《光合作用的探究歷程》教學(xué)設(shè)計(jì)

1、 光合作用的探究歷程教學(xué)設(shè)計(jì)鹽城市明達(dá)中學(xué) 朱春琴 224002教材分析本節(jié)課為高中必修1分子與細(xì)胞（人教版）第5章 第4節(jié)能量之源光與光合作用中的內(nèi)容。第4節(jié)包括“捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)”、“光合作用的原理和應(yīng)用”兩大部分，其中“光合作用的探究歷程”這部分內(nèi)容往往被許多老師在上課時一帶而過，并未加以重視。事實(shí)上，光合作用探究過程中的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，從一定程度上反映了科學(xué)探究的一般方法，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)研究方法的好素材，為后面眾多的實(shí)驗(yàn)打下一個良好的感知基礎(chǔ)，也為講述光合作用的原理、過程做好知識鋪墊。因此，“光合作用的探究歷程”這部分內(nèi)容相當(dāng)重要，不容忽視。教學(xué)目標(biāo)知識性目標(biāo)：1說出

2、光合作用的探究歷程。2初步掌握科學(xué)探究的一般方法。技能性目標(biāo)：嘗試分析實(shí)驗(yàn)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。情感性目標(biāo)：1關(guān)注科學(xué)工作的方法和過程，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度及創(chuàng)新、合作的科學(xué)精神。2體驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱難和科學(xué)家們的智慧力量，確立進(jìn)行科學(xué)研究的欲望和信心。教學(xué)重點(diǎn)1光合作用的探究歷程。2科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)的基本方法。教學(xué)難點(diǎn)真正領(lǐng)悟探究實(shí)驗(yàn)的科學(xué)原理和方法，并很好地運(yùn)用到設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)中。教學(xué)方法探究與發(fā)現(xiàn)式教學(xué)；小組合作學(xué)習(xí)教學(xué)媒體實(shí)物投影、多媒體課件教學(xué)設(shè)計(jì)思路本節(jié)課以“光合作用的探究歷程”為主線，遵循科學(xué)家的探索思路，通過對幾個經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的討論分析，采取“提出問題探究解決問題”的教學(xué)方法，層層遞進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣，讓學(xué)生對

3、科學(xué)探究有一個比較完整的認(rèn)識，從中領(lǐng)悟科學(xué)探究的原則和一般方法。在教學(xué)中，采用多元化的教學(xué)方式：利用視頻動畫、錄像等教學(xué)手段，讓學(xué)生對實(shí)驗(yàn)過程有直觀感性的認(rèn)識；通過學(xué)生課前設(shè)計(jì)表格、角色扮演、代表介紹等手段，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動積極性；把學(xué)生分為若干小組活動，使學(xué)生在較短的時間內(nèi)確定實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神；通過師生共同總結(jié)并同步板書，讓學(xué)生更深入地理解光合作用的概念和總反應(yīng)式中的各個部分；通過課堂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，及時加深鞏固本節(jié)課所學(xué)習(xí)、涉及到的實(shí)驗(yàn)原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神。在探究問題的過程中，使學(xué)生感受到知識產(chǎn)生與發(fā)展是受當(dāng)時科學(xué)發(fā)展水平限制的，并通過一些具體的數(shù)據(jù)：500多次

4、、300多年，讓學(xué)生體會到科學(xué)上的每一項(xiàng)發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的背后都凝聚著無數(shù)探索者的辛勤勞動，更好地理解為什么說生物學(xué)的發(fā)展史就是一部眾多生物學(xué)家不計(jì)個人名利為科學(xué)事業(yè)奉獻(xiàn)畢生精力的奮斗史，對學(xué)生進(jìn)行情感教育，這也是本節(jié)課的重中之重。2 / 9教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動創(chuàng)設(shè)情景，引入新課視頻播放一小段有關(guān)原始地球的錄像，然后就人類生存而言，讓學(xué)生比較原始地球和現(xiàn)在地球氣體成分中最大的不同是什么？氧氣的產(chǎn)生與什么生理過程有關(guān)呢？那么，什么是光合作用呢？（課件同步顯示）光合作用是怎樣被人們發(fā)現(xiàn)的呢？今天，我們就一起回到歷史長河中去，共同解開光合作用之謎。觀看錄像討論回答：氧氣討論回答：光合作用回憶光

5、合作用概念，歸納進(jìn)行光合作用的原料、產(chǎn)物、條件及場所。 思考新課教學(xué)光合作用的探究歷程11642年 比利時 海爾蒙特實(shí)驗(yàn)21771年 英國 普利斯特利實(shí)驗(yàn)31779年 荷蘭 英格豪斯視頻展示：植物生長的一生疑問：植物為什么長大？所需營養(yǎng)物質(zhì)來自哪里？課件展示背景資料（亞里士多德觀點(diǎn)）觀點(diǎn)是否正確？怎樣證實(shí)？（課前已發(fā)給學(xué)生相關(guān)英文資料閱讀，并要求將數(shù)據(jù)整理成表格）投影12名學(xué)生設(shè)計(jì)的表格實(shí)驗(yàn)前實(shí)驗(yàn)后重量變化柳苗土壤此實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論呢？通過實(shí)驗(yàn)，海爾蒙特推翻了亞里士多德的錯誤觀點(diǎn)，那他的實(shí)驗(yàn)結(jié)論完全正確嗎？從植物生活環(huán)境的角度分析，還應(yīng)考慮什么因素？引導(dǎo)提出問題：空氣對植物的生長有影響嗎？F

6、lash動畫演示實(shí)驗(yàn)過程，引導(dǎo)思考：1.幾組實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？2.有無植物的兩組實(shí)驗(yàn)裝置起什么作用？3.該實(shí)驗(yàn)裝置中玻璃罩有什么作用？（引導(dǎo)分析，并指出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的基本原則：對照、單一變量等）普利斯特利的實(shí)驗(yàn)看似簡單，但后人做得實(shí)驗(yàn)很多不能成功，這是為什么呢？引導(dǎo)提出問題。觀看視頻思考討論閱讀、質(zhì)疑思考回答分析評價小組討論總結(jié)：水分是植物建造自身的原料。質(zhì)疑討論發(fā)言：光、空氣等。思考并作出假設(shè)：有影響。觀看動畫小組分析討論，得出結(jié)論：植物可以更新空氣。思考，提出問題：植物在什么情況下可以更新空氣呢？鼓掌歡迎41845年 德國 博耶51864年 德國 薩克斯實(shí)驗(yàn)課堂小結(jié)鋪墊：簡介荷蘭科學(xué)家英格豪

7、斯告訴大家一個好消息，我們有幸地“請到了”荷蘭科學(xué)家英格豪斯，請他針對這個問題給大家作報告。傾聽，幫助交換意見旁白：直到1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確這一結(jié)果?？梢娚锟茖W(xué)的發(fā)展需要建立在其他學(xué)科的基礎(chǔ)上。在這一過程中，光能哪去了？鋪墊：簡介德國科學(xué)家博耶我們有幸“請到了”德國科學(xué)家博耶，下面請他談?wù)効捶ā＿^渡：光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存于什么物質(zhì)中呢？問題：植物光合作用除了釋放氧氣，還產(chǎn)生什么物質(zhì)呢？播放視頻錄像引導(dǎo)思考：1暗處理這一步是否可以省略？為什么？2本實(shí)驗(yàn)是否存在對照組？若有，請指出單一變量。3這個實(shí)驗(yàn)可得出什么結(jié)論？（強(qiáng)化科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法、原則）補(bǔ)充：除淀粉外

8、，還可產(chǎn)生其他有機(jī)物，表示為（CH2O）。條件結(jié)合課件引導(dǎo)歸納每個實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并同步板書：場所光能葉綠體原料產(chǎn)物H2O +CO2 （CH20）+O2“英格豪斯”扮演者用課件演示并指出普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽光照射下才能成功，植物體只有綠葉才能更新空氣。進(jìn)一步提出問題：由于當(dāng)時化學(xué)發(fā)展水平的限制，不清楚植物吸收、釋放氣體的成分，同學(xué)們根據(jù)現(xiàn)有的知識，知道是什么嗎？其他學(xué)生回答：吸收CO2，放出O2。鼓掌歡迎“博耶”扮演者用課件顯示能量轉(zhuǎn)換和守恒定律，指出植物在進(jìn)行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來。思考課外小組代表結(jié)合錄像介紹實(shí)驗(yàn)過程及現(xiàn)象。小組討論回答，得出結(jié)論：光合作用的產(chǎn)物除了氧氣，還有

9、淀粉。歸納，參與小結(jié)61939年 美國 魯賓、卡門實(shí)驗(yàn)720世紀(jì)40年代 美國 卡爾文實(shí)驗(yàn)總結(jié)進(jìn)一步強(qiáng)化光合作用的概念及其要點(diǎn)。結(jié)合板書，引導(dǎo)提出問題。問題：應(yīng)標(biāo)記哪一元素？怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？點(diǎn)評學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，肯定他們的優(yōu)點(diǎn)，指出存在的不足。課件簡要展示實(shí)驗(yàn)過程，并引導(dǎo)得出結(jié)論。 問題：光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的呢？簡述卡爾文循環(huán)今天我們只是簡單了解光合作用的生理過程，具體是如何進(jìn)行的呢？我們將在后面繼續(xù)學(xué)習(xí)。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們可以看到幾代科學(xué)家歷經(jīng)三百多年才對光合作用這一生理過程有了較清楚的認(rèn)識，可見科學(xué)發(fā)展的道路是很艱難的，不僅包含了科學(xué)家們的艱辛和智慧，還與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展密

10、切相關(guān)。光合作用是個非常復(fù)雜的過程，仍有許多未知領(lǐng)域，對光合作用更深層次的探索，目前仍在進(jìn)行，希望在以后的研究成果中能看到同學(xué)們的名字。提出問題：光合作用釋放的氧氣，到底來自于H2O還是CO2？閱讀課本第102頁相關(guān)內(nèi)容，了解同位素標(biāo)記法。小組討論設(shè)計(jì)思路，展示他們的小組實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案。經(jīng)過全體同學(xué)的質(zhì)疑和探討，完善實(shí)驗(yàn)方案。討論得出結(jié)論：光合作用釋放的氧氣來自水。閱讀課本第102頁相關(guān)內(nèi)容 感悟科學(xué)道路的艱辛課堂探究提供材料引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：證明CO2是綠色植物光合作用的原料。師生分析、評價小組合作討論設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課后作業(yè)完成第103頁思考與討論，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：證明氧氣是光合作用的產(chǎn)物。教學(xué)反思新課程主張教學(xué)過程的重心由知識傳授轉(zhuǎn)向?qū)W生發(fā)展，教師的職責(zé)是越來越少地傳授知識，而越來越多地激勵學(xué)生思考。因此本節(jié)課在設(shè)計(jì)上就是真正以學(xué)生為本，以學(xué)生的表演代替老師的“講”，以