多因子变量探究类实验的题目在高考题和模考题中均有出现且题型多样，一方面，学生对于这类题型一直难以把握，实验原则都很清楚，但是结合图、表、曲线常常答非所问。另一方面，教师对于图、表、曲线的教学，往往就图析图，缺乏实验教学的整体设计，学生无法系统掌握实验过程，只见树木不见森林。而从今年两次适应性考试及高考卷中出现的新题型——表格题蕴含着运用系统思维整体解决问题的思想，积极引导高中生物教学的变革。基于以上背景，教师尝试采用系统思维进行实验教学的整体设计，对教材做出全局研究，用整体视角把握教学内容，从中选取人教版新教材必修一第五章第四节光与光合作用为依据，进行多因子变量探究实验的整体设计。
光合作用在绿色植物的新陈代谢以及整个生态系统的物质循环和能量流动中，具有十分重要的意义，本节是本章的重点内容之一，也是历年高考的热点。教材这一节主要讲述了光合作用的发现过程、叶绿体和光合作用的过程、光合作用的影响因素、重要意义以及植物栽培与光能的合理利用。“探究环境因素对光合作用影响”是人教版高中生物必修一第五章-探究与实践部分的实验，是培养学生科学思维和提高科学探究能力的良好素材。教材中本实验是采取菠菜植株叶圆片，利用真空渗水法进行实验。由于实验仪器的缺乏、植物材料需求量较大等原因，实验的可行性不高。此外，教材实验环境因素单一实验价值降低，而学生设计多因子变量实验又存在一定难度。纵观以往的教学，多以分析实验数据、设计实验方案为主要抓手，少有动手操作的环节。
笔者通过材料创新、改进反应器及实验装置利用18个发生器同时进行多因子变量的实验探究等角度，将教材实验方案改进，实现多因子变量实验的整体设计，效果明显，且操作时间短，有利于在实际教学中操作实施，为教师课堂演示及学生自主探究提供有力支撑。教师运用系统思维让学生整体感知植物代谢的过程；再从两个方面展开教学，以一个反应器为例探究光合作用的基本过程，从产物和场所等方面讲述了光合作用发现过程；在此基础上继续探究环境因素对光合作用影响，教师通过改进实验装置利用18个发生器同时进行多因子变量的实验探究，最终构建环境因素对光合作用速率影响的数学模型。
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