《光合作用》教學(xué)案例

1、定向激趣、啟發(fā)思維的互動式教學(xué)模式光合作用教學(xué)案例一、教材內(nèi)容分析光合作用覺察過程的一系列試驗，在生物學(xué)進(jìn)展史上堪稱經(jīng)典。大膽的推想、奇異的試驗設(shè)計和嚴(yán)密的規(guī)律推理，無不閃耀著科學(xué)家的才智之光，并且貫穿于其中的科學(xué)思維與爭辯方法，可啟發(fā)學(xué)生進(jìn)展探 究式學(xué)習(xí)。在以往的教材中，光合作用的覺察史一般放在閱讀材料局部。教師在課堂教學(xué)中至多附帶一點(diǎn) 簡潔介紹，甚至略去。然而，隨著此次課改的實施，這段內(nèi)容的教學(xué)功能受到了越來越多的重視。本課通過讓學(xué)生模擬科學(xué)家的思維方式，重視生物學(xué)經(jīng)典試驗，把握光合作用的過程及本質(zhì)。二、教學(xué)目標(biāo)1.學(xué)問目標(biāo)：通過爭辯經(jīng)典試驗大致生疏人類探究光合作用的歷程；了解經(jīng)典試驗的方

2、法和結(jié)論。概述光合作用的光反響和暗反響的根本過程和相互關(guān)系。2.力量目標(biāo)：體驗前人設(shè)計試驗的技能和思維方式；經(jīng)受科學(xué)探究的一般過程；讓學(xué)生初步學(xué)會提取、分別葉綠體中色素的方法和技能；通過引導(dǎo)學(xué)生分析光反響和暗反響過程，概括物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，培育學(xué)生分析概括力量 。 3.情感、態(tài)度和價值觀目標(biāo)：學(xué)習(xí)光合作用的過程中，滲透物質(zhì)與能量，光反響與暗反響間的辨證關(guān)系，樹立辨證觀點(diǎn)。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：光合作用的過程教學(xué)難點(diǎn)：光合作用中的物質(zhì)和能量變化四、學(xué)情分析光合作用過程是本課題的核心內(nèi)容學(xué)生只有生疏了光合作用的光反響和暗反響的過程，才能理解從光能、ATP 分子中活潑的化學(xué)能到糖類等有機(jī)物

3、分子中的穩(wěn)定的化學(xué)能這一能量轉(zhuǎn)移過程，把握光合作用的能量和物質(zhì)變化的本質(zhì)，使學(xué)生對 光合作用的生疏水平，在初中的根底上前進(jìn)一步。學(xué)生只有知道光合過程的各個環(huán)節(jié)，才能理解內(nèi)外因素對光合作用的影響，才能進(jìn)一步爭辯如何提 高光合效率的途徑，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的技術(shù)。因此，學(xué)習(xí)光合作用的過程，是深入聯(lián)系生產(chǎn)實際的理論根底。從生物界看，光合作用是最根本的物質(zhì)代謝和能量代謝。光合作用制造的有機(jī)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(jī)物的來源，是生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者。這些，是學(xué)生學(xué)習(xí)呼吸 作用、生態(tài)系統(tǒng)等內(nèi)容的根底。五、課前預(yù)備1.資料預(yù)備：利用初中教材和高中教材等參考資料，通過因特網(wǎng)搜集一些關(guān)于

4、光合作用的覺察經(jīng)典試驗解讀材料，經(jīng)編輯后印發(fā)給學(xué)生，并要求學(xué)生結(jié)合教材進(jìn)展預(yù)習(xí)。色素的提取和分別試驗結(jié)果菠菜色素提取濾紙條 2.媒體預(yù)備：本課使用的媒體主要為電腦，即需要制作好課件。六、教學(xué)理念和方法教學(xué)理念互動教學(xué)模式認(rèn)為，有意義的學(xué)習(xí)是在與他人的互動中產(chǎn)生的，學(xué)生原有的學(xué)問構(gòu)造是影響他們的 學(xué)習(xí)的重要因素。教師的重要任務(wù)是給學(xué)生供給一個適宜的環(huán)境即創(chuàng)設(shè)情景，由學(xué)生自己來覺察和體驗，并通過檢驗，將他們與他人相沖突的思想進(jìn)展比照也就是互動教學(xué)的過程來構(gòu)建起自己的學(xué)問體 系，在構(gòu)造的生疏中最終做出自己的推斷?；咏虒W(xué)模式一般包括 5 個環(huán)節(jié)：“定向激趣”、“啟發(fā)思維”、 “調(diào)整思維”、“形成思維

5、”和“應(yīng)用思維”。教學(xué)方法：1講授法、演示法、爭辯法七、教學(xué)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(zhì)量增加 幾百至幾千倍他們的食物是什么呢？引導(dǎo)學(xué)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(xué)習(xí)的內(nèi)容板書：光合作用目的：通過短片的播放讓學(xué)生感受到人們的生產(chǎn)、生活離不開光合作用，體會光合作用的重要性， 引入課題。其次步教師復(fù)習(xí)提問：光合作用的場所在哪里？光合作用需要什么條件？產(chǎn)物是什么？并由此歸納出光合作用的概念。教師組織學(xué)生爭辯并得出結(jié)論：光合作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(zhuǎn)化成儲存

6、著能量的有機(jī)物產(chǎn)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(fù)習(xí)提問，穩(wěn)固原有學(xué)問，引入將要學(xué)習(xí)學(xué)問點(diǎn)，實現(xiàn)了學(xué)問的正遷移，以到達(dá)推陳出的目的。二啟發(fā)思維第一步：教師鼓舞學(xué)生依據(jù)光合作用的概念，寫出反響方程式： 葉綠體6CO +12H O C H O +6H O+6O 板書：光合作用反響方程式226 12 622光能目的：教師依據(jù)學(xué)生的書寫狀況，指出書寫時經(jīng)常出錯的地方學(xué)生常把葉綠體和光能忘寫，提示學(xué)生今后留意。其次步學(xué)生活動：認(rèn)真觀看這個反響方程式，用現(xiàn)有的學(xué)問進(jìn)展分析比照，教師引導(dǎo)他們提出一些具有探究價值的問題：肉眼看不見的狀況下，科學(xué)家怎樣覺察綠色植物吸取CO ，釋放O ？2

7、2光合作用合成的有機(jī)物是不是肯定是葡萄糖？光合作用所釋放出來的O 其氧原子是來自CO ，還是H O？222在反響物中有 12H O，生成物中也有 6H O，為什么不將兩者對消呢？22葉綠體為什么可以利用光能？CO 的性質(zhì)不活潑，為什么也能被復(fù)原成葡萄糖？2光合作用對于整個生物界甚至整個自然界有什么奉獻(xiàn)？目的：利用這些具有探究價值的問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為講課作預(yù)備。三共同探究，調(diào)整思維講授課的過程，就是在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生自己來探究和建構(gòu)自己學(xué)問框架的過程。方法：在整個學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以將自己的思想和他人的思想進(jìn)展比照。從中得到啟迪，并調(diào)整自己的思維，形成正確的生疏。教師把簡單的問題分解成

8、幾個小問題，幫助學(xué)生突破難點(diǎn)，同時讓學(xué)生在潛 移默化中學(xué)會解決簡單問題。光合作用的覺察板書第一步：教師讓學(xué)生閱讀以下材料，分析并分別得出結(jié)論：117 世紀(jì)初，布魯塞爾醫(yī)生Van Helmont 做了一個試驗：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削減57 克。他由此得出結(jié)論： 植物是從水中取得生長所需的物質(zhì)的。這個結(jié)論全部正確嗎？學(xué)生爭辯并得出結(jié)論：這個結(jié)論不全正確，植物生長還需要養(yǎng)分物質(zhì)。目的：通過爭辯不僅讓學(xué)生獲得了更全面、更準(zhǔn)確的學(xué)問，還提高了學(xué)生的語言表達(dá)力量、進(jìn)一步加強(qiáng)了學(xué)生的合作意識。21772 年

9、，英國化學(xué)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2使其中的小鼠窒息，但假設(shè)在密閉器中放入一枝薄荷，小鼠生命得到挽救。他的結(jié)論是植物能凈化空氣，但 他所做的試驗有時成功，有時失敗，試想一下可能的緣由是什么?學(xué)生爭辯并推想：可能試驗過程中沒考慮陽光的作用，致使薄荷產(chǎn)生的氧氣缺乏以供給應(yīng)小鼠呼吸。提出假設(shè)，光合作用需要陽光。31779 年，荷蘭醫(yī)生Jan Ingenhousz 才確定植物凈化空氣是依靠于光的。41782 年，日內(nèi)瓦牧師J.Senebier 證明，植物在光照時吸取CO ，并放出O 。2251804 年，N.T.de Saussure 覺察，植物光合作用

10、后增加的重量大于吸取CO 和放出O 。提問學(xué)22生：增加的局部來自什么物質(zhì)？學(xué)生爭辯并得出結(jié)論：水參與了光合作用。61864 年，德國科學(xué)家薩克斯J.von Sachs觀看到光照的葉綠體中有淀粉的積存，明顯這是由于光合作用產(chǎn)生的葡萄糖合成的。71880 年，德國植物生理學(xué)家恩吉爾曼教授利用水綿做了如下試驗：他將水綿放在暗處，然后用光束對水綿細(xì)胞的不同部位做點(diǎn)狀投射，覺察水中的好氧細(xì)菌明顯聚攏在投射到葉綠體上的光點(diǎn)處。提 問學(xué)生：為什么會消滅上述狀況？學(xué)生爭辯并得出結(jié)論：葉綠體是光合作用的場所，光合作用產(chǎn)生O 。2到 20 紀(jì) 30 年月，美國科學(xué)家魯賓和卡門做了如圖 1 所示的試驗。引導(dǎo)學(xué)生爭

11、辯，與學(xué)生共同完成試驗設(shè)計，同時演示幻燈片。用氧的同位素 18O 分別標(biāo)記H O 和CO ，使它分別成為 H 18O 和C18O ，2222然后進(jìn)展兩組光合作用的試驗：第一組向綠色植物供給 H 18O 和 CO ；22其次組向同種綠色植物供給 H O 和 C18O 。在一樣的條件下，對兩組光22合作用試驗釋放出的氧進(jìn)展分析，結(jié)果說明，第一組釋放的氧全部是18O ，其次組釋放的氧全部是O 。22這個試驗證明：光合作用釋放出來的氧氣全部來自水。教師總結(jié)：由此可以看出，幾代科學(xué)家歷經(jīng)二百多年，才對光合作用的生理過程有了比較清楚的生疏?？梢?，科學(xué)的進(jìn)展道路是很困難，這里不僅包含著科學(xué)家們的艱辛 勞動與

12、才智，還與社會科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與進(jìn)展親熱相關(guān)。至此，人們對光合作用的生疏可用下式表示：葉綠體6CO +12H 18O C H O +6H O+618O 板書：反響方程式226 12 622光能目的：通過讓學(xué)生模擬科學(xué)家的思維方式，重現(xiàn)生物學(xué)經(jīng)典試驗的過程和結(jié)論，重視前后學(xué)問的聯(lián)系。葉綠體中的色素板書其次步學(xué)生活動：課前先讓學(xué)生以分組的形式做“葉綠體中色素的提取和分別”試驗，并得到菠菜色素提取濾紙條。試驗結(jié)果如右圖在學(xué)生觀看的根底上，總結(jié)板書如圖2-9。 教師點(diǎn)撥：在通常狀況下，葉綠素的含量是類胡蘿卜素的 4 倍，因此，在春夏季節(jié)我們所見到的葉子通常是綠色。目的：通過試驗培育學(xué)生的觀看力量和動手力

13、量。第三步學(xué)生活動：閱讀以下材料1881 年，恩吉爾曼教授又做了以下試驗：他將一種絲狀綠藻剛毛藻置于顯微鏡下，并用具有精細(xì)光譜的光束照耀絲狀綠藻，覺察好氧細(xì)菌圍圍著藻絲照耀3幾分鐘后，這些細(xì)菌都聚攏在被紅光和藍(lán)紫光所照耀到的藻絲四周，如圖2 所示。這說明葉綠體中的色素主要吸取紅光和藍(lán)紫光。學(xué)生爭辯并得出結(jié)論：葉綠體中的色素主要吸取紅光和藍(lán)紫光。目的：學(xué)生獵取學(xué)問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(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、有利于學(xué)生學(xué)習(xí)活動的進(jìn)展還拓展了學(xué)生的學(xué)問面，將課堂與生活聯(lián)系起來，使學(xué)習(xí)不再枯燥乏味。很多 學(xué)生還學(xué)會了質(zhì)疑，并有了學(xué)以至用的想法。這充分表達(dá)了探究式學(xué)習(xí)的特點(diǎn)。光

14、合作用的過程板書第四步演示法：先用多媒體呈現(xiàn)葉綠體的亞顯微構(gòu)造，讓學(xué)生回憶已學(xué)過的葉綠體構(gòu)造的相關(guān)學(xué)問，弄清光合作用有關(guān)的酶和色素的分布部位，并進(jìn)一步說明光反響和暗反響的部位，以到達(dá)溫故知的 目的。教師表達(dá)：光合作用依據(jù)是否需要光的參與，分為光反響和暗反響。光反響階段板書光反響的過程，以教師講解為主，邊講解邊板圖。圖 210水的光解 板書讓學(xué)生回憶科學(xué)家魯賓和卡門所做的試驗，并讓學(xué)生寫出反響式：光2H O 4H+O 22由此推導(dǎo)，要生成 6mol 的 O ，需要光解 12mol 的水，可見2生成物中的水是后來重生成的，并且可將反響式簡化。葉綠體CO +H O CH O+O 板書：反響方程式22

15、22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(chǎn)生，也不能消逝，只是從一種形式轉(zhuǎn)變成另一種形式”入手，引導(dǎo)學(xué)生探究，要把光能轉(zhuǎn)變成葡萄糖中穩(wěn)定的化學(xué)能，首先要把光能轉(zhuǎn)變成ATP 中活潑的化學(xué)能，留待暗反響用。酶ADP+Pi+光能ATP教師演示，學(xué)生總結(jié)：場所：葉綠體的囊狀構(gòu)造薄膜上條件：色素、酶、光能水的光解：光光反響階段過程2H O 4H+O 22ATP 的形成：酶ADP+Pi+光能ATP本質(zhì)：光能轉(zhuǎn)化為ATP 中活潑的化學(xué)能4目的：在演示過程中，學(xué)生自己歸納總結(jié)，整合規(guī)律，能對所學(xué)的學(xué)問透徹理解，印象深刻。這無疑極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱忱。暗反響板書教師講解：光反

16、響必需在有光的條件下才能進(jìn)展，它為暗反響供給了H和 ATP；暗反響不需要光，但要以光反響為前提條件，并且需要 CO2 和酶等。從而引出暗反響，到達(dá)承上啟下的作用。第五步：暗反響如圖 2-11 所示，邊講解邊分析暗反響階段的 CO2的固定和CO2 的復(fù)原兩過程。教師演示，學(xué)生總結(jié)：場所：葉綠體的基質(zhì)中條件：多種酶CO 的固定：酶2暗反響階段過程CO + C25 2C3CO 的復(fù)原：ATP22C +HC H O CH O+ C + H O36 12 6252酶本質(zhì)：ATP 中活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能區(qū)別項場條本質(zhì)聯(lián)系目所件光反響葉綠體的囊狀構(gòu)造薄膜上色素、酶、光能光能轉(zhuǎn)化為ATP 中

17、活潑的化學(xué)能暗反響葉綠體的基質(zhì)中多種酶ATP 中活潑的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能光反響為暗反響供給能量ATP和復(fù)原劑H暗反響過程中產(chǎn)生的ADP 和 Pi 為光反響合成ATP 供給光反響與暗反響的相互關(guān)系教師啟發(fā)，學(xué)生歸納總結(jié)：四歸納總結(jié)，形成思維從上面的探討分析中，學(xué)生對光合作用的過程已有了一個根本的生疏，此時再加以歸納總結(jié)，可以幫 助學(xué)生理順?biāo)季S，形成正確的生疏?？梢猿惺芙處焼枌W(xué)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(zhì)。板書設(shè)計一、光合作用的概念光合作用的覺察葉綠體中的色素二、光合作用的過程光反響暗反響第三節(jié)光和作用葉綠體6CO +12H

18、O C H O +6H O+6O 226 12 622光能光反響與暗反響的相互關(guān)系最終再次歸納總結(jié)光合作用的概念，并把它提升到一個理性生疏，并在此根底上指出光合作用具用重要意義，為下節(jié)內(nèi)容的進(jìn)展做鋪墊。五學(xué)以致用，應(yīng)用思維學(xué)習(xí)的最終目的是為了應(yīng)用，適當(dāng)?shù)刈鲆恍┚毩?xí)，既可以檢查學(xué)生對學(xué)問的把握程度，又可以加深對課本學(xué)問的理解，也符合從實踐中來到實踐中去的生疏規(guī)律。八、穩(wěn)固練習(xí)( C )1.對光合作用產(chǎn)物中各元素的來源，表達(dá)錯誤的選項是A.產(chǎn)物H O 中的氫，來自反響物H O22產(chǎn)物H O 中的氧，來自反響物CO22產(chǎn)物C H O 中的氧，來自反響物H O6 12 62產(chǎn)物O ，來自反響物H O2

19、2( A )2.葉綠體中色素的提取和分別試驗的結(jié)果，濾紙條上四條色素帶的顏色從上到下依次是5A.橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、黃綠色B.黃綠色、藍(lán)綠色、黃色、橙黃色C.黃色、橙黃色、黃綠色、藍(lán)綠色D.橙黃色、黃色、黃綠色、藍(lán)紫色3.以下圖是光合作用的圖解，請據(jù)圖答復(fù)以下問題：(1)D 過程是在葉綠體的基粒的囊狀構(gòu)造薄膜上進(jìn)展的。E 過程是在葉綠體的 基質(zhì) 中進(jìn)展的。(2)圖中C 代表二氧化碳的復(fù)原 的過程。圖中代表的物質(zhì)中的氧來自于物質(zhì)二氧化碳。寫出圖中過程的反響式是： ATPH O2酶ADPPi能量。假設(shè)將正常進(jìn)展光合作用的植物突然停頓光照，但充分供給 CO ，則圖中代表的物質(zhì)含量將會 增2加 ，這

20、是由于 光 反響停頓，不能供給所必需的H 和 ATP ，而圖中 B 代表 二氧化碳的固定的過程仍在連續(xù)進(jìn)展的原因。九、教學(xué)反思通過這種互動教學(xué)模式，不但使學(xué)生樂觀地參與到學(xué)問的生發(fā)過程中來，把握課本的相關(guān)學(xué)問，而且 拓寬了學(xué)生的視野、記憶結(jié)實，也讓學(xué)生理解探究科學(xué)學(xué)問的一般過程，既培育了學(xué)生獨(dú)立思考的創(chuàng)精 神，同時又培育了學(xué)生相互幫助、協(xié)同協(xié)作的團(tuán)隊精神?？傊还茉趯W(xué)問目標(biāo)的落實，還是在力量目標(biāo) 情感目標(biāo)的培育方面都取得比較好的教學(xué)效果。6附錄學(xué)生閱讀材料17 世紀(jì)初，布魯塞爾醫(yī)生Van Helmont 做了一個試驗：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削減57 克。他得出結(jié)論：植物是從水中取得生長所需的物質(zhì)的。17