物细胞细胞壁的主要成分是纤维素，纤维素是一种多糖，属于有机物。细胞膜的主要成分是蛋白质和脂质，两者均是有机物。细胞核中的遗传物质DNA也是有机物。总之，组成植物细胞的各种成分中，除了水和无机盐外，主要是有机物。
2．从器官水平来看
构成果实、种子的成分中，除水和无机盐外，其余的都是有机物，包括糖类、蛋白质、脂肪等，如苹果、梨等果实含有丰富的糖类，黄豆和花生的种子中富含蛋白质和脂肪，芝麻和向日葵的种子中含有较多的脂肪。另外，有些植物的根、茎中也含有大量的有机物，如甘薯的根、莲藕的茎及马铃薯的块状茎中含有丰富的淀粉。
3．从个体水平来看
构成植物体干重的绝大部分物质是有机物，只有极少部分是无机盐。
4．有机物影响植物的生长
在我国北方，到了冬季，大部分植物的叶子已经脱落，这样，光合作用就基本停止了。虽然有的植物冬季未落叶，但由于温度较低等因素，光合作用也非常弱。由于植物生长所需要的物质是光合作用的直接或间接产物，所以到了冬季，有机物的减少，使植物长得很慢甚至停止生长。
待到春回大地，风和日丽，随着气温的回升，植物生长出大量的叶，光合作用日渐旺盛，生产的有机物不断增多，草木生长加快，生物圈到处生机盎然。
例4（2014黑龙江大庆）马铃薯、玉米中含有丰富的淀粉，植物体内的有机物是通过什么过程获得的？（
）
A．呼吸作用
B．光合作用
C．吸收作用
D．蒸腾作用
【答案】B
【解析】植物叶的叶肉细胞内含有叶绿体，在光下能进行光合作用制造淀粉，再经筛管运输到其他器官内储存起来。
故选择B选项。
知识点三
绿色植物制造的有机物养育了生物圈中的其他生物
1．绿色植物制造的有机物供自身利用
绿色植物的生活离不开有机物，作为生态系统中的生产者，绿色植物通过光合作用制造的有机物，一部分满足自身生长、发育、繁殖的需要，另一部分在体内储存起来。
2．绿色植物制造的有机物为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源
生物圈中其他生物的食物直接或间接来自植物，如植食动物直接以植物为食，肉食动物以植食动物为食，杂食动物则兼而食之，人类属于杂食动物，人的食物也是直接或间接地来自植物。可以说，绿色植物既给其他生物提供了构建自身的材料，也给其他生物提供了生命活动的能量。
总之，绿色植物作为生物圈中的生产者，它们制造的有机物，通过食物链、食物网，养育了生物圈中的其他生物。
典型例题剖析
题型一
绿叶在光下制造有机物
例1（2014浙江金华）下列关于“植物在光照下制造淀粉实验”的描述，不正确的是（
）
A．把天竺葵放在黑暗处一昼夜，目的是运走、耗尽叶片内的淀粉
B．天竺葵在光照下既能进行光合作用又能进行呼吸作用
C．将叶片放在酒精中隔水加热的原因之一是避免酒精温度过高引起燃烧
D．叶片经脱落、清洗、滴加碘液、再清洗，遮光部分显蓝色
【答案】D
【解析】光合作用必须在光下进行，制造的淀粉遇到碘液后变蓝色。遮光部分没有光照，不能进行光合作用，也就无法产生淀粉，滴加碘液后不变蓝，变蓝的是见光部分，因为见光部分进行了光合作用，产生了淀粉。
故选择D选项。
题型二
光合作用
例2（2015湖南湘潭）1864年德国科学家萨克斯将天竺葵的绿色叶片放在暗处12小时，再将此叶片一半曝光，一半用锡箔遮光。经过一段时间光照后，用碘蒸气处理叶片，结果发现叶片的曝光部分显蓝色，遮光部分显棕色（如图），该实验的结论是（
）
①光合作用需要叶绿素
②光合作用需要光
③光合作用产生氧气
④光合作用产生淀粉
A．①③
B．②④
C．①④
D．②③
【答案】B
【解析】叶片曝光部分有光进行光合作用制造了淀粉，因此滴加碘液后显现蓝色；遮光部分缺光不进行光合作用，因此滴加碘液后不显现蓝色，呈棕色。曝光部分和遮光部分唯一的变量是光，所以该实验可以证明：②光合作用需要光，④光合作用产生淀粉。
故选择B选项。
题型三
绿色植物制造的有机物的作用
例3
下列说法不正确的是（
）
A．绿色植物通过光合作用合成的有机物，是植物自身生长、发育所必需的营养物质
B．绿色植物通过光合作用合成的有机物，也是人类的食物来源
C．绿色植物通过光合作用合成的有机物，也是动物的食物来源
D．人类所需的无机物是由绿色植物的光合作用合成的
【答案】D
【解析】在生态系统中，绿色植物能够通过光合作用制造有机物，并把光能转变成化学能储存在有机物中。绿色植物制造的有机物，不仅养活了植物自身，还为人类和其他动物的生存提供了食物，因此，绿色植物是生态系统中的生产者。
故选择D选项。
知识能力提升
重点内容总结
易误易混警示
1．误认为能进行光合作用的植物一定是绿色的
能进行光合作用的植物并不一定是绿色的，有些植物细胞内除含有叶绿素外，还含有其他色素，从而使植物体呈现不同的颜色。但只要植物细胞内含有叶绿体（叶绿素），植物就能进行光合作用，如
海带。
2．光合作用实验中叶片脱色的方法
在“绿叶在光下制造有机物”的实验中验证产生淀粉时，要先使叶片本身的绿色脱去，即把叶片中的叶绿素溶解到酒精中。脱色的一般方法是把叶片放入酒精内隔水加热。不能直接放入清水中加热，
因为清水不能溶解叶绿素；也不能直接加热酒精，因为直接加热酒精可能引起酒精外溢、燃烧而发生危险。
例
在“绿叶在光下制造有机物”的实验中，如图中对叶片进行酒精脱色的装置，正确的是（
）
【答案】B
【解析】对叶片进行脱色处理时，要把叶片放入酒精中，然后隔水加热。
故选择B选项。
综合提升训练
1．（2014湖南常德）做“绿叶在光下制造淀粉”的实验时，涉及如下操作步骤：①选叶遮光；②酒精水浴；③黑暗处理；④碘酒显影；⑤清水漂洗；⑥观察变化。该实验正确的操作顺序是（
）
A．①③②⑤④⑥
B．③①②⑤④⑥
C．①③⑤②④⑥
D．③①④⑤②⑥
【答案】B
【解析】该实验首先要进行暗处理，以消耗掉叶片内原有的淀粉；之后选叶遮光，形成对照实验；光照一段时间后，取下叶片，用隔水加热的方法，让酒精脱去叶片中的叶绿素；再用清水漂洗掉叶片表面的酒精；然后滴加碘液，观察变化。
故选择B选项。
2．（2014广东韶关）某实验小组为了验证绿色植物进行光合作用是否需要光，设置了如图所示装置，正确的组合是（
）
A
．②③
B．①②
C．②④
D．①③
【答案】A
【解析】要验证光合作用是否需要光，就应该保证选取的两组装置中光是唯一的变量，其他条件都相
同且适宜。
故选择A选项。
3．（教材内容全解例2变式）（2014广东普宁）将如图所示装置先放在黑暗处一昼夜，然后用铝箔纸将甲叶片全部包裹，乙叶片不包裹。在连续照光数天后，摘下甲、乙叶片，经去除叶绿素和漂洗等处理后，再滴加碘液。下列叙述正确的是（
）
A．包铝箔纸的目的是防止水分散失
B．该实验证明光合作用需要二氧化碳
C．滴加碘液之后，甲叶片呈蓝色，乙叶片呈黄白色
D．该实验证明光合作用的产物需要照光后才能由叶片合成
【答案】D
【解析】实验中包铝箔纸的目的是遮光，以形成以光为唯一变量的一组对照实验；滴加碘液后，见光的叶片乙变蓝色，用铝箔纸包裹的叶片甲不变蓝；该实验证明了光合作用必须在光下进行，淀粉是光合作用的产物。
故选择D选项。
4．（2015黑龙江龙东）如图是“绿叶在光下制造有机物”的部分实验过程图，请据图回答问题：
（1）过程②的目的是形成_____________。
（2）过程③的目的是将叶片中的____________溶解在酒精中，使叶片变成___________色。
（3）过程④的目的是检验光合作用合成的有机物是不是__________________。
（4）叶片见光部分变成蓝色，说明光合作用不可缺少的条件是_______________。
【答案】（1）对照
（2）叶绿素
黄白
（3）淀粉
（4）光
【解析】（1）用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，是为了形成对照实验，实验变量是光。
（2）光照几个小时后把叶片放入盛有酒精的烧杯中，隔水加热，使叶片含有的叶绿素溶解到酒精中至叶片变成黄白色。
（3）过程④表示漂洗后滴加碘液，向叶片滴加碘液的目的是根据淀粉遇碘变蓝色的特性，检验是否产生淀粉。滴碘液前要先用清水将叶片上的酒精冲洗干净，以免影响实验效果。
（4）在叶片上滴加碘液后所看到的现象是：叶片见光部分遇碘变蓝色，叶片遮光部分遇碘不变蓝色，说明叶片见光部分进行了光合作用，产生了淀粉；光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
教材练习解析
1．（1）×
解析：叶绿素存在于叶绿体中，叶绿体是绿叶进行光合作用的场所。
（2）√
（3）×
解析：绿色植物通过光合作用，将光能转变成化学能，储存在它所制造的有机物中。
（4）√
2．营养组织。营养组织的细胞壁薄，液泡较大，有储藏营养物质的功能。含有叶绿体的营养组织还能进行光合作用。
3．绿色植物作为生物圈中的生产者，它们制造的有机物，通过食物链、食物网，养育了生物圈中的其他生物。如果没有绿色植物，食物链、食物网将会因为失去起点而解体，其他生物就会饿死。可以说，绿色植物是生物圈的基石。
4．实验方法：光照是本实验的变量，设计有光照和无光照的对照实验。
实验步骤：①准备某种植物的种子（如绿豆、大豆、芥菜子）20粒，两个能够盖紧的罐头瓶，一把小勺，四张餐巾纸（或卫生纸），两张标签纸和胶水（或直接用黏性标签）。②在两个标签上分别写上“有光”“无光”，分别贴在两个罐头瓶上。将两个罐头瓶放倒，每个瓶中放入两张餐巾纸。用小勺在两个瓶中分别撒上10粒种子，再洒上一点儿水，使里面的纸变得潮湿，拧紧瓶盖。③将“有光”的瓶放在室内有光的地方，将“无光”的瓶放在壁橱里。一周后观察种子萌发长出的幼苗的颜色。
预期结果：“有光”的瓶中的幼苗是绿色的，“无光”的瓶中的幼苗是淡黄色的。
本章大归纳（三、四章）
基础知识梳理
本章重点归纳
重点
植物体内物质的运输
1．水分和无机盐的吸收和运输
绿色植物的根尖成熟区有大量的根毛，大大增加了吸收的面积。根毛细胞在结构上适于吸收水分、无机盐，其细胞壁薄、细胞质少、液泡大。从根尖的成熟区开始出现了细胞分化，形成了导管，根、茎、叶等器官中的导管都是相通的，在蒸腾作用产生的拉力下，水分由根吸收，沿茎中的导管向上运输到叶、花、果实等植物体的各个部位。导管在结构上也适于运输水分，它是由一些细胞质和细胞核消失、上下连接处细胞壁也消失的细胞所形成的畅通管道，位于木质部中。
2．有机物的运输
植物体的生命活动需要消耗有机物，这些有机物是由植物通过光合作用产生的。由于光合作用在有叶绿体的部位进行，所以产生的有机物需通过管道才能运输到植物体各处，这种管道就是筛管。筛管位于韧皮部，分布在树皮内部。叶片的叶肉细胞内含有大量的叶绿体，叶绿体是植物进行光合作用的场所，因此筛管运输有机物是自上而下的。
重点二
植物体内水分的散失
植物体内水分的散失主要是通过蒸腾作用完成的，散失的水分约占植物吸水总量的99%。蒸腾作
用是植物体的一项重要生理功能，叶是植物进行蒸腾作用的主要器官。在叶片的表皮细胞之间分布着许多成对的保卫细胞，两个保卫细胞围成的空腔是气孔，保卫细胞控制若气孔的张开和闭合。蒸腾作用对植物自身和生物圈都有重要的作用，一方面可以拉动水分和无机盐在植物体内的运输，同时降低植物体的温度；另一方面，植物通过蒸腾作用促进了生物圈的水循环，可以降低空气的温度，提高大气湿度，增加降水等。
重点三
光合作用
光合作用是绿色植物的一项重要的生理功能。光合作用必须在光下进行，光合作用的场所是叶绿体。在植物细胞中，叶肉细胞含有较多的叶绿体，因此，叶是植物进行光合作用的主要器官。绿色植物通过叶绿素捕获太阳光，利用光提供的能量，在叶绿体中合成淀粉等有机物，并且把光能转变为化学能，储存在有机物中，这个过程就是人们常说的光合作用。
绿色植物通过光合作用制造的有机物，一方面用来构建自身细胞、组织、器官等，供给自身生命活动所需的物质和能量；另一方面也养育了生物圈中的其他生物，是生物圈中生物生存的基础。
中考考点对接
中考考点解读
本部分的主要考点有：（1）根部适于吸收水分的特点；（2）水分在植物体内的运输途径；（3）叶片的结构；（4）植物体内水分的散失——蒸腾作用；（5）绿叶在光下制造有机物的实验；（6）光合作用的含义及意义。
中考时，植物生活需要水分和水分进入植物体的途径常与生活中的一些现象联系起来，考查对生
命现象的分析能力和实践运用能力。叶片的结构及蒸腾作用对植物自身和生物圈的意义是历年中考的
热点，常常和实验、生活实际等相结合，注重对实验探究能力、资料分析能力和实践运用能力的考查。
本部分内容中，绿色植物的光合作用是考查的重患，注重考查实验探究和综合运用能力以及与生
活、生产实践的联系，“绿叶在光下制造有机物”的实验、光合作用在生物圈中的重要作用是命题的主
要切入点。
中考典题剖析
热考点1
叶片的结构
例1（2015四川资阳2分）如图是显微镜下观察到的某种陆生植物叶的上下表皮（a、b表示细胞）。以下判断错误的是（
）
A．甲是上表皮
B．a能进行光合作用
C．乙是下表皮
D．b能进行光合作用
【答案】B
【解析】叶的表皮分为上表皮和下表皮，一般情况下，陆生植物叶的下表皮的气孔比上表皮的气孔多，故乙为下表皮，甲为上表皮。表皮上有不合叶绿体的表皮细胞和含有叶绿体的保卫细胞。b为保卫细胞，能进行光合作用；a为表皮细胞，不能进行光合作用。
故选择B选项。
热考点2
“绿叶在光下制造有机物”的实验
例2（2015山东菏泽2分）科学家萨克斯曾做过这样的实验：把绿叶放在暗处数小时，然后把叶片的一部分暴露在光下，另一部分遮光。经过一段时间后，用碘蒸气处理叶片，结果未遮光部分的叶片变为深蓝色，而遮光部分的叶片不变蓝。对这一实验现象的解释，错误的是（
）
A．该实验可以证明绿色叶片在光合作用中产生了淀粉
B．该实验可以证明光是绿色叶片进行光合作用的条件
C．将绿色叶片先放在暗处几小时的目的是消耗掉其中原有的淀粉
D．在萨克斯的实验中变量木是单一的，所以没有形成对照
【答案】D
【解析】根据题意可知，本实验的变量是光，用碘蒸气处理叶片，遮光部分不变蓝，原因是没有进行光合作用，不能产生淀粉；不遮光部分变成蓝色，原因是进行了光合作用，产生了淀粉。故可得出结论：光是植物进行光合作用的必要条件；绿色植物进行光合作用能够制造淀粉，A、B两项正确。
把天竺葵放到黑暗处一昼夜，使叶片内的淀粉运走或耗尽，以排除原有淀粉对实验的干扰，保证实验结果所检测到的淀粉是在实验过程中产生的，C项正确。
对照实验要求有且只有一个变量，该实验中只有一个变量即光照，其他条件都相同且适宜，因此可以形成对照，D项错误。
故选择D选项。
例3（2014黑龙江绥化7分）在“绿叶在光下制造有机物”的实验中，将一盆天竺葵放置黑暗处一昼夜，选取其中一个叶片，用三角形的黑纸片将叶片的上下两面遮盖起来（如图中图一所示），置于阳光下照射一段时间以后，摘下该叶片，经酒精脱色、漂洗，最后用碘液检验。请分析回答：
（1）实验前将盆栽天竺葵放在黑暗处一昼夜的目的是让叶片中原有的淀粉_________。
（2）叶片的一部分遮光，一部分不遮光，这样处理可起到_________作用。
（3）图二是对叶片脱色的装置，正确的是________图，图中标号_________代表酒精。
（4）脱色过程中，图二装置乙盛有叶片的烧杯中的液体逐渐变成绿色。脱色后的叶片呈现的颜色是______．
（5）在脱色的叶片上滴加碘液，图一中未遮光的部分变成________色，说明该部分产生了淀粉。
（6）通过该实验可以得出结论：_________是绿色植物进行光合作用的条件。
【答案】（1）运走或耗尽
（2）对照
（3）乙
2
（4）黄白色
（5）蓝
（6）光（每空1分）
【解析】本实验进行暗处理的目的是要把叶片内原有的淀粉运走或耗尽。叶片一部分遮光，一部分见光是为了形成对照。酒精脱色时，应该把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，然后把小烧杯放入盛有水的大烧杯中。叶片脱去叶绿素后变为黄白色，滴加碘液后，未遮光的部分变成了蓝色，而遮光部分未变蓝色，说明光是绿色植物进行光合作用的条件。
热考点3
光合作用对植物自身及生物圈的意义
例4（2013黑龙江大庆2分）绿色植物是生物圈中作用很大的一类生物，下列叙述错误的是（
）
A．绿色植物为人类提供了丰富的自然资源
B．绿色植物直接或间接为其他生物提供食物和能量
C．绿色植物对维持生物圈中氧和水等物质的循环发挥重要作用
D．绿色植物通过光合作用影响氧循环，通过呼吸作用参与水循环
【答案】D
【解析】绿色植物通过光合作用制造的有机物，不仅满足了自身的生长、发育、繁殖的需要，而且为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源。另外，绿色植物还通过蒸腾作用参与了生物圈的水循环。
故选择D选项。
中考能力提升
1．（2014山东烟台）小麦的生长发育需要大量的水分，如图是小麦根尖的结构图，吸水的主要部位和生长最快的部位分别是（
）
A．①和②
B．②和③
C．①和③
D．②和④
【答案】A
【解析】图中①是成熟区，②是伸长区，③是分生区，④是根冠。根吸水的主要部位是①成熟区，该部位的表面生有大量的根毛。根生长最快的部位是②伸长区。
故选择A选项。
2．（2015福建漳州）从同一植株上取大小相同的两根枝条，把其中的一根枝条摘除叶片，将它们分别放入装有等量清水的烧杯中，往烧杯内滴入油，使之铺满水面，将烧杯置于天平上，调节平衡，装置如图所示，将该装置放在阳光下照射一段时间，天平将会（
）
A．左盘下沉
B．右盘下沉
C．保持平衡
D．先左盘下沉后保持平衡
【答案】B
【解析】植物体内的水分通过蒸腾作用由气孔散失到体外，进行蒸腾作用的主要部位是叶片。将题中所示装置放在阳光下照射一段时间，由于左边枝条的叶片比右边枝条的叶片多，左边枝条通过蒸腾作用散失的水分也多，使左边装置的总质量低于右边装置的总质量，因此天平右盘会下沉。
故选择B选项。
3．（2015广东）如图为叶片结构示意图，下列对相关结构和功能的叙述，错误的是（
）
A．①是导管，可运输水
B．②③具有保护作用
C．④中能进行光合作用
D．⑤可以张开或闭合
【答案】A
【解析】①是叶脉，具有支持和输导作用，其内有导管和筛管，导管可运输水分和无机盐，筛管可运输有机物；②③合称为表皮，作用是保护内部组织；④是叶肉，含有大量叶绿体，能进行光合作用；⑤气孔是叶片与外界进行气体交换的“窗口”，也是植物体蒸腾作用的“门户”，由保卫细胞控制其张开或闭合。
故选择A选项。
4．（2015山东潍坊）下列有关植物蒸腾作用的叙述，错误的是（
）
A．蒸腾作用越强，根对无机盐和水的吸收速度越快
B．多数陆生植物的叶片通过下表皮散失的水分比上表皮多
C．干旱地区植物的叶片往往较小，这反映了生物对环境的适应
D．蒸腾作用的强弱受光照强度、环境温度等因素的影响
【答案】A
【解析】蒸腾作用能促进根部对水分的吸收，促进植物体内水分及无机盐的运输，不能促进无机盐的吸收，A项错误；
多数陆生植物叶片的下表皮的气孔比上表皮多，通过下表皮散失的水分比上表皮多，B项正确；
干旱地区的植物叶片退化为刺，可以降低蒸腾作用，减少水分的散失，以适应干旱缺水的环境，C项正确；
在自然环境中，蒸腾作用的强弱受光照强度、环境温度、空气湿度、空气流动情况等因素的影响，D项正确。
故选择A选项。
5．（2015浙江金华）在验证“绿叶在光下制造淀粉”的实验中，要对如图甲的叶片进行脱色处理，处理方法如图乙所示，图乙中大烧杯内盛放液体A，小烧杯内盛放液体B，下列说法正确的是（
）
A．液体A、B都是清水
B．液体A、B都是酒精
C．液体A是清水，液体B是酒精
D．液体A是酒精，液体B是清水
【答案】C
【解析】对叶片进行脱色处理时，要把叶片放在盛有酒精的小烧杯中，再将小烧杯放入盛有清水的大烧杯中，隔水加热。
故选择C选项。
6．（2015湖北孝感）玉兰、海棠等植物在早春时节，当叶片还没有完全长出时，却可以开出满树娇艳的花朵。推测这些花瓣中有机物的主要来源，正确的是（
）
A．它们是根从土壤中吸收并运输到花瓣的
B．它们是花瓣在光照条件下进行光合作用合成的
C．它们是树皮将二氧化碳和水转变成有机物再运输到花瓣的
D．它们是叶在上一年通过光合作用制造并储存于树干，在开花时通过筛管辖运到花瓣的
【答案】D
【解析】根从土壤中吸收的是水和无机盐，并输送到植物体的各个器官，A项错误；
花瓣属于植物体的生殖器官，不能进行光合作用，B项错误；
树皮中的导管将从根部吸收的水和无机盐运输到花等各个器官，水和无机盐不能转化成有机物，C项错误；
有机物是植物的叶通过光合作用制造的，玉兰、海棠等植物在早春时节，当叶片还没有完全长出时就可开花，此时，有机物来自上一年叶通过光合作用制造并储存的，D项正确。
故选择D选项。
7．（2015安徽淮北）“绿叶在光下制造淀粉”的实验证明了（
）
A．光合作用只有在光下才能进行，并产生氧气
B．光合作用的条件之一是光，并产生淀粉
C．光合作用的产物是氧和淀粉
D．光合作用在有光无光时都能进行
【答案】B
【解析】光合作用即绿色植物通过叶绿体利用光能把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物，同时放出氧气的过程。“绿叶在光下制造淀粉”实验的步骤为：（1）暗处理：把盆栽的天竺葵放到黑暗处一昼夜。（2）遮光：用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来，然后移到阳光下照射，几小时后，摘下叶片，去掉遮光的纸片。（3）脱色：把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片中的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色。（4）漂洗、染色：用清水漂洗叶片，再把叶片放到培养皿里，向叶片上滴加碘液。（5）观察：稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察叶片颜色发生了什么变化。可见本实验的变量是光，实验现象：遮光部分没有变蓝色，未遮光部分变成蓝色，故得出结论：光合作用的条件是光，淀粉是光合作用的产物。
故选择B选项。
8．（2014天津）请根据“绿叶在光下制造有机物”的部分实验步骤示意图（如图）回答问题。
（1）把天竺葵放到黑暗处一昼夜后，如图①处理，经过几小时，去掉叶片上遮光纸片。图②中，把叶
片放入盛有________的小烧杯中隔水加热，脱去叶片中的叶绿素。
（2）如图③所示，向漂洗后的叶片滴加碘液，稍候片刻用清水冲洗，观察到叶片见光部分变成______色，说明叶片的见光部分产生了有机物——________。
（3）对照叶片遮光部分和见光部分的实验现象，说明_______是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
【答案】（1）酒精
（2）蓝淀粉
