光合作用的原理和應用教學設計.doc

生物必修1 分子與細胞第五章 細胞的能量供應和利用第四節(jié) 能量之源光與光合作用二 光合作用的原理和應用教學設計江西省萍鄉(xiāng)市第二中學 胡萍康二零零九年十月教學設計二 光合作用的原理和應用一、教學設計（一）、教學思想本節(jié)課的設計緊貼課程標準強調的宗旨：培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)；結合探究實驗，使得學生對知識的認識從感性過渡到理性；充分發(fā)揮學生的自主性學習，通過自主學習完成對知識的初步認識和理解，充分體現(xiàn)了學生在課堂中的主體地位；充分發(fā)揮教師的主導作用，通過教師的重點指引和難點突破，幫助學生完成從對知識的初步認識和理解升華到對知識的綜合理解和應用，從而真正轉化為能力和素養(yǎng)。由于本節(jié)課的知識側重在理解水平，所以在課堂練習的選擇上也應側重于知識的應用，在選題上應同時側重知識的發(fā)展和學生的發(fā)展。（二）、學情分析本屆學生在初中接觸到生物學，但本節(jié)課的生物學知識支撐上比較薄弱，不過對于生物學也有一定的了解，加上本屆學生思維較敏捷，對學習生物學有著濃厚的興趣，所以能夠組織學生在學習過程中開展自主探究。本課時強調對于知識的理解和了解，由于我校學生大多是城市孩子，對于農業(yè)生產的田間管理感性認識不足，所以本節(jié)課的知識點應緊密結合學生熟知的社會生活（諸如光照充足的地方植物生長好、室內不適宜栽培開花植物等），從而能夠通過創(chuàng)設學生熟悉的情景來激發(fā)學生學習的積極性和探究問題的主動性。（三）、教材分析光合作用的原理和應用一課，主要介紹了光合作用的探究歷程，光合作用的過程和應用等知識。教材介紹的與光合作用有關的幾個經典實驗，有利于培養(yǎng)學生的科學精神和嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，培養(yǎng)學生掌握生物科學的研究方法。光合作用的過程介紹了光反應和暗反應過程中物質和能量的變化，光合作用原理的應用通過學習光合作用強度，引導學生探究環(huán)境因素對光合作用的影響，使知識得到遷移和應用。 知識結構：（四）、教學目標 1.知識目標。 了解光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，并能簡述出光合作用的原料、產物、條件和反應場所和化能合成作用。 2.能力目標。 學習各位科學家的發(fā)現(xiàn)過程，幫助學生學會運用探究的手段發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，并完成教材的探究活動探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響。 3.情感目標。 （1）通過光合作用發(fā)現(xiàn)過程的學習，使學生認識到科學發(fā)現(xiàn)的艱辛、科學研究方法的重要性，進而說明學習方法的重要性，領悟自然界生命活動的復雜性和有序性。 （2）學生通過體驗科學探究一般過程，了解科學研究的一般方法、養(yǎng)成勇于實踐的科學精神，培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，激發(fā)創(chuàng)新意識和創(chuàng)新精神。（五）、教學方法自主性學習；自主探究和合作探究；評價學習。（六）、課前準備多媒體課件（演示光合作用的探究歷程和光合作用過程），優(yōu)美的風景圖片等。（七）、課時按排 二課時第一課時：光合作用的探究歷程第二課時：光合作用的過程、光合作用原理的應用、化能合成作用（八）、教學流程(略,見附件1和附件2)二、教學反思遵照上述教學設計，我實施了這節(jié)內容的教學活動，時間充沛，學生有思考的空間并取得了成功。主要表現(xiàn)為：課堂氣氛活躍，學生的自主探究和合作探究都很深入，學生之間的互動評價學習得到充分的發(fā)展，學生真正成為了學習的主體，培養(yǎng)和提高了學生的學習能力，但在教學的實施過程中也發(fā)現(xiàn)了存在的問題和一些應該注意的地方，如果能夠做好這些，課堂教學的效果會有進一步的提高。（一）、指導思想明確強調學生的自主學習，充分發(fā)揮學生的主體作用。教師的主要任務就是幫助學生完成從對知識的初步理解深化到綜合理解和應用上，把知識轉化為能力，真正地發(fā)揮主導作用，這樣就保證了課堂是學生的，學習是高效的，發(fā)展是實際的。（二）、教學設計特色體現(xiàn)了新課程理念，充分體現(xiàn)了自主探究和合作探究學習方式，學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，真正改變了學生的學習方式，以探究性學習為主體來獲取知識，強調了學習過程和方法的培養(yǎng)，光合作用的探究歷程通過分組學習和討論交流，引導學生主動參與探究過程、勤于動手和動腦，逐步培養(yǎng)學生收集和處理科學信息的能力、分析和解決問題的能力，以及交流和合作的能力。改變了以往以教師講授為主的教學方式，這是本節(jié)的顯著特色。（三）、課前準備充分使用自主探究和合作探究的教學模式完成基礎學案和板書提升落實知識體系，有利于課堂活動的連續(xù)性和遞進性。例題貼近生活，提高了學生學習的興趣。（四）、教學效果評價光合作用的探究歷程這一部分，讓學生分組分配好任務，每一組負責一個科學家的發(fā)現(xiàn)過程及分析，先自學并查找有關資料，再小組討論歸納，課堂用來展示歸納并解答疑難問題。學生模擬了當時科學家的發(fā)現(xiàn)過程，興趣濃厚，把自己置身于科學家的研究過程中，體會了科學家探索科學的方法，其他同學通過提問方式加深了對實驗的理解和分析，培養(yǎng)了學生的科學精神和科學態(tài)度，提高了學生的興趣，取得了好的教學效果。光合作用的過程這部分相對比較難懂，學生學起來感到困難，先讓學生自學，對這一部分有個大概的了解，再通過完成光反應和暗反應的比較，更進一步理解光反應和暗反應，再通過疑難解答掌握光反應和暗反應的關系，最后通過多媒體教學手段再現(xiàn)光合作用的整個過程，使課堂容量加大，教學進度加快，課堂效率提高，加深了學生的理解和體會。讓微觀的生命過程直觀化，有得于學生對光反應和暗反應的理解，這樣的教學充分體現(xiàn)了以學生主體，學生自主學習為主，教師只是起到組織者和引領者的作用，這樣提高了學生學習興趣，提高了教學效果，又培養(yǎng)了學生多種能力，激發(fā)了學生主動學習的樂趣。最后由學生暢所欲言，說說由光合作用過程聯(lián)想到了什么，學生發(fā)揮聯(lián)想、暢所欲言，培養(yǎng)學生的情感態(tài)度與價值觀及科學的動態(tài)觀，發(fā)揮學生的聯(lián)想能力。學生的學習興趣再次激起，充分培養(yǎng)了學生的語言表達能力。（五）、需改進的地方作為一名多年進行高中生物教學的教師，在高考的指揮棒引導下，還沒有從思想上根本轉變教學觀念，教學中不能完全以學生為主體，教師為主導，忽視了學生的情感體驗，始終擔心教學任務的完成，教師的講解過多。 1、如分組實驗少并只能在課前完成，結果檢測不佳。2.學案與板書重復，精選例題少，只有課外練習來補，占用學生自由學習時間。3.另外本節(jié)分2課時講，總覺得知識體系不完整，不大連續(xù)。因此，這就需要我不斷更新教育理念，轉變教學方法，不斷加強新課程理論學習，力爭把時間給學生多一點，引導學生討論、探究，使課堂充滿生機和活力。附件1:第一課時：過程設計教學內容設計意圖教師指導（主要包括問題的設置和學習任務的布置）學生活動導入新課 提問：葉綠體的結構及功能是什么？ 多媒體展示一組優(yōu)美的風景圖片 同學們了解了葉綠體的結構和功能，植物的每一片綠葉就好像是一個 “綠色工廠”源源不斷地生產者有機物。在自然界中綠色植物隨處可見，你看到過植物正在進行光合作用嗎？沒有。那么，科學家們到底是怎樣發(fā)現(xiàn)光合作用這一生理過程的呢？ 創(chuàng)設問題情境，激發(fā)興探究興趣，導入新課。光合作用的探究歷程(一)光合作用的探究歷程： 多媒體展示下面資料 1、公元前3世紀古希臘學者亞里士多德的結論：植物的物質積累來源于土壤。 2、1648年比利時醫(yī)生Van Helmont的柳樹實驗。將一株2.3重的柳樹苗種在90.8的干土中，只用純凈的雨水澆灌，5年后柳樹的質量增加了80多，而土壤減少了不到100g。Van Helmon的結論是什么? 亞里士多德的結論只是一個經驗的推測，并沒有進行相應的科學實驗。然后科學家又做了相關的實驗。 請學生評價：你同意他們的結論嗎？（A、亞里士多德的觀點缺少科學依據(jù)；B、柳樹實驗則體現(xiàn)了比較科學的研究方法。） 科學的方法體現(xiàn)在那些方面？（對照原則） 你對Van Helmont的實驗結論認同嗎？（不認同） 為什么？從實驗設計的過程看是不是有不嚴密之處？（沒有對實驗中某些因素（無關變量）嚴格控制） 植物生長所需的物質從哪里來的呢？先請生物活動小組一組同學介紹一下他們模擬普利斯特利和英格豪斯所作的實驗過程并展示一下實驗結果。同學可以向他們提問：投影展示實驗結果 蠟燭熄滅時間（分鐘）試驗次數(shù)放天竺葵的玻璃罩不放天竺葵的玻璃罩15.20.526.10.436.50.345.80.4 思考一下實驗組蠟燭熄滅時間的長短與玻璃罩內植株的大小、數(shù)量和光照強度有關嗎？如有關系，有興趣的同學課下可以去實驗室做某一因素的探究實驗。多媒體課件依次演示光合作用的四個經典實驗過程。 1、1771年普利斯特利的實驗： 點燃的蠟燭與綠色植物，密閉， 蠟燭不熄滅。小鼠與綠色植物，密閉，小鼠不易窒息 老師質疑：（大屏幕） （1）、該實驗的結論是什么？ （2）、為什么有人認為植物也能使空氣變渾濁？他們忽略了什么條件？ 2、1779年英格豪斯的實驗：植物更新空氣 老師質疑：（大屏幕） （1）、普利斯特利的實驗為什么在光下才能成功？ （2）、為什么植物只有具有綠葉才能更新空氣？（3）、植物吸收了空氣中的什么氣體？放出的氣體是什么？（4）、在這個過程中光能轉變成了什么能？ 講述：直到1785年人們才明確綠葉在光下放出氧氣，吸收二氧化碳，1845年，梅耶根據(jù)能量轉換和守恒定律指出，在植物進行光合作用時把光能轉換成化學能儲存起來。 過渡：那么光能變成化學能儲存于什么物質呢？吸收的二氧化碳轉變成了什么物質？ 3、1864年薩克斯的實驗 碘 黑暗 一半暴光 深藍綠葉 碘 24小時 一半遮光 無變化 老師質疑：（大屏幕） （1）、為什么要把綠葉放在暗處幾小時？ （2）、該實驗的巧妙之處是什么？（3）、這個實驗是否設置了對照組？哪組是？（4）、實驗中所需控制的單一變量是什么？（5）、實驗中哪些處理用于排除干擾？（6）、這個實驗可以得出什么結論？（7）、如果遮光部位也變藍，可能的結果？過渡：知識的拓寬與延伸光合作用的原料有水和二氧化碳，那么光合作用釋放的氧氣來自水還是二氧化碳？建議：閱讀課本同位素標記法 4、1939年魯賓和卡門用放射性同位素示蹤法證明這一問題 H2O和 C18O2 O2向植物提供 H218O和CO2 18O2 提問：（大屏幕） （1）、用18O分別標記什么物質？ （2）、該實驗的結論是什么？學生相互討論、交流、評價。 學生可以討論。 展示實驗結果 積極思維，回答教師提出的問題。仔細閱讀資料，觀察課件演示。讓各小組把觀察到的經典實驗過程用語言表達出來。學生形成新的質疑，對老師的設疑進行討論探究。學生討論過程中人人參與，生生互動，學生相互啟發(fā)，共同探究，學會學習。 學生分組討論交流，回答老師的提問并思考污濁的空氣指哪種成分？光被植物的哪種結構吸收？該結構含有哪些色素？作用是什么？ 引導學生思考薩克斯的實驗假設是什么？利用薩克斯的裝置還可以探究什么問題？ 學生主動展示學習成果，闡明自己的觀點和見解，交流合作，形成最佳答案，達到對知識的深入理解和拓寬。 各小組成員對老師的質疑進行自評和互評。 培養(yǎng)學生從資料中獲取信息的能力，對實驗的評價能力。培養(yǎng)學生動手能力，感悟成功的喜悅。深化教材資源，引導學生思維，激發(fā)學生探索意識。 設計的目的和策略：通過多媒體課件展示，學生能夠直觀地感受科學家的探究歷程，同時深刻體驗科學家們科學的探究方法和思想，即：發(fā)現(xiàn)問題做出假設實驗驗證分析得出結論的探究思路。通過經典實驗，進一步理解實驗設計中的實驗變量、實驗遵循的原則。教與學的方法：引導學生聯(lián)系初中已有知識，對材料進行分析，表達交流釋疑質疑并學會概括總結分析歸納得出結論。培養(yǎng)學生分析問題和語言表達能力。啟發(fā)學生學會思考,使學生認識生物學的發(fā)展與物理化學密切相關，解相關學科之間的相互促進作用。體會科學技術進步是科學發(fā)展的推動力，培養(yǎng)學生知識遷移能力。培養(yǎng)學生嚴謹?shù)奶骄烤窈涂茖W態(tài)度，提高學生生物學素養(yǎng)。養(yǎng)學生團結協(xié)作勇敢有為，探索創(chuàng)新的精神，共同分享學習成果。通過觀察圖像增加學生的感性認識，有利于學生掌握光合作用的過程，培養(yǎng)學生的觀察能力和將圖像轉化成文字語言的能力。通過層層設疑，學生對知識的理解逐步加深加寬，為學習光合作用的過程奠定了基礎。課堂小結 這節(jié)課我們共同學習光合作用的探究歷程的經典實驗，大家學習后都有什么感悟？請交流。 課下作業(yè)： 1、填寫科學家對光合作用探究歷程實驗表格的內容。（附表1）2、上網(wǎng)收集影響光合作用因素的資料。附件2:第二課時：過程設計教學內容設計意圖教師指導（主要包括問題的設置和學習任務的布置）學生活動光合作用的過程提問：上節(jié)課我們學習科學家對光合作用探究歷程，誰能說出光合作用的原料、產物、場所和條件是什么？能用一個化學反應式表示？（） 反應式表示出光合作用條件、場所、反應物、生成物各是什么，它并不能表達光合作用具體過程，那么光合作用的具體過程怎樣？(二)光合作用的過程 人們常常根據(jù)反應過程是否需要光這個條件，將光合作用全過程分為光反應和暗反應兩個大的階段。 電腦演示類囊體上光反應的動態(tài)變化過程，引導學生觀察，并組織小組討論：1、光反應階段 （1）、光反應的部位在何處？ （2）、光反應的條件是什么？ （3）、色素吸收的光能有哪兩個方面的用途？ （4）、光反應中物質變化和能量變化是怎樣？ 試用反應式寫出物質變化。 （5）、光反應中產生的H和ATP到哪里去了？【發(fā)生部位:葉綠體片層結構薄膜上反應條件:光、水色素分子、酶水的光解和ATP的形成物質變化 a.水的光解: b.ATP形成: 能量轉變: 錯誤！未找到引用源。H和ATP用于暗反應 】 2、暗反應階段 (1)、暗反應的場所在何處？ (2)、暗反應的條件是什么？是否一定不能有光? (3)、CO2發(fā)生了哪些變化？ (4)、暗反應中物質變化和能量變化是怎樣？ 試用反應式寫出物質變化。 【 發(fā)生部位:葉綠體基質中反應條件:，不需要光 CO2被固定和還原物質變化a.CO2固定:；b.C3化合物還原: 。能量轉變: ATP中活躍化學能有機物中穩(wěn)定化學能?！糠磻c暗反應并非是兩個完全獨立的過程而它們之間有聯(lián)系嗎?引導學生列表比較光反應和暗反應的區(qū)別和聯(lián)系。幻燈片展示光反應階段和暗反應階段比較表格比較項目光反應階段暗反應階段 區(qū) 別場所類囊體的薄膜上葉綠體的基質中條件需光、色素和酶有或無光均可、需多種酶物質變化（略）能量轉化光能轉變?yōu)锳TP中活潑的化學能ATP中活潑的化學能轉化為糖類等有機物中穩(wěn)定的化學能聯(lián) 系 1、光反應是暗反應的基礎，光反應為暗反應的進行提供H和ATP 2、暗反應是光反應的繼續(xù)，暗反應為光反應的進行提供合成ATP的原料ADP和Pi 3、兩者相互獨立又同時進行，相互制約又密切聯(lián)系 學生總結光合作用反應式并熟記。學生觀看光合作用過程的多媒體演示，自學課本，獨立思考，強化記憶，并給與評價。 在已有的知識背景下讓學生主動構建新的知識體系，然后回答老師提出的問題。歸納整理出本課的重要知識點，在此過程中全面掌握光合作用的全過程，注重反應式。對照板書適時鞏固，對較難理解的尋求老師幫助。以組為單位展示交流自學成果。學生討論后列出表格。（見附表2）對學生評價，通過回憶舊知識導入新課。引導學生觀察的方法。 通過觀察圖像增加學生的感性認識，有利于學生掌握光合作用的過程，培養(yǎng)學生的觀察能力和將圖像轉化成文字語言的能力。培養(yǎng)了學生歸納和類比的能力。培養(yǎng)學生自主探究的生物學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生動手操作的能力以及團結協(xié)作的精神。光合作用原理應用 掌握了光合作用的過程，在生產實踐中有什么應用呢？(三)光合作用原理的應用 請學生匯報上節(jié)課布置的“調查和收集提高農作物光合作用強度的具體措施”。 展示調查和收集的材料。包括適當提高光照強度，適當提高CO2的濃度，適當提高溫度等。老師提出問題，聯(lián)系光合作用強度的概念，啟發(fā)學生思考：為什么控制光照強弱、溫度的高低和二氧化碳的濃度能影響光合作用的強度？并組織學生一起將文字信息轉化為數(shù)學曲線。1、光照強度與光合作用的關系 2、CO2的濃度與光合作用的關系3、溫度對光合作用的影響選擇其中的一種因素，通過實驗來探究它對光合作用的影響。（1）分析教材上的實驗原理。 （2）分析教材上的參考案例。 （3）分發(fā)給學生探究實驗的記錄表（見附表3）引導學生進行科學探究。 （4）探究過程中遇到問題時，給予必要的指導。探究光照強弱對光合作用強度的影響。 展示調查和收集的材料 師生共同參與學生分組進行探究實驗，并填寫探究實驗記錄表，最后進行表達交流。以組為單位將探究的成果上交老師，適時評價并反饋。并學生依據(jù)教材回答。 提出問題，激發(fā)學生的學習興趣培養(yǎng)學生收集資料和整理資料的能力。學會解讀數(shù)學曲線的方法理解其生物學含義。培養(yǎng)學生理論聯(lián)系實際的科學素養(yǎng)，更好的認識光合作用原理在農業(yè)生產中的應用。使