定向激趣啟發(fā)思維的互動式教學模式

1、定向激趣、啟發(fā)思維的互動式教學模式光合作用教學案例生物組 魏 娟一、教材內容分析光合作用發(fā)現(xiàn)過程的一系列實驗，在生物學發(fā)展史上堪稱經典。大膽的推測、巧妙的實驗設計和嚴密的邏輯推理，無不閃耀著科學家的智慧之光，并且貫穿于其中的科學思維與研究方法，可啟發(fā)學生進行探究式學習。在以往的教材中，光合作用的發(fā)現(xiàn)史一般放在閱讀材料部分。教師在課堂教學中至多附帶一點簡單介紹，甚至略去。然而，隨著此次新課改的實施，這段內容的教學功能受到了越來越多的重視。本課通過讓學生模擬科學家的思維方式，重視生物學經典實驗，掌握光合作用的過程及本質。二、教學目標1.知識目標：（1）通過研究經典實驗大致認識人類探索光合作用的歷程

2、；了解經典實驗的方法和結論。（2）概述光合作用的光反應和暗反應的基本過程和相互關系。2.能力目標：（1）體驗前人設計實驗的技能和思維方式；經歷科學探究的一般過程；（2）讓學生初步學會提取、分離葉綠體中色素的方法和技能；（3）通過引導學生分析光反應和暗反應的過程，概括物質和能量轉化的本質，培養(yǎng)學生分析概括的能力。3.情感、態(tài)度和價值觀目標：學習光合作用的過程中，滲透物質與能量，光反應與暗反應間的辨證關系，樹立辨證觀點。三、教學重點和難點教學重點：光合作用的過程教學難點：光合作用中的物質和能量變化四、學情分析1.光合作用過程是本課題的核心內容學生只有認識了光合作用的光反應和暗反應的過程，才能理解從

3、光能、atp分子中活躍的化學能到糖類等有機物分子中的穩(wěn)定的化學能這一能量轉移過程，掌握光合作用的能量和物質變化的本質，使學生對光合作用的認識水平，在初中的基礎上前進一步。2.學生只有知道光合過程的各個環(huán)節(jié)，才能理解內外因素對光合作用的影響，才能進一步研究如何提高光合效率的途徑，提高農業(yè)產量的技術。因此，學習光合作用的過程，是深入聯(lián)系生產實際的理論基礎。3.從生物界看，光合作用是最基本的物質代謝和能量代謝。光合作用制造的有機物，不僅供綠色植物本身利用，也是地球上絕大多數(shù)生物體中有機物的來源，是生態(tài)系統(tǒng)中的生產者。這些，是學生學習呼吸作用、生態(tài)系統(tǒng)等內容的基礎。五、課前準備1.資料準備：利用初中教

4、材和高中教材等參考資料，通過因特網搜集一些關于光合作用的發(fā)現(xiàn)（經典實驗）解讀材料，經編輯后印發(fā)給學生，并要求學生結合教材進行預習。色素的提取和分離實驗結果（菠菜色素提取濾紙條）2.媒體準備：本課使用的媒體主要為電腦，即需要制作好課件。六、教學理念和方法1.教學理念互動教學模式認為，有意義的學習是在與他人的互動中產生的，學生原有的知識結構是影響他們新的學習的重要因素。教師的重要任務是給學生提供一個適宜的環(huán)境（即創(chuàng)設情景），由學生自己來發(fā)現(xiàn)和體驗，并通過檢驗，將他們與他人相沖突的思想進行對比（也就是互動教學）的過程來構建起自己的知識體系，在構造新的認識中最終做出自己的判斷?；咏虒W模式一般包括5個

5、環(huán)節(jié)：“定向激趣”、“啟發(fā)思維”、“調整思維”、“形成思維”和“應用思維”。2.教學方法：講授法、演示法、討論法七、教學過程（一）定向激趣，引入課題 第一步：教師用多媒體播放一段短片（動物要以食物來維持生命；一棵小樹長成參天大樹其質量增加幾百至幾千倍）他們的食物是什么呢？引導學生答出，植物通過光合作用生長。從而引入課題這就是本節(jié)課要學習的內容（板書：光合作用）目的：通過短片的播放讓學生感受到人們的生產、生活離不開光合作用，體會光合作用的重要性，引入課題。第二步（教師復習提問）：光合作用的場所在哪里？光合作用需要什么條件？產物是什么？并由此歸納出光合作用的概念。教師組織學生討論并得出結論：光合作

6、用是指綠色植物通過葉綠體（場所），利用光能（條件），把二氧化碳和水（原料）轉化成儲存著能量的有機物（產物），并且釋放出氧氣的過程。（板書：光合作用的概念）目的：通過復習提問，鞏固原有知識，引入將要學習知識點，實現(xiàn)了知識的正遷移，以達到推陳出新的目的。（二）啟發(fā)思維 第一步：教師鼓勵學生根據光合作用的概念，寫出反應方程式： 葉綠體6co2+12h2o c6h12o6+6h2o+6o2 （板書：光合作用反應方程式） 光能目的：教師根據學生的書寫情況，指出書寫時經常出錯的地方（學生常把葉綠體和光能忘寫），提醒學生今后注意。第二步（學生活動）：仔細觀察這個反應方程式，用現(xiàn)有的知識進行分析對比，教師引導

7、他們提出一些具有探索價值的問題：（1）肉眼看不見的情況下，科學家怎樣發(fā)現(xiàn)綠色植物吸收co2，釋放o2？ （2）光合作用合成的有機物是不是一定是葡萄糖？（3）光合作用所釋放出來的o2其氧原子是來自co2，還是h2o？（4）在反應物中有12h2o，生成物中也有6h2o，為什么不將兩者對消呢？（5）葉綠體為什么可以利用光能？（6）co2的性質不活潑，為什么也能被還原成葡萄糖？（7）光合作用對于整個生物界甚至整個自然界有什么貢獻？ 目的：利用這些具有探索價值的問題，激發(fā)學生學習興趣，為講新課作準備。（三）共同探索，調整思維 講授新課的過程，就是在教師的指導下由學生自己來探索和建構自己知識框架的過程。方

8、法：在整個學習過程中，學生可以將自己的思想和他人的思想進行對比。從中得到啟迪，并調整自己的思維，形成正確的認識。教師把復雜的問題分解成幾個小問題，幫助學生突破難點，同時讓學生在潛移默化中學會解決復雜問題。1.光合作用的發(fā)現(xiàn)（板書）第一步：教師讓學生閱讀以下材料，分析并分別得出結論：（1）17世紀初，布魯塞爾醫(yī)生van helmont做了一個實驗：將一株2.3千克重的柳樹種在90.8千克的干土中，用雨水澆灌5年，小柳樹長成76.7千克，而土壤重量只比原來減少57克。他由此得出結論：植物是從水中取得生長所需的物質的。這個結論全部正確嗎？學生討論并得出結論：這個結論不全正確，植物生長還需要營養(yǎng)物質。

9、目的：通過討論不僅讓學生獲得了更全面、更準確的知識，還提高了學生的語言表達能力、進一步加強了學生的合作意識。（2）1772年，英國化學家普里斯特利（j.priestley）報道，在密閉器中蠟燭燃燒污染了空氣，并使其中的小鼠窒息，但若在密閉器中放入一枝薄荷，小鼠生命得到挽救。他的結論是植物能凈化空氣，但他所做的實驗有時成功，有時失敗，試想一下可能的原因是什么?學生討論并推測：可能實驗過程中沒考慮陽光的作用，致使薄荷產生的氧氣不足以提供給小鼠呼吸。提出假設，光合作用需要陽光。（3）1779年，荷蘭醫(yī)生jan ingenhousz才確定植物凈化空氣是依賴于光的。（4）1782年，日內瓦牧師j.sen

10、ebier證明，植物在光照時吸收co2，并放出o2。（5）1804年，n.t.de saussure發(fā)現(xiàn)，植物光合作用后增加的重量大于吸收co2和放出o2。（提問學生：增加的部分來自什么物質？）學生討論并得出結論：水參與了光合作用。（6）1864年，德國科學家薩克斯j.von sachs觀察到光照的葉綠體中有淀粉的積累，顯然這是由于光合作用產生的葡萄糖合成的。（7）1880年，德國植物生理學家恩吉爾曼教授利用水綿做了如下實驗：他將水綿放在暗處，然后用光束對水綿細胞的不同部位做點狀投射，發(fā)現(xiàn)水中的好氧細菌明顯聚集在投射到葉綠體上的光點處。（提問學生：為什么會出現(xiàn)上述情況？）學生討論并得出結論：葉

11、綠體是光合作用的場所，光合作用產生o2。（8）到20紀30年代，美國科學家魯賓和卡門做了如圖1所示的實驗。引導學生討論，與學生共同完成實驗設計，同時演示幻燈片。用氧的同位素18o分別標記h2o和co2，使它分別成為h218o和c18o2，然后進行兩組光合作用的實驗：第一組向綠色植物提供h218o和co2；第二組向同種綠色植物提供h2o和c18o2。在相同的條件下，對兩組光合作用實驗釋放出的氧進行分析，結果表明，第一組釋放的氧全部是18o2，第二組釋放的氧全部是o2。這個實驗證明：光合作用釋放出來的氧氣全部來自水。教師總結：由此可以看出，幾代科學家歷經二百多年，才對光合作用的生理過程有了比較清楚

12、的認識。可見，科學的發(fā)展道路是很艱難，這里不僅包含著科學家們的艱辛勞動與智慧，還與社會科學技術的進步與發(fā)展密切相關。至此，人們對光合作用的認識可用下式表示： 葉綠體6co2+12h218o c6h12o6+6h2o+618o2 （板書：反應方程式） 光能目的：通過讓學生模擬科學家的思維方式，重現(xiàn)生物學經典實驗的過程和結論，重視前后知識的聯(lián)系。2.葉綠體中的色素（板書）第二步（學生活動）：課前先讓學生以分組的形式做“葉綠體中色素的提取和分離”實驗，并得到菠菜色素提取濾紙條。實驗結果如右圖在學生觀察的基礎上，總結板書（如圖2-9）。教師點撥：在通常情況下，葉綠素的含量是類胡蘿卜素的4倍，因此，在春

13、夏季節(jié)我們所見到的葉子通常是綠色。目的：通過實驗培養(yǎng)學生的觀察能力和動手能力。第三步（學生活動）：閱讀以下材料1881年，恩吉爾曼教授又做了以下實驗：他將一種絲狀綠藻（剛毛藻）置于顯微鏡下，并用具有精細光譜的光束照射絲狀綠藻，發(fā)現(xiàn)好氧細菌圍繞著藻絲照射幾分鐘后，這些細菌都聚集在被紅光和藍紫光所照射到的藻絲周圍，如圖2所示。這說明葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光。學生討論并得出結論：葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光。目的：學生獲取知識的途徑不再局限于課本，充分利用身邊的信息資源不僅提高了學生的學習興趣、有利于學生學習活動的進行還拓展了學生的知識面，將課堂與生活聯(lián)系起來，使學習不再枯燥乏味。很

14、多學生還學會了質疑，并有了學以至用的想法。這充分體現(xiàn)了探究式學習的特點。3.光合作用的過程（板書）第四步（演示法）：先用多媒體展示葉綠體的亞顯微結構，讓學生回顧已學過的葉綠體結構的相關知識，弄清光合作用有關的酶和色素的分布部位，并進一步說明光反應和暗反應的部位，以達到溫故知新的目的。教師講述：光合作用按照是否需要光的參與，分為光反應和暗反應。（1）光反應階段（板書）光反應的過程，以教師講解為主，邊講解邊板圖。（如圖210）水的光解 （板書）讓學生回顧科學家魯賓和卡門所做的實驗，并讓學生寫出反應式： 光2h2o 4h+o2 由此推導，要生成6mol的o2，需要光解12mol的水，可見生成物中的水

15、是后來重新生成的，并且可將反應式簡化。 葉綠體co2+h2o （ch2o）+o2 （板書：反應方程式） 光能atp的形成（板書）教師啟發(fā)：什么叫能量守恒定律？并從“能量既不能產生，也不能消失，只是從一種形式轉變成另一種形式”入手，引導學生探索，要把光能轉變成葡萄糖中穩(wěn)定的化學能，首先要把光能轉變成atp中活躍的化學能，留待暗反應用。酶adp+pi+光能atp教師演示，學生總結：場所：葉綠體的囊狀結構薄膜上 條件：色素、酶、光能 水的光解： 光光反應階段 過程 2h2o 4h+o2 atp的形成：酶 adp+pi+光能atp 本質：光能轉化為atp中活躍的化學能目的：在演示過程中，學生自己歸納總

16、結，整合規(guī)律，能對所學的知識透徹理解，印象深刻。這無疑極大地調動了學生的學習熱情。（2）暗反應（板書）教師講解：光反應必須在有光的條件下才能進行，它為暗反應提供了h和atp；暗反應不需要光，但要以光反應為前提條件，并且需要co2和酶等。從而引出暗反應，達到承上啟下的作用。第五步：暗反應如圖2-11所示，邊講解邊分析暗反應階段的co2的固定和co2的還原兩過程。教師演示，學生總結：場所：葉綠體的基質中 條件：多種酶 co2的固定： 酶暗反應階段 過程 co2 + c5 2c3 co2的還原： atp 2c3 +hc6h12o6（ch2o）+ c5 + h2o酶 本質：atp中活躍的化學能轉化為有

17、機物中穩(wěn)定的化學能（3）光反應與暗反應的相互關系教師啟發(fā)，學生歸納總結：區(qū)別項 目光反應暗反應場 所葉綠體的囊狀結構薄膜上葉綠體的基質中條 件色素、酶、光能多種酶本質光能轉化為atp中活躍的化學能atp中活躍的化學能轉化為有機物中穩(wěn)定的化學能聯(lián)系光反應為暗反應提供能量（atp）和還原劑h暗反應過程中產生的adp和pi為光反應合成atp提供（四）歸納總結，形成思維從上面的探討分析中，學生對光合作用的過程已有了一個基本的認識，此時再加以歸納總結，可以幫助學生理順思維，形成正確的認識?？梢圆捎媒處焼枌W生答的形式，一步一步地將課本中光合作用過程的圖解板書出來，并由此歸納出光合作用的實質。板書設計第三節(jié)

18、 光和作用一、光合作用的概念 葉綠體6co2+12h2o c6h12o6+6h2o+6o2 光能1.光合作用的發(fā)現(xiàn)2.葉綠體中的色素二、光合作用的過程1.光反應2.暗反應3.光反應與暗反應的相互關系最后再次歸納總結光合作用的概念，并把它提升到一個理性認識，并在此基礎上指出光合作用具用重要意義，為下節(jié)內容的進行做鋪墊。（五）學以致用，應用思維 學習的最終目的是為了應用，適當?shù)刈鲆恍┚毩?，既可以檢查學生對知識的掌握程度，又可以加深對課本知識的理解，也符合從實踐中來到實踐中去的認識規(guī)律。八、鞏固練習( c )1.對光合作用產物中各元素的來源，敘述錯誤的是a.產物h2o中的氫，來自反應物h2o b.產

19、物h2o中的氧，來自反應物co2c.產物c6h12o6中的氧，來自反應物h2o d.產物o2，來自反應物h2o( a )2.葉綠體中色素的提取和分離實驗的結果，濾紙條上四條色素帶的顏色從上到下依次是a.橙黃色、黃色、藍綠色、黃綠色 b.黃綠色、藍綠色、黃色、橙黃色c.黃色、橙黃色、黃綠色、藍綠色 d.橙黃色、黃色、黃綠色、藍紫色3.下圖是光合作用的圖解，請據圖回答下列問題： (1)d過程是在葉綠體的 基粒的囊狀結構薄膜 上進行的。e過程是在葉綠體的 基質 中進行的。(2)圖中c代表 二氧化碳的還原 的過程。酶(3)圖中代表的物質中的氧來自于物質 二氧化碳 。(4)寫出圖中過程的反應式是： at

20、ph2oadppi能量 。(5)若將正常進行光合作用的植物突然停止光照，但充分供給co2，則圖中代表的物質含量將會 增加 ，這是因為 光 反應停止，不能提供所必需的h 和atp ，而圖中b代表 二氧化碳的固定 的過程仍在繼續(xù)進行的緣故。九、教學反思通過這種互動教學模式，不但使學生積極地參與到知識的生發(fā)過程中來，掌握課本的相關知識，而且拓寬了學生的視野、記憶牢固，也讓學生理解探索科學知識的一般過程，既培養(yǎng)了學生獨立思考的創(chuàng)新精神，同時又培養(yǎng)了學生相互幫助、協(xié)同配合的團隊精神。總之，不管在知識目標的落實，還是在能力目標情感目標的培養(yǎng)方面都取得比較好的教學效果。附錄學生閱讀材料17世紀初，布魯塞爾醫(yī)生van helmont做了一個實驗：將一株2.3千克重的柳樹種在90.8千克的干土中，用雨水澆灌5年，小柳樹長成76.7千克，