光合作用的探究歷程教學(xué)設(shè)計方案

1、光合作用的探究歷程 賀 麗 勤 銀 川 六 中一、教學(xué)設(shè)計的指導(dǎo)思想探究性學(xué)習(xí)作為一種學(xué)習(xí)方式，不同于科學(xué)家的探究活動，它必須滿足學(xué)生在短時間學(xué)到科學(xué)基本知識和體驗科學(xué)研究方法的需要。在場地、條件、環(huán)境、時間等因素的制約下，如何將本來不可能實施的探究方案，換一種方式，讓學(xué)生體驗到探究的樂趣，是組織探究性教學(xué)面臨的主要難題之一。借助于資料分析的探究性教學(xué)是解決問題的途徑之一。二、教學(xué)內(nèi)容分析1.教材分析“光合作用的發(fā)現(xiàn)”是人教版高中生物第五章第四節(jié)第二課時的內(nèi)容。教材介紹的經(jīng)典實驗還蘊(yùn)含著科學(xué)探究的一般方法，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力的好素材。因此，對本節(jié)教材的再加工和深度開發(fā)，可以為高三實驗

2、設(shè)計的教學(xué)奠定基礎(chǔ)，體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)精神，突出了生物學(xué)科重視科學(xué)探究能力培養(yǎng)的學(xué)科特點(diǎn)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：探究光合作用原料、產(chǎn)物、場所、條件的方法；了解科學(xué)探究的一般過程。 教學(xué)難點(diǎn)是：光合作用發(fā)現(xiàn)過程中恩格爾曼實驗的原理和方法,運(yùn)用原理設(shè)計簡單實驗.三、學(xué)情分析在初中階段，學(xué)生對光合作用有了一些很膚淺的了解，通過上節(jié)課的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)知道，光合作用發(fā)生的場所。學(xué)生一定很渴望更深入的了解光合作用的知識。教學(xué)中可以利用學(xué)生的知識基礎(chǔ)并遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過適當(dāng)?shù)亟虒W(xué)策略，以了解光合作用原料、產(chǎn)物、場所、條件為本節(jié)課的主線，使學(xué)生有效的學(xué)習(xí)和研究探究實驗的一般方法。四、教學(xué)目標(biāo)（1） 知識與

3、技能： 通過研究經(jīng)典實驗，從而認(rèn)識人類探索光合作用的歷程；了解經(jīng)典實驗的方法及結(jié)論；能說出光合作用的原料、產(chǎn)物、場所、條件等。（2） 過程與方法： 體驗前人設(shè)計實驗的技能和思維方式；經(jīng)歷科學(xué)探究的一般過程；初步學(xué)會合作交流、控制實驗條件、設(shè)置對照等方法。（3） 情感態(tài)度與價值觀 ：感受科學(xué)家實事求是的科學(xué)態(tài)度和堅韌不拔的意志品質(zhì)。激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣，培養(yǎng)學(xué)生敢于大膽質(zhì)疑，不斷探索的科學(xué)精神。五、教學(xué)方法課堂教學(xué)應(yīng)該盡可能讓學(xué)生多動腦想、動手做、動眼看、動嘴說，讓學(xué)生親自去體驗知識的形成過程，培養(yǎng)學(xué)生自主探究、主動參與課堂問題解決的習(xí)慣。所以本節(jié)課采用了“過程式教學(xué)”模式，在教學(xué)過程中充分體現(xiàn)教

4、師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位，通過設(shè)疑質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析并得出結(jié)論，使學(xué)生在積極參與的基礎(chǔ)上強(qiáng)化科學(xué)思維，提高科學(xué)探究能力。六、教學(xué)媒體多媒體課件光合作用的探究歷程在生命科學(xué)史上有一定的代表性。它歷經(jīng)200多年、集眾多科學(xué)家的心血和智慧，通過一系列的實驗從一定程度上反映了科學(xué)實驗探索的一般方法，對于學(xué)生創(chuàng)新和實踐能力的培養(yǎng)大有裨益。重復(fù)整個實驗過程是困難的，但在教學(xué)活動中可以充分利用現(xiàn)代教學(xué)媒體的優(yōu)勢，再現(xiàn)科學(xué)家們的探索過程，借此過程使學(xué)生對本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)、知識主題獲得更深一層次的認(rèn)識，從而促進(jìn)學(xué)生形成創(chuàng)新能力，強(qiáng)化科學(xué)素質(zhì)。七、教學(xué)過程學(xué)習(xí)活動教學(xué)說明(課堂時間安排)創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課

5、：引言：出示袁隆平和雜交水稻圖片，袁老先生曾獲得美國科學(xué)院外籍院士的獎項，由此可見雜交水稻對人類的貢獻(xiàn)，也回答了外國人的一個疑問，貧窮落后的十三億中國人誰來養(yǎng)活？觀察普通水稻和雜交水稻回答：二者的區(qū)別有哪些？從現(xiàn)象上看，雜交水稻莖桿粗壯高大，果實大子粒多產(chǎn)量高。從實質(zhì)上看它吸收了更多的光能，合成了更多的有機(jī)物，儲存了更多的化學(xué)能。而這個過程就是光合作用，光合作用怎樣進(jìn)行？二、光合作用的原理和應(yīng)用回顧初中階段學(xué)過的光合作用總反應(yīng)式co2 h2o c6h12o6 o2對光合作用過程的研究現(xiàn)在已深入到了分子水平，然而在200多年以前，人們對光合作用過程還一無所知，短短200年科學(xué)家對光合作用的探究取

6、得了豐碩的成果，在這個探究歷程中，科學(xué)家的探究方法和探究精神很值得我們學(xué)習(xí)。（一）光合作用的探究歷程1出示圖片顯示亞里士多德對植物生長的認(rèn)識。2出示圖片顯示海爾蒙特實驗的結(jié)論：植物增重的來源是水。3展示普利斯特利的實驗過程，讓學(xué)生看到就是這樣一個簡單的實驗，敲開了探究光合作用的大門。從此以后對光合作用的研究逐步深入讓學(xué)生閱讀教材p101p102的內(nèi)容，發(fā)放表格，總結(jié)比較前人探究光合作用實驗。（下面給出樣例）1.英國科學(xué)家普利斯特利（j.priestley）的實驗：實驗時間1771年實驗方法把點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物一起放在一個密閉的玻璃罩內(nèi)將小鼠與綠色植物一起放在一個密閉的玻璃罩內(nèi)實驗現(xiàn)象蠟燭不容

7、易熄滅小鼠不容易因窒息而死亡實驗說明的問題植物可以更新空氣未解決的問題不知道植物更新了空氣中的哪種成分。沒有發(fā)現(xiàn)光在這個過程中所起的關(guān)鍵作用。 教師提示最初的探究在現(xiàn)在看起來是低層次的，但是人類對科學(xué)的探索正是從看似簡單的問題入手。2.荷蘭科學(xué)家英格豪斯（j.ingen-housz）的實驗實驗時間1779年實驗內(nèi)容做了500多次植物更新空氣的實驗。新發(fā)現(xiàn)普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功。植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣。未解決的問題依然沒弄清植物吸收和釋放的究竟是什么氣體。光能哪里去了？起什么作用？后續(xù)補(bǔ)充直到1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收

8、的是二氧化碳教師提示你認(rèn)為應(yīng)該如何設(shè)計實驗，才能有這兩個發(fā)現(xiàn)？從我國科學(xué)家的成就入手，達(dá)到一種情感價值觀的教育，激勵每個學(xué)生奮發(fā)向上，讓每個學(xué)生都有刻苦學(xué)習(xí)的愿望回顧初中學(xué)習(xí)過的內(nèi)容，在原基礎(chǔ)上進(jìn)行加深和提升分析結(jié)論錯誤的原因。哪位 科學(xué)家進(jìn)行了更正？普利斯特利科學(xué)探究往往從身邊最簡單的事物開始。按小組進(jìn)行閱讀討論后填寫表格（全部內(nèi)容）。教師巡視，參與某些小組的活動。學(xué)生填寫表格，總結(jié)比較后，每個實驗的有關(guān)問題選某個小組的代表匯報，用第一人稱講述 ，讓學(xué)生體驗前人的探索歷程和方法。第一組: 普利斯特利 陳述本實驗結(jié)論并指出不足之處.。第二組:英格豪斯在前人的基礎(chǔ)上又有哪些新的發(fā)現(xiàn) ?又提出了什

9、么問題? 學(xué)習(xí)活動教學(xué)說明3. 德國科學(xué)家梅耶（r.mayer）的推論時間1845年內(nèi)容植物在進(jìn)行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來科學(xué)依據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律存在的問題光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存于什么物質(zhì)中？教師提示體會科學(xué)家的思維。4.德國植物學(xué)家薩克斯（j.von sachs）的實驗實驗時間1864年實驗方法將綠色植株放在暗處幾個小時，目的是消耗掉葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)。選定葉片，對葉片的一半進(jìn)行遮光處理，另一半曝光。光照一段時間。用碘蒸氣處理該葉片實驗現(xiàn)象曝光的一半呈深藍(lán)色，遮光的一半沒有顏色變化實驗結(jié)論證明光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉教師提示學(xué)習(xí)實驗設(shè)計的方法光合作用的原料和產(chǎn)物已經(jīng)清楚了，

10、光合作用的場所究竟在什么地方呢？給出材料：早在100多年前美國科學(xué)家恩格爾曼就以水綿和好氧細(xì)菌為實驗材料，很好地解答了這個問題！ 細(xì)胞內(nèi)哪一部位進(jìn)行光合作用？可檢測的指標(biāo)是有氧氣放出，怎樣檢測？先假設(shè)光合作用的場所在葉綠體上，但是細(xì)胞質(zhì)是流動的，葉綠體很可能也隨著流動，就不好檢測了，怎么辦呢？用水綿這種植物 水綿是常見的淡水藻類 每條水綿由許多個結(jié)構(gòu)相同的長筒狀細(xì)胞連接而成。 水綿很明顯的特點(diǎn)是：葉綠體呈帶狀，螺旋排列在細(xì)胞里。 把水綿和好氧細(xì)菌這兩種材料提供給學(xué)生，讓學(xué)生先設(shè)計實驗，進(jìn)而與恩格爾曼實驗進(jìn)行對比，開啟學(xué)生思維，并加深印象光束對照明暗對照恩格爾曼實驗的巧妙之處在于：選材好，一箭三

11、雕至此，光合作用總反應(yīng)式已經(jīng)比較完整，但科學(xué)家探究的腳步依然沒有停止，一步一步地向光合作用的過程邁進(jìn)。繼續(xù)提出問題：光合作用放出的氧氣來自h2o還是co2？5.美國科學(xué)家魯賓（s.ruben）和卡門（m.kamen）的實驗實驗時間1939年實驗方法利用同位素標(biāo)記法進(jìn)行探究。用18o分別標(biāo)記h2o和co2，使它們分別成為h218o和c18o2，分兩組進(jìn)行實驗：第一組實驗的原料第二組實驗的原料h2o和c18o2h218o和co2其他實驗條件都相同。實驗結(jié)果光合作用釋放的氧氣全部是o2。光合作用釋放的氧氣全部是18o2。實驗結(jié)論光合作用釋放的氧氣來自水教師提示初步建立科學(xué)探究的能力。科學(xué)探究永無止境

12、，通過以上經(jīng)典實驗的學(xué)習(xí)，我們有哪些收獲和感受？第三組:梅耶他的推論及依據(jù)是什么?繼續(xù)提出了什么問題?第四組:薩克斯薩克斯實驗的方法,現(xiàn)象,結(jié)論是什么?如果檢測時沒有顏色變化，說明什么問題？下一步該怎么辦？學(xué)生能聯(lián)想到使用好氧細(xì)菌檢測，好氧細(xì)菌聚集的部位應(yīng)該是進(jìn)行光合作用的場所。這是一組實驗，卻是一個對照實驗，學(xué)生又新學(xué)到了一種對照實驗前后對照。結(jié)論：氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。 回顧以上四個實驗，與學(xué)生一起寫出光合作用總反應(yīng)式并得出光合作用的概念簡要介紹同位素標(biāo)記法。展示動畫課件，加深印象。利用科學(xué)探究的一般過程統(tǒng)領(lǐng)本節(jié)課的教學(xué)，將教材介紹的經(jīng)典實驗置于這個科學(xué)探究過程

13、的共同模式中，使學(xué)生通過對經(jīng)典實驗的學(xué)習(xí)和分析，初步建立科學(xué)探究的能力。（1）不迷信權(quán)威，敢于質(zhì)疑。（2）要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和縝密的科學(xué)思路（3）結(jié)論的得出要通過實驗而不能只憑經(jīng)驗（4）科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與科學(xué)探究相伴而行 八梳理歸納，簡要小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們總結(jié)出了科學(xué)家進(jìn)行實驗探究的一般方法和過程：提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗結(jié)果分析得出結(jié)論再提出問題結(jié)合教材中的四個經(jīng)典實驗我們探究得知：綠色植物進(jìn)行光合作用的場所是葉綠體；條件是光能；產(chǎn)物有淀粉和氧氣；而且知道氧氣中的氧全部來自于反應(yīng)物水九反饋練習(xí)，作業(yè)延伸課堂練習(xí)、如圖某植物經(jīng)過暗處理后，其上的葉片再由光照射一段時間，然后脫色并用碘處理，結(jié)

14、果有錫箔覆蓋的位置不變藍(lán)，而不被錫箔覆蓋的部位呈藍(lán)色該實驗證明（）光合作用需要二氧化碳 光合作用需要光 光合作用需要葉綠體光合作用放出氧 光合作用合成淀粉課堂練習(xí)如圖甲是綠色植物在有光照條件下進(jìn)行光合作用釋放氧氣的裝置圖；乙、丙和丁是另外三個實驗裝置圖則驗證綠色植物是否在有光照條件下釋放出氧氣的對照實驗裝置圖和驗證在有光照條件下是否由綠色植物釋放出氧氣的對照裝置圖依次是（）、乙和丁、乙和丙 、丙和乙、丙和丁3書面作業(yè):請設(shè)計實驗探究光合作用的過程中需要co2十、教學(xué)評價本節(jié)課內(nèi)容的教學(xué)效果可以從課堂回答、反饋練習(xí)、鞏固練習(xí)和課后作業(yè)四個方面進(jìn)行評價。課堂回答通過不斷設(shè)置問題，引導(dǎo)學(xué)生分析和解決

15、問題，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識的能力；反饋練習(xí)是一般的知識性練習(xí)題，目的是檢驗學(xué)生當(dāng)堂課對知識的掌握情況，根據(jù)學(xué)生的回答情況及時調(diào)整教學(xué)進(jìn)程；鞏固練習(xí)是能力性練習(xí)題，通過學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容，使學(xué)生具備了一定的科學(xué)素質(zhì)，對科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)實驗的科學(xué)方法和邏輯思維有了一定的認(rèn)識，在此基礎(chǔ)上，理論聯(lián)系實際，注重知識的深化和應(yīng)用；課后練習(xí)是綜合性練習(xí)題，從思維能力、知識運(yùn)用能力和解決實際問題能力等方面對學(xué)生進(jìn)行綜合檢測。十一、課后反思本堂課依據(jù)過程式課堂教學(xué)設(shè)計模式，在教學(xué)活動中，教師不是直接把知識教給學(xué)生，而是著眼于知識獲取的過程、學(xué)習(xí)方法和能力的培養(yǎng)，使學(xué)生自己觀察、思考、分析和總結(jié)，親身經(jīng)歷知識的獲取過程，從中學(xué)到知識和方法，發(fā)展多種能力。例如，在“普里斯特利的實驗植物對空氣的影響”這一部分內(nèi)容中，包含了科學(xué)精神、科學(xué)方