谈“光合作用与细胞呼吸”中因果关系语句的表达

全国庆

摘要结合近几年全国卷（I卷）的考查情况，以“探索光合作用与呼吸作用”为具体实例，开展问题驱动学习，引导学生精准表达。通过这种教学策略，不仅能提高学生的语言表达能力，而且也能提高学生的学科核心素养。

关键词 核心素养 因果关系 语句表达 教学策略 问题驱动

中图分类号C633. 91

文献标志码B

生物学是自然科学中的一门基础学科，是研究生命现象和生命活动规律的科学。本课程是以提高学生生物学学科核心素养为宗旨的学科课程，是树立社会主义核心价值观、落实立德树人根本任务的重要载体。着眼于学生适应未来社会发展和个人生活的需要，在《普通高中生物学课程标准（2017年版）》中，明确提出“从生命观念、科学思维、科学探究和社会责任”等方面发展学生的学科核心素养，充分体现本课程的学科特点和育人价值，是本课程的设计宗旨和实施中的基本要求。

1 “因果关系语句”是考查学科核心素养的重要载体

“核心素养”现今己成为生物教学的出发点与落脚点，成为历年高考考查的重要方向。而试题考查的重要形式就是“因果关系语句”表达，此类题目表面上考查考生的表达能力，其实质是对生命现象内在本质的深度考查，对思维逻辑性、科学性及全面性的考查。这种考查有利于区分学生的综合能力水平，改善目前学生语言表达与文字书写能力整体薄弱的状况，同时体现了国家提倡基于核心素养下的教学和人才梯度选拔方式。

通过对近五年高考生物全国卷分析可知，对因果关系语言表达所占分值比例大，重视对专业语言的应用，对语言表达能力要求高。高考生物试题对语言表达能力的考查就是对核心素养考查的一种重要形式，通过考查学生的语言表达能力来增强学生对结构与功能观、进化与适应观、稳态与平衡观、物质与能量观等生命观念的理解和用科学的思维去解决生活实际问题的能力。这种考查导向在无形中要求教师必须以提高学生所具备的核心素养为中心进行教学，培养学生用生命观念认识生命世界，辨别科学与伪科学;培养学生养成科学思维的习惯，激发探究生命科学的热情;增强健康生活、关爱生命意识和保护环境等社会责任感，从而落实党的教育方针，体现立德树人的国家意志。

2 开展问题驱动学习，引导学生精准表达

2.1 以问题驱动组织教学，引导学生理解因果关系

教师设置多种任务，对细胞呼吸和光合作用原理、影响因素和呼吸速率与光合速率测定的分析和设问，引导学生深刻理解相关知识之间的内在联系和因果关系，促进学生形成完整统一的结构和功能观、物质和能量观的生命观念、严谨且缜密的科学思维等学科核心素养，激发学习生物学科的兴趣。

2.1.1任务1：细胞呼吸和光合作用原理

教师为了引导学生构建有氧呼吸过程简图（图1），提供驱动问题：

①有氧呼吸过程中的物质和能量变化是怎样的？②为植物提供H2 18O，最先在什么物质中发现18O，为什么？③将酵母菌裂解并离心，将上清液置（细胞质基质）于甲试管，沉淀物（细胞器）置于乙试管，完整酵母菌置于丙试管，并滴加等量等浓度的葡萄糖溶液于3只试管，则能生成CO2和H2O的是哪只试管？为什么？

教师为了引导学生构建光合作用过程简图（图2），提供驱动问题：

①光合作用过程中的物质和能量變化是怎样的？②光合作用光反应与暗反应有什么联系？为什么说光反应与暗反应是一个整体？③当光照强度和CO2浓度发生改变，短时间内C3、C5、ATP和[H]等的含量是如何变化的？为什么？

2.1.2任务2：影响细胞呼吸和光合作用的环境因素

教师展示O2浓度对细胞呼吸速率的影响曲线（图3），以问题驱动学生思考：①随着O2浓度的增加，无氧呼吸释放的CO2是如何变化的？有氧呼吸中释放的CO2变化是什么？②为什么CO2的释放总量先减少后增加？③粮食和蔬菜在保存时对O2有怎样的要求？

教师展示光照强度对光合速率的影响曲线（图4），以问题驱动学生思考：①光照强度对光合速率的影响规律是什么？②什么是光补偿点、光饱和点？③“三率”之间有怎样的关系？其对植物体的生长有怎样的影响？④CO2浓度和温度对光合速率又有怎样的影响？

教师展示叶肉细胞气体代谢图（图5），以问题驱动学生思考：①在黑暗条件下，存在的过程有哪些？为什么？②若该叶肉细胞的呼吸作用大于光合作用，则存在哪些过程？③若该叶肉细胞的呼吸作用小于光合作用，则存在哪些过程？④若植物体所有叶肉细胞均满足呼吸作用等于光合作用，则整个植物体呼吸作用与光合作用有什么关系？为什么？⑤简述细胞呼吸和光合作用之间的联系。

2.1.3 任务3：“装置法”测定呼吸速率和光合速率

为了促进学生对探究实验的思考，教师利用测定植物呼吸速率和光合速率的装置示意图，引导学生思考：

①利用上述装置如何测定植物的呼吸速率和光合速率？②所得数据如何处理？③如何设置对照以减小实验误差？

2.2 以因果关系为思维轴线，引导学生精准表达

【例1】（2017.全国卷I.29）植物的CO2补偿点是指由于CO2的限制，光合速率与呼吸速率相等时环境中的CO2浓度，己知甲种植物的CO2补偿点大于乙种植物的。回答下列问题：

（1）将正常生长的甲、乙两种植物放置在同一密闭小室中，适宜条件下照光培养。培养后发现两种植物的光合速率都降低，原因是，甲种植物净光合速率为0时，乙种植物净光合速率____（填“大于0”“等于0”或“小于0”）。

（2）若将甲种植物密闭在无O2、但其他条件适宜的小室中，照光培养一段时间后，发现植物的有氧呼吸增加，原因是________。

解析：本题的考点定位为影响光合作用和有氧呼吸的因素，考查CO2浓度对不同植物的光合作用影响和氧气对有氧呼吸的影响。第（1）题第一空，从题干的信息可知，适宜条件下进行照光培养，甲、乙植物都进行光合作用，且由于两植物的光合速率大于呼吸速率，使得密闭小室内的CO2浓度下降，造成两植物光合速率都下降。这一空只有找准“照光一甲乙进行光合作用+光合速率大于呼吸速率一密闭小室CO2浓度降低一甲乙光合速率降低”这条因果轴线才能精准作答。第（2）题，甲植物在光下进行光合作用释放的O2使密闭小室中O2增加，而有机物分解产生的还原型辅酶I （NADH）与O2结合生成水，是发生在有氧呼吸过程中的一个重要过程，因此当O2含量增加时，有氧呼吸强度会增加。这一题需要找准“甲植物光合作用产生O2一密闭小室中O2浓度增加+O2和NADH结合是有氧呼吸第三阶段一有氧呼吸增加”这层因果关系才能精准作答。

问题是思考的开始，表达是对问题进行深度思考、加工、整理的结果。教师利用问题驱动，引导学生准确表达因果关系语句，不仅能提高学生的语言表达能力，还能激发学生对生命现象、生命活动规律的深度思考，进而提升学生的生命观念、科学思维等生物学学科核心素养。

参考文献：

[1]于瑞维，张永康.浅谈问题驱动型教学设计在生物教学中的应用[J].课程教育研究，2019，（41）：168-169.

[2]张新红.关于原因分析类试题的思考[J].生物学教学，2019， 44（4）：51-53.

[3]吴新健.近三年高考新课标卷生物代谢部分试题分析及应考策略[J].中学生物学，2018，34（6）：58-60.