探究環(huán)境因素影響光合速率教學(xué)設(shè)計(jì)5頁(yè)

1、探究環(huán)境因素影響光合速率教學(xué)設(shè)計(jì) 利用傳感器測(cè)定不同溫度下葉片光合速率 一、設(shè)計(jì)理念生物學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，具有很強(qiáng)的實(shí)踐性和科學(xué)的嚴(yán)謹(jǐn)性。本部分教學(xué)設(shè)計(jì)以“提出問題實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)分析總結(jié)體悟”的一般科學(xué)探究方法為主線?；凇耙詫W(xué)為中心”的理念，在進(jìn)行生物學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，積極創(chuàng)設(shè)有效學(xué)習(xí)的環(huán)境和氛圍，培養(yǎng)與發(fā)展學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)，如讓學(xué)生通過對(duì)科學(xué)探究活動(dòng)的親身經(jīng)歷，在疑惑與困難中、在思考與實(shí)踐中激發(fā)強(qiáng)烈的求知欲，培養(yǎng)動(dòng)手操作的能力、解決實(shí)際問題的能力，并且體驗(yàn)成功的快樂，形成正確的科學(xué)態(tài)度和價(jià)值觀。普通高中生物課程標(biāo)準(zhǔn)（實(shí)驗(yàn)）“實(shí)施建議”中提出：“在重視定性實(shí)驗(yàn)的同時(shí)，也應(yīng)重視

2、定量實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生在量的變化中了解事物的本質(zhì)。教師應(yīng)向?qū)W生提供機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)量的測(cè)定，實(shí)事求是地記錄、整理和分析實(shí)驗(yàn)資料、定量表述實(shí)驗(yàn)結(jié)果等?！北緝?nèi)容是基于必修1第三章第五節(jié)“探究環(huán)境因素對(duì)光合作用的影響”實(shí)驗(yàn)的拓展，利用傳感器技術(shù)定量測(cè)定陸生植物葉片（菠菜葉片）的表觀光合速率和細(xì)胞呼吸速率，以此來(lái)突破重難點(diǎn)。光合作用是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和林業(yè)生產(chǎn)的核心，溫度是影響光合作用和呼吸作用的關(guān)鍵因素之一，對(duì)光合速率和呼吸速率的影響具有雙重性、復(fù)雜性和代表性。本課題利用傳感器測(cè)定溫度因素對(duì)葉片光合速率影響的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，有助于提高學(xué)生獲得、處理轉(zhuǎn)換和分析的能力，幫助學(xué)生建立溫度因素影響下的光合作用與細(xì)胞呼吸之間辯證的對(duì)立統(tǒng)

3、一關(guān)系。本案例設(shè)置三個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：“課前準(zhǔn)備”、“課堂教學(xué)”、“課后延伸”，教學(xué)思路如下：二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)分析1教材分析光合作用位于必修1第三章第五節(jié)，浙江省普通高中新課程實(shí)驗(yàn)學(xué)科實(shí)施意見指出“探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素”是本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，本活動(dòng)結(jié)合實(shí)際教學(xué)條件，例如時(shí)間問題、實(shí)驗(yàn)設(shè)備等情況，對(duì)本實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的教學(xué)做了相應(yīng)的調(diào)整，以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的討論分析為主要教學(xué)方式，在實(shí)驗(yàn)探究過程中，通過參與解決課堂中衍生出的問題，找出實(shí)驗(yàn)方案中的缺陷，逐步找到解決問題的思路，掌握并學(xué)會(huì)應(yīng)用科學(xué)探究技能解決實(shí)際生活中的問題。2學(xué)情分析實(shí)驗(yàn)教學(xué)的對(duì)象為高二年級(jí)的學(xué)生，他們學(xué)習(xí)了細(xì)胞呼吸的相關(guān)知識(shí)，能夠概述需氧呼吸和厭

4、氧呼吸的過程及原理。學(xué)習(xí)了光合作用的相關(guān)知識(shí)，能夠說出光合作用的概念、反應(yīng)式、光反應(yīng)和碳反應(yīng)的階段、場(chǎng)所和產(chǎn)物。在“活動(dòng)：探究pH對(duì)過氧化氫酶的影響”的實(shí)驗(yàn)中，已經(jīng)初步學(xué)會(huì)運(yùn)用依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、操縱和控制自變量、限制和控制無(wú)關(guān)變量、觀察和測(cè)量因變量的科學(xué)方法，體驗(yàn)控制變量、設(shè)置對(duì)照組和重復(fù)實(shí)驗(yàn)的意識(shí)，但實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得、處理、轉(zhuǎn)換和分析能力，還較為薄弱。三、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)： 1列舉影響葉片光合作用的主要環(huán)境因素； 2區(qū)分真正光合速率和表觀光合速率； 3應(yīng)用光合作用影響因素指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐，如提高農(nóng)作物產(chǎn)量。能力目標(biāo)： 1制作測(cè)CO2濃度變化的實(shí)驗(yàn)裝置； 2測(cè)定表觀光合速率和細(xì)胞呼吸速率，利用數(shù)學(xué)方

5、式處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為曲線；3判斷并評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異。情感目標(biāo)： 1利用合適的語(yǔ)言表達(dá)自己的想法和建議，實(shí)現(xiàn)小組間交流；2體驗(yàn)科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)與樂趣，學(xué)會(huì)與他人合作；3認(rèn)同溫度因素影響下的光合作用與呼吸作用之間的辯證對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系。四、教學(xué)重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)： 1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的獲得、處理、轉(zhuǎn)換和分析； 2認(rèn)同溫度因素影響下的光合作用與呼吸作用之間的辯證對(duì)立統(tǒng)一關(guān)系。教學(xué)難點(diǎn)： 1實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理與轉(zhuǎn)換； 2. 判斷并評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的差異。五、教學(xué)方法多媒體展示法、活動(dòng)探究法、集體討論法六、教學(xué)過程1課前準(zhǔn)備教學(xué)流程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖課前準(zhǔn)備準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)全套裝置：大小及生理狀況一致的鮮綠的菠菜葉片若

6、干、水、冰塊、100W聚光燈、恒溫水浴鍋、橡皮泥與凡士林、錐形瓶；在錐形瓶?jī)?nèi)放置三種傳感器探頭，塞上橡皮塞，用凡士林密封，把傳感器與電腦相連，通過軟件就可以直接生成密閉錐形瓶中光強(qiáng)、溫度、CO2濃度的三條變化曲線。通過前課學(xué)習(xí)，做好如下準(zhǔn)備：1對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)并通過討論改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案；繪制出實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄表；2討論實(shí)驗(yàn)無(wú)關(guān)變量及其控制方法；3掌握儀器設(shè)備和ELAB軟件的使用方法。2課堂活動(dòng)教學(xué)流程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖交流討論提問：1. 該表格說明影響玉米產(chǎn)量因素有那些？ 2. 溫度通過什么途徑影響玉米產(chǎn)量？點(diǎn)評(píng)：溫度是影響農(nóng)作物產(chǎn)量的一個(gè)關(guān)鍵因素。我們一起來(lái)探究溫度是如何影響植物光合作用的。

7、對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)與修正，對(duì)學(xué)生進(jìn)行分組。聯(lián)系光合作用和呼吸相關(guān)知識(shí)，回答：溫度預(yù)期回答：呼吸作用和光合作用從應(yīng)用入手，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，并導(dǎo)入新課實(shí)驗(yàn)操作1PPT展示分組要求（分12組，6組測(cè)表觀光合速率，6組測(cè)細(xì)胞呼吸速率）；2說明實(shí)驗(yàn)裝置安裝需注意的事項(xiàng)。 教師處于觀察者的角色 學(xué)生依據(jù)前課的學(xué)習(xí)1明確實(shí)驗(yàn)裝置安裝的要求；搭建實(shí)驗(yàn)裝置；2使用軟件建構(gòu)3個(gè)坐標(biāo)系（橫坐標(biāo)為時(shí)間，縱坐標(biāo)分別為CO2濃度、光照強(qiáng)度和溫度）；3開始實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)預(yù)測(cè)利用等待數(shù)據(jù)生成的空白期，各小組繪出CO2濃度變化預(yù)測(cè)曲線。說出本小組黑暗時(shí)CO2濃度趨勢(shì)產(chǎn)生的原因？ 黑暗組：0oC、50 oC

8、曲線變化不明顯 10oC、20oC、30oC、40oC呈現(xiàn)出一定上升趨勢(shì)光照組：0oC、50 oC曲線變化不明顯 10oC、20oC、30oC、40oC呈現(xiàn)出一定下降趨勢(shì)對(duì)學(xué)生的回答進(jìn)行評(píng)價(jià)與分析，解析溫度影響光合作用和呼吸作用的機(jī)理問題 通過自評(píng)互評(píng)，修正和彌補(bǔ)知識(shí)缺陷數(shù)據(jù)處理教師處于觀察者與幫助者的角色，指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用實(shí)驗(yàn)記錄表準(zhǔn)確實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)分析組內(nèi)數(shù)據(jù)分析： 提出問題串： 1在黑暗與光照不同條件下，實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)中有呼吸速率和表觀光合速率嗎？2如何處理現(xiàn)有曲線，獲得反應(yīng)速率曲線？3如何求某一時(shí)間點(diǎn)（如200s）時(shí)的反應(yīng)速率？4如何求200s-500s這一時(shí)段的平均反

9、應(yīng)速率？5最終獲得的反應(yīng)速率如何選取？記錄小組結(jié)果，完成表格、曲線組間數(shù)據(jù)分析： 1實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果與實(shí)驗(yàn)假設(shè)是否一致，如果不一致，分析可能原因？2比較不同表格數(shù)據(jù)，找出異常值，組織討論學(xué)生異常值出現(xiàn)的原因；3. 本小組相應(yīng)溫度下的反應(yīng)速率如何選取?點(diǎn)評(píng)：一個(gè)溫度是不是最適溫度，要能較長(zhǎng)時(shí)間維持反應(yīng)速率的溫度，才算最適溫度。因此，短時(shí)間內(nèi)上升與下降的數(shù)值，不能采用。需要采用反應(yīng)速率穩(wěn)定后的數(shù)值。匯總分析（真正光合速率）： 如果需要測(cè)定真正光合作用速率，還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行如何處理? 學(xué)生間交流討論完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和填表繪圖對(duì)各小組的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行匯總，分別繪出不同溫度下，呼吸速率和表觀光合速率的擬合曲線整合表觀光合速率和細(xì)胞呼吸速率的相關(guān)數(shù)據(jù)，獲得真正光合速率。1重難點(diǎn)突破2學(xué)生通過獨(dú)立思考、組內(nèi)討論、生生評(píng)價(jià)、組間交流，提升學(xué)生獲取與處理信息的能力、理解與表達(dá)能力，突破教學(xué)難點(diǎn)3培養(yǎng)學(xué)生利用取點(diǎn)連線作曲線圖從而呈現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的能力引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注穩(wěn)定狀態(tài)下的平均值應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)踐1.培養(yǎng)學(xué)生處理數(shù)據(jù)的能力2.通過全班同學(xué)的密切合作探究出溫度對(duì)真正光合速率的影響，升華課程3.激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，體會(huì)到了成功的快樂總結(jié)體悟1根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果，如果想提高農(nóng)作物產(chǎn)量，你有什么好方法么？2除了溫度之外，影響光合作用的環(huán)境因