老师:同学们好,我是来自成都七中英才学校的生物学老师张雅舒。今天我们学习的内容是光合作用的第一课时,上课之前,我想考考同学们,世界上体积最大的数是什么?答案就是他,北美巨山。可能从照片上,同学们不足以感受到它的巨大,我们不妨来找一个参照物。左下方发现了什么?哇,一个人。那这样一对比,北美巨沙就显得特别巨大了。如此巨大的北美巨沙,它是由什么生长发育而来的?答案就是种子。我们一起来见证一下它的种子。
老师:咦,这个不如硬币大小的种子生长到巨大的北美巨沙,那使它珍重的物质主要来自于什么呢?打开你的脑洞,说出你的想法。有的同学可能会说,来自于土壤,抑或是水、无机盐、空气等等?其实这些猜测都和我们今天要学习的内容有关。光合作用的发现是谈到光合作用,我们要追溯到17世纪以前。当时的人们和刚才部分同学的想法是一致的,他们认为是植物珍重的物质来自于土壤,理由是植物都是生长在土壤里的。再加上当时著名的科学家认识吗?对了,亚里士多德他也这样认为,那人们就更加的确信不疑了。
老师:那如果你是当史的科学家,你会做出怎样的判断呢?你又会利用什么方法来加以验证?对了,实验法历史上还真有一位和同学们不谋而合的科学家,他就是海尔蒙特。在17世纪上半夜,他以纽苗作为实验材料,做了如下的实验,他首先对纽苗进行称重,然后每天持续的给纽苗浇水,一浇就是5年。5年后,他再一次对柳苗进行称重,与此同时,他还将土壤干燥以后,进行了前后两次的称重,得到了如上的数据。那如果你是当时的海尔蒙特,你会得出怎样的结论?我们来分析一下。
老师:纽苗的重量增加了74.5千克,而土壤的重量只减少了0.057千克,两者相差甚远,说明柳苗的珍重不是来自于土壤。那来自于什么呢?我听到同学说了,柳苗的重量来自于水。哇,这几乎和海尔蒙特的结论完全一致。那从海尔蒙特的实验中,你学到了什么科学方法?我们一起来分析一下。
老师:前后两次称量是为了设置对照,5年内除了胶水以外,其他条件保持一致,是为了设置单一变量,对土壤干燥后称重以及加桶盖防止灰尘的落入,都是在避免无关因素的干扰。海尔蒙特不仅用到生物学的对照实验法,还利用数学的方法进行统计分析,是在利用多学科的方法解决实际问题。那海尔蒙特的实业有不足之处吗?当然有,比如整个实业只选择一株柳苗作为实验材料,可能出现偶然性,这个实验一做就是5年的时间,实验的时间太长,更重要的是,整个实验过程柳苗都暴露在空气中,忽略了空气对实验的影响。如果你是当时的科学家,你会提出怎样的问题?继续研究植物的生长发育与空气有关吗?为了搞清楚这个问题,科学家普尼斯特尼在1771年的时候做了如下的实验,如果你是当时的普利斯特例,根据这个实验写下,你会得出怎样的结论?植物能净化空气,同学们是不是再一次和科学家不谋而合了?我们反观普尼斯特尼的实验,你又学到了哪些科学方法?同样有对照,且植物是变量
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