密闭环境下基于生物传感器的绿色植物光合作用探究实验

摘要

绿色植物的“光合作用”是生物学中的重要概念[1],课堂上学生 已经学习了光合作用的探究历程,对光合作用的过程有了一定的了 解。密闭环境下绿色植物如何进行光合作用的探究只是在普利斯特 利的钟罩实验中作为定性实验呈现,而2009 年、2017 年高考全国 卷对密闭环境中绿色植物的生理过程分析成为学生的难点。原因是 学生对密闭环境情景接触较少,而且学生在该情景的分析中,很容 易忽略绿色植物同时还会进行呼吸作用的问题,对于密闭环境中二 氧化碳及氧气气体的动态变化也把握不清。本实验以该情景作为切 入点,可以让学生正确理解绿色植物在密闭环境中的生命现象和生 命活动规律,既符合生物科学的学科特点又解决了学生的实际问题。 新课程理念的改变,要求对生物实验方法及实验仪器装备进行改革 创新,生物传感器为这种改变提供了一种非常有效的技术手段[2]。传 感器是一类应用越来越广泛的实验设备[3]。在本实验中,运用氧气传 感器作为衡量绿色植物在密闭环境下的氧气浓度变化,大大简化了 对因变量测量的方法,达到通过对实验器材的改进来优化实验方案 的目的。而在获得直观的数据反馈同时,学生完成了从初中的定性 实验到高中定量实验的转变,从而将密闭环境下绿色植物的光合作 用过程内化为生物认知。