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1、《光合作用的探索歷程》教學(xué)設(shè)計(jì)
撫寧一中楊濱
[教材分析]
本節(jié)課為高中必修1《分子與細(xì)胞》（新人教版）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(shí)一帶而過(guò)，并未加以重視。事實(shí)上，光合作用探究過(guò)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(gè)良好的感知基礎(chǔ)，也為講述光合作用的原理、過(guò)程做好知識(shí)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(shí)
2、性目標(biāo)：
1．說(shuō)出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(guò)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
3、學(xué)家的探索思路，通過(guò)對(duì)幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的討論分析，采取“提出問(wèn)題—探究—解決問(wèn)題”的教學(xué)方法，層層遞進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣，讓學(xué)生對(duì)科學(xué)探究有一個(gè)比較完整的認(rèn)識(shí)，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(dòng)畫(huà)、錄像等教學(xué)手段，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程有直觀感性的認(rèn)識(shí)；充分調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)主動(dòng)積極性；把學(xué)生分為若干小組活動(dòng)，使學(xué)生在較短的時(shí)間內(nèi)確定實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)團(tuán)隊(duì)合作精神；通過(guò)師生共同總結(jié)并同步板書(shū)，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(gè)部分；通過(guò)課堂實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，及時(shí)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(wèn)題的過(guò)程中，使學(xué)生感
4、受到知識(shí)產(chǎn)生與發(fā)展是受當(dāng)時(shí)科學(xué)發(fā)展水平限制的，并通過(guò)一些具體的數(shù)據(jù)：500多次、300多年，讓學(xué)生體會(huì)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(wú)數(shù)探索者的辛勤勞動(dòng)，更好地理解為什么說(shuō)生物學(xué)的發(fā)展史就是一部眾多生物學(xué)家不計(jì)個(gè)人名利為科學(xué)事業(yè)奉獻(xiàn)畢生精力的奮斗史，對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感教育，這也是本節(jié)課的重中之重。
[教學(xué)過(guò)程]
教學(xué)內(nèi)容
教師活動(dòng)
學(xué)生活動(dòng)
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(lèi)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(guò)程有關(guān)呢？
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(zhǎng)河中去，
5、共同解開(kāi)光合作用之謎。
觀看錄像
討論回答：氧氣
討論回答：光合作用
新課教學(xué)
光合作用的探究歷程
1．1642年比利時(shí)海爾蒙特實(shí)驗(yàn)
2．1771年英國(guó)普利斯特利實(shí)驗(yàn)
3．1779年荷蘭英格豪斯
4．1845年德國(guó)梅耶
5．1864年德國(guó)薩克斯實(shí)驗(yàn)
課堂小結(jié)
6.1880年恩格爾曼實(shí)驗(yàn)
7．1939年美國(guó)魯賓、卡門(mén)實(shí)驗(yàn)
總結(jié)
圖片展示：植物生長(zhǎng)的一生
疑問(wèn)：植物為什么長(zhǎng)大？所需營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)自哪里？
課件展示背景資料（亞里士多德觀點(diǎn)：小小種子之所以長(zhǎng)成參天大樹(shù)，完全依賴于土壤）
觀點(diǎn)是否正確？怎樣證實(shí)？
通過(guò)實(shí)驗(yàn)，海爾蒙特推翻了亞里士多德的錯(cuò)誤觀點(diǎn)，設(shè)計(jì)的
6、表格
實(shí)驗(yàn)前
實(shí)驗(yàn)后
重量變化
柳苗
90.800kg
90.743kg
-0.057kg
土壤
2.25kg
76.70kg
+74.75kg
此實(shí)驗(yàn)?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論呢？
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(wèn)題：空氣對(duì)植物的生長(zhǎng)有影響嗎？
演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，引導(dǎo)思考：
1.幾組實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象是什么？
2.有無(wú)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(duì)照、單一變量等）
普利斯特利的實(shí)驗(yàn)看似簡(jiǎn)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(wèn)題
7、。
鋪墊：簡(jiǎn)介荷蘭科學(xué)家英格豪斯
荷蘭科學(xué)家英格豪斯做了500多次實(shí)驗(yàn)，對(duì)這個(gè)問(wèn)題給大家解開(kāi)其中之謎。
傾聽(tīng)，幫助交換意見(jiàn)
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。可見(jiàn)生物科學(xué)的發(fā)展需要建立在其他學(xué)科的基礎(chǔ)上。
在這一過(guò)程中，光能哪去了？
鋪墊：簡(jiǎn)介德國(guó)科學(xué)家梅耶
德國(guó)科學(xué)家梅耶提出了光合作用也應(yīng)遵循能量守恒定律，那么，植物吸收的光能又到哪里去了？
過(guò)渡：光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存于什么物質(zhì)中呢？
問(wèn)題：植物光合作用除了釋放氧氣，還產(chǎn)生什么物質(zhì)呢？
展示課件：薩克斯實(shí)驗(yàn)
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(duì)照組？若有，
8、請(qǐng)指出單一變量。
3．這個(gè)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，還可產(chǎn)生其他有機(jī)物，表示為（CH2O）。
展示課件：恩格爾曼實(shí)驗(yàn)
引導(dǎo)思考：
1、把裝片放在沒(méi)有空氣的黑暗環(huán)境中的原因？
排除空氣中氧氣和光的干擾
2、為什么先用極細(xì)光束照射水綿？
形成自身對(duì)照，準(zhǔn)確判斷氧氣產(chǎn)生的部位
3、好氧細(xì)菌集中于葉綠體周?chē)f(shuō)明什么問(wèn)題？
氧氣是從葉綠體中釋放出來(lái)的
4、為什么又將水綿放在均勻光照下？
說(shuō)明實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全是由光照引起，氧氣是由葉綠體產(chǎn)生的
5、實(shí)驗(yàn)得到什么結(jié)論？
證明葉綠體是光合作用的場(chǎng)所
驗(yàn)證了光合作用有氧氣的產(chǎn)生
9、結(jié)合課件引導(dǎo)歸納每個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并同步板書(shū)：
進(jìn)一步強(qiáng)化光合作用的概念及其要點(diǎn)
結(jié)合板書(shū)，引導(dǎo)提出問(wèn)題。
展示課件：魯賓、卡門(mén)實(shí)驗(yàn)
引導(dǎo)思考：
問(wèn)題：應(yīng)標(biāo)記哪一元素？怎樣設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)？
點(diǎn)評(píng)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(jiǎn)要展示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并引導(dǎo)得出結(jié)論。
今天我們只是簡(jiǎn)單了解光合作用的生理過(guò)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(guò)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(duì)光合作用這一生理過(guò)程有了較清楚的認(rèn)識(shí)，可見(jiàn)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)展密切相關(guān)。光合作用是個(gè)非常復(fù)雜的過(guò)程，仍有許多
10、未知領(lǐng)域，對(duì)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。
觀看圖片
思考討論
閱讀、質(zhì)疑、思考回答
分析評(píng)價(jià)
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
小組分析討論，得出結(jié)論：植物可以更新空氣。
思考，提出問(wèn)題：植物在什么情況下可以更新空氣呢？
課件演示并指出普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)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(wèn)題：由于當(dāng)時(shí)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(shí)，知道是什么嗎？
其他學(xué)生回答：吸收CO2，放
11、出O2。
“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(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)。
思考
課外小組代表結(jié)合錄像介紹實(shí)驗(yàn)過(guò)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，還有淀粉。
歸納，參與小結(jié)
提出問(wèn)題：光合作用的場(chǎng)所在哪里？
提出問(wèn)題：光合作用釋放的氧氣，到底來(lái)自于H2O還是CO2？
閱讀課本第102頁(yè)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(guò)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(lái)自水。
閱讀課本第102頁(yè)相關(guān)內(nèi)容
感悟科學(xué)道路的艱辛
[板書(shū)設(shè)計(jì)]
光合作用
12、的探究過(guò)程
一、經(jīng)典實(shí)驗(yàn)
1、海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)
2、普利斯特利的實(shí)驗(yàn)
3、英格豪斯的實(shí)驗(yàn)
4、梅耶的實(shí)驗(yàn)
5、薩克斯的實(shí)驗(yàn)
6、恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)
7、魯賓和卡門(mén)的實(shí)驗(yàn)
二、光合作用總反應(yīng)方程式
[教學(xué)反思]
新課程主張教學(xué)過(guò)程的重心由知識(shí)傳授轉(zhuǎn)向?qū)W生發(fā)展，教師的職責(zé)是越來(lái)越少地傳授知識(shí)，而越來(lái)越多地激勵(lì)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”，以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和討論代替教師的“灌”，讓學(xué)生學(xué)會(huì)自主學(xué)習(xí)，學(xué)會(huì)合作學(xué)習(xí)，真正成為學(xué)習(xí)的主體，教師只是一位交換意見(jiàn)的“參加者”，一位幫助發(fā)現(xiàn)矛盾論點(diǎn)而不是拿出現(xiàn)成真理的“顧問(wèn)”。因而這節(jié)課師生平等和諧，學(xué)生反應(yīng)活躍，在知識(shí)、技能和情感等領(lǐng)域上得到較好的發(fā)展，創(chuàng)造性思維得以體現(xiàn)，對(duì)自己得出的知識(shí)印象深刻，教學(xué)反應(yīng)效果很好。
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《光合作用的探究歷程》教學(xué)設(shè)計(jì)參考
