光合作用 教學(xué)設(shè)計(jì)

3.6《光合作用》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)理念新課程以構(gòu)建主義理論、多元智能理論、人本主義學(xué)習(xí)理論為理論基礎(chǔ)，著眼于學(xué)生的全面發(fā)展，倡導(dǎo)著全新的教學(xué)理念?？茖W(xué)作為一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的學(xué)科，注重理論與實(shí)際相結(jié)合，注重合作探究，旨在培養(yǎng)學(xué)生樂于探索、勤于思考、主動(dòng)參與的科學(xué)精神，從而提高他們的科學(xué)素養(yǎng)，使每位學(xué)生充分發(fā)揮自己的潛能。教材分析《光合作用》是初中科學(xué)浙教版八年級(jí)下冊(cè)，第三章第六節(jié)的內(nèi)容。本教學(xué)設(shè)計(jì)主要針對(duì)第一課時(shí)展開分析。該內(nèi)容是初中科學(xué)的一個(gè)重點(diǎn)，是將生活常識(shí)放到理論中來學(xué)習(xí)的一個(gè)典例，結(jié)合實(shí)驗(yàn)探究展開教學(xué)，有助于培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。另外，根據(jù)教材的編排順序來看，本節(jié)課之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧氣、二氧化碳、呼吸作用等知識(shí)，為光合作用的學(xué)習(xí)打下了一定的基礎(chǔ)。并且，為下節(jié)課自然界中的碳循環(huán)和氧循環(huán)的知識(shí)做好鋪墊，起到一個(gè)很好的承上啟下的作用。學(xué)情分析初二的學(xué)生正處于皮亞杰認(rèn)知理論中的形式運(yùn)算階段，對(duì)知識(shí)有著強(qiáng)烈的求知欲，并且已經(jīng)具備了一定的學(xué)習(xí)能力。不論是理論知識(shí)的儲(chǔ)備，還是實(shí)驗(yàn)方面的能力，學(xué)生都已經(jīng)有所具備。但是，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)探究方面仍然存在一定的困難，思維的發(fā)散略有欠缺，對(duì)實(shí)驗(yàn)的嚴(yán)謹(jǐn)性更是欠考慮。因此。本節(jié)課，學(xué)生除了要清楚光合作用的理論知識(shí)，更要將探究實(shí)驗(yàn)部分牢牢掌握，這就需要老師的循循善誘以及學(xué)生的積極配合。相信本節(jié)課會(huì)對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能起到一個(gè)很好的提高作用。教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能：1．了解光合作用的原理，掌握光合作用的方程式；2．了解光合作用的條件是光和葉綠體，了解其產(chǎn)物是氧氣和有機(jī)物；3．知道光合作用實(shí)驗(yàn)探究的過程及其原理。過程與方法：1．通過實(shí)驗(yàn)探究，提高實(shí)驗(yàn)探究的技能；2．通過問題解決，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀：1．通過光和作用的學(xué)習(xí)，體會(huì)到科學(xué)注重理論與實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)對(duì)科學(xué)的熱愛；2．通過實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)實(shí)事求是的實(shí)驗(yàn)態(tài)度和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)思維，提高科學(xué)素養(yǎng)。教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：光合作用的原理難點(diǎn)：光合作用條件和產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)探究教學(xué)方法教法：講授法、實(shí)驗(yàn)法、歸納法學(xué)法：實(shí)驗(yàn)法、觀察法、歸納法、練習(xí)法教學(xué)過程環(huán)節(jié)一：情境導(dǎo)入，激趣引新（打開之江匯）同學(xué)們，大家是否在日常生活中觀察到過植物冒泡泡的現(xiàn)象呢？老師今天帶來了一瓶水生植物（拿起瓶子）：小球藻和金魚藻。（走近學(xué)生），大家仔細(xì)看，瓶中金魚藻的表面正在咕嚕嚕地冒泡！那么，想必大家和老師一樣有疑問，這個(gè)氣泡是什么氣體呢？學(xué)生猜測：光合作用產(chǎn)生的氧氣。沒錯(cuò)，在生活中，大家似乎對(duì)光合作用非常熟悉，那么究竟什么是光合作用，它的原理又是怎樣的呢？我們先來學(xué)習(xí)今天的新課內(nèi)容。（寫標(biāo)題）環(huán)節(jié)二：交流討論，掌握原理昨天，老師已經(jīng)布置了作業(yè)，讓大家去搜索關(guān)于光合作用的資料，并做成思維導(dǎo)圖上傳到了之江匯，大家的作業(yè)都很棒，老師選了其中比較有特點(diǎn)的一篇請(qǐng)同學(xué)來展示一下他的成果。（之江匯上打開，并走到PPT處）我們可以看到，蘇宏的思維導(dǎo)圖以時(shí)間為主線，循著科學(xué)家的腳步，向大家展示了探究光合作用的一個(gè)發(fā)現(xiàn)歷史。現(xiàn)在請(qǐng)?zhí)K宏同學(xué)來解說一下你的思維導(dǎo)圖，你有哪些知識(shí)想和大家分享？蘇宏：（拿著思維導(dǎo)圖上臺(tái)，站在PPT前）最早的時(shí)候，亞里士多德曾經(jīng)猜想，植物是從土壤中吸收養(yǎng)料長大的，這個(gè)猜想很符合我們生活的經(jīng)驗(yàn)。但是后來，海爾蒙特、普利斯特利等等，很多科學(xué)家，他們通過一次次的實(shí)驗(yàn)，研究發(fā)現(xiàn)了二氧化碳和水是植物生長的原料，并且能夠產(chǎn)生有機(jī)物和氧氣。在1897年的時(shí)候，才在教科書里首次被稱為光合作用。還有同學(xué)想要補(bǔ)充的嗎？還有哪些關(guān)于光合作用的知識(shí)？預(yù)期回答：光合作用的進(jìn)行還需要光照。預(yù)期回答：光合作用的場所在葉綠體，葉綠體內(nèi)含有葉綠素等色素，能吸收陽光。好，兩個(gè)小問題：1.光合作用需要的二氧化碳來自于哪里？學(xué)生：大部分從空氣中吸收。2.水呢？學(xué)生：從土壤中吸收，然后運(yùn)輸?shù)饺~片。總結(jié)：很好，老師把這幾位同學(xué)的回答綜合一下（配合板書）：綠色植物的光合作用通過葉綠體這個(gè)場所，在光照這個(gè)條件下，利用二氧化碳和水作為原料，生成有機(jī)物和氧氣這些產(chǎn)物。那么，上述過程我們可以用一個(gè)方程式來表示，有沒有同學(xué)自告奮勇上來寫一寫？（學(xué)生上臺(tái)寫）這個(gè)看似簡單的結(jié)論，卻是人們花了將近150年的時(shí)間，經(jīng)歷了無數(shù)次失敗的實(shí)驗(yàn)，才得到的成果。所以啊，今天的我們，都是站在巨人的肩膀上，才能夠看到許多事物的本質(zhì)。環(huán)節(jié)三：實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，問題解決現(xiàn)在，我們已經(jīng)弄清了光合作用的基本原理。那么，老師想說，所有的科學(xué)定理都是具有可證偽性的，所以，我們可以通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證光合作用的文字表達(dá)式到底是真還是偽。我們先從光合作用的產(chǎn)物入手?；氐介_課時(shí)給大家看的金魚藻，我們?cè)趺慈ヲ?yàn)證它產(chǎn)生的氣體就是氧氣？大家先回顧一下，我們通常用什么方法來檢驗(yàn)氧氣呢？學(xué)生：帶火星的木條。所以，目前的問題在于，我們?nèi)绾伟堰@些氣體收集起來呢？這個(gè)是比較有難度的。（切換到講臺(tái)的電腦，放映PPT，站在PPT的位置）我們一起來看課本上的實(shí)驗(yàn)，老師請(qǐng)一位同學(xué)來簡單介紹這個(gè)裝置：用一個(gè)漏斗倒扣在金魚藻上面，氣體可以從管口出去，再在管口上罩住一個(gè)裝滿了水的試管。那為什么要裝滿水呢？學(xué)生：排盡空氣。是的，這是利用排水法收集氧氣。然后把裝置放在陽光下，就可以在試管中收集到氧氣。實(shí)驗(yàn)過程其實(shí)很簡單。不過呢，沈謝承和宣淑苗同學(xué)提出了一個(gè)改進(jìn)的方案，可以直接拿老師手上這瓶植物進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。我們請(qǐng)沈謝承來展示他的方案，學(xué)生表述：（擠壓礦泉水直到水滿）大家覺得他這樣做的目的是什么呢？學(xué)生：排盡空氣。對(duì)，我們也是用排水法的方式進(jìn)行收集。（蓋上瓶蓋）好，繼續(xù)。學(xué)生：瓶中的植物不斷產(chǎn)生氣體，會(huì)使瓶子膨脹恢復(fù)原狀。大家思考一下：這樣的一個(gè)設(shè)計(jì)有沒有什么需要注意的地方？提示學(xué)生：萬一二氧化碳不足怎么辦？學(xué)生：加入一點(diǎn)二氧化碳釋放劑，市場上可以買的。所以大家在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，考慮要更加的全面。很好，也就是說，最終，我們可以在瓶子的上方獲得一部分的氣體用于檢驗(yàn)。那么，這個(gè)裝置有什么優(yōu)勢呢？學(xué)生回答：可以在瓶子放入更多的植物，從而收集到更多的氣體，而且裝置也更簡單……但是由于這個(gè)實(shí)驗(yàn)需要約2-3個(gè)小時(shí)的時(shí)間和足夠的陽光，所以無法現(xiàn)場進(jìn)行，老師提前在光照下放置了一段時(shí)間，并錄制了一個(gè)微課和大家分享。（PPT上播放）剛才在視頻中，大家觀察到了什么現(xiàn)象？學(xué)生：冒氣泡在陽光充足的時(shí)候，植物的光合作用是非常明顯的，所以大自然的奇妙之處每天都在我們身邊發(fā)生著，我們要有一雙善于發(fā)現(xiàn)的眼睛。實(shí)際上，老師手上這一瓶就是視頻中的那一瓶植物，我們已經(jīng)收集到了一部分的氣體，現(xiàn)在我們一起來檢驗(yàn)。演示，觀察到木條復(fù)燃。可見，這部分氣體確實(shí)是氧氣。現(xiàn)在，氧氣的檢驗(yàn)已經(jīng)完成了，那么我們?nèi)绾蝸眚?yàn)證光合作用的另一個(gè)產(chǎn)物有機(jī)物呢？（PPT放映）有機(jī)物大家知道嗎？事實(shí)上，葡萄糖是光合作用首先制造出來的一種有機(jī)物，但是很快葉子就將其轉(zhuǎn)化成淀粉，檢驗(yàn)葉子內(nèi)的淀粉要比檢驗(yàn)葉內(nèi)的糖容易得多，所以葉子含有淀粉可以看成是發(fā)生光合作用的依據(jù)。那么請(qǐng)大家回顧一下，我們?nèi)绾螜z驗(yàn)淀粉？學(xué)生：淀粉遇碘變藍(lán)色。大家思考一下，如果讓你來進(jìn)行這個(gè)實(shí)驗(yàn)，你會(huì)怎么設(shè)計(jì)？預(yù)期回答：我可能會(huì)摘一片葉子然后滴上碘液，看看有沒有變藍(lán)色。好像確實(shí)也挺有道理哦！但是在實(shí)際操作時(shí)，我們卻有方方面面的問題需要考慮到。那么具體如何操作？現(xiàn)在，給大家1-2分鐘的時(shí)間閱讀課本上的實(shí)驗(yàn)過程。（學(xué)生閱讀，我準(zhǔn)備播放視頻）由于前期的準(zhǔn)備時(shí)間太長，所以老師提前請(qǐng)同學(xué)幫忙一起錄制了一個(gè)vlog，大家來觀看一下?，F(xiàn)在，老師有兩個(gè)小問題：1、為什么要先進(jìn)行24小時(shí)的遮光處理？2、老師在用鋁箔遮蓋葉子時(shí)，是在同一片葉子上遮蓋了一部分，這里的變量是什么呢？給大家1-2分鐘的時(shí)間討論一下這兩個(gè)問題。學(xué)生回答：1、消耗、運(yùn)走原來的有機(jī)物（我們也可以稱為饑餓處理）；2、變量是有無光照。因此，這里運(yùn)用了什么科學(xué)方法？學(xué)生：控制變量法。也就是說，這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們還可以順便探究植物的光合作用是否需要光。實(shí)際上，這里還有一個(gè)小細(xì)節(jié)要注意：為什么是在同一片葉子上進(jìn)行操作？就是說，我能不能一片葉子全部用鋁箔遮光處理，另一片葉子不遮光，讓它充分接受光照，這樣不是也可以嗎？學(xué)生……（如果學(xué)生回答不出來，可以提示：不同的葉子大小就先不一樣了，吸取到的水分啊，二氧化碳啊，可能都是不一樣的，也就是說，用同一片葉子也是為了控制變量的原則，控制無關(guān)的變量，防止對(duì)結(jié)果造成干擾）那么，到目前為止，大家思考一下，如果光合作用的方程式成立，接下來會(huì)發(fā)生什么現(xiàn)象？也就是說，是有鋁箔還是沒有鋁箔遮蓋的地方會(huì)有淀粉產(chǎn)生？學(xué)生：沒有鋁箔遮蓋的地方（有光照的地方）接下來，我們可以直接滴加碘液來檢驗(yàn)淀粉了嗎？學(xué)生：不行。后續(xù)的步驟，需要大家合作完成。我們先再次明確一下實(shí)驗(yàn)的過程。我們來看，第三步：酒精隔水加熱脫色。（配合PPT）也就是說，等會(huì)大家把葉片放到酒精中，再對(duì)酒精進(jìn)行水浴加熱。有沒有同學(xué)自告奮勇來介紹一下這個(gè)步驟的注意點(diǎn)？1.酒精要水浴加熱，不能直接加熱，因?yàn)榫凭兹?、為什么要用酒精進(jìn)行脫色？（溶解葉綠素，防止干擾顏色的觀察）3、能不能用水來進(jìn)行脫色呢？（水不能溶解葉綠素，酒精可以）另外，老師提示一點(diǎn)：等會(huì)大家在大燒杯中加入約150-200ml的熱水，在小燒杯中加入20-30ml的酒精。然后，等葉片脫色至黃白色，用旁邊的清水進(jìn)行漂洗，這里漂洗的是什么？葉綠素。對(duì)，可能有葉綠素附著在表面，我們清洗一下會(huì)更好。另外，老師告訴大家，剛脫色完的葉子是比較脆的，用清水漂洗一下也可以起到軟化的作用。然后我們?cè)俚渭拥庖?，大約半分鐘后，等顯色反應(yīng)出來后，再用清水漂洗掉多于的碘液。最后，觀察并記錄現(xiàn)象，完成任務(wù)單上的內(nèi)容。過程大家都明確了嗎？先別急著動(dòng)手，大家有沒有想過，為什么教科書對(duì)銀邊天竺葵情有獨(dú)鐘呢？普通天竺葵可以嗎？它只是沒有銀邊而已。有沒有小組愿意嘗試一下？選2組做普通的。實(shí)驗(yàn)過程中隨堂直播展示成果。任務(wù)單內(nèi)容：蓋鋁箔的部分是否變藍(lán)？不變藍(lán)不蓋鋁箔的見光部分是否變藍(lán)？變藍(lán)說明了什么呢？說明光合作用需要光照（2）銀邊天竺葵葉片的綠色部分變藍(lán)色了，白色部分卻沒有，說明了什么？光合作用需要葉綠素（因此，銀邊實(shí)際上控制了有無葉綠體的變量）（3）為什么選擇銀邊天竺葵？普通天竺葵有什么優(yōu)缺點(diǎn)？普通天竺葵葉片比銀邊天竺葵要厚，所以脫色比較慢，而且不能進(jìn)行有無葉綠體的對(duì)比?，F(xiàn)在老師請(qǐng)一位同學(xué)來總結(jié)一下實(shí)驗(yàn)中得到的結(jié)論。光合作用能產(chǎn)生有機(jī)物，且實(shí)驗(yàn)必須在光照條件下，在有葉綠體的細(xì)胞中才能產(chǎn)生。環(huán)節(jié)四：闡明意義，形成評(píng)價(jià)也就是說，這個(gè)方程式中，反應(yīng)的條件和產(chǎn)物我們都已經(jīng)得到了證實(shí)。不過，光合作用的原料的必要性還等待著我們進(jìn)一步的驗(yàn)證，時(shí)間關(guān)系，同學(xué)們可以自己嘗試著設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，我們下節(jié)課再進(jìn)行討論。那么再次回到光合作用上來，細(xì)心的同學(xué)可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，在書上開頭有這樣一句話“光合作用被稱為地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)”，你認(rèn)為它重要在哪里呢？有什么樣的意義？或者說它的產(chǎn)物