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1、光合作用教学设计高三生物 范月明一、概述光合作用是生物必修一整个第五章乃至整个高中教材中处于重要地位。本章节内容按照课标安排应 2 课时完成，我准备改为 3 个课时：第一课时只学习“光合作用的发现”，第二课时“通过实验学习有关光合色素的知识”，第三课时具体学习“光合作用的过程”。本节教学设计是该节的第一课时内容。光合作用研究的历史，本来不需一个课时的时间，但我准备让学生以经典的光合作用研究历史中的重要事件为线索，遵循科学家的探索思路，总结出光合作用的探究历程。了解科学家探究科学的艰辛历程和学会探究的一般方法，为以后的学习打下基础。二、教学目标分析1、认知目标 光合作用以及对它的认识过程； 光合
2、作用的概念及反应式。2、过程与方法目标 通过分析科学家发现光合作用的过程，尝试提出问题、做出假设，设计方案验证假设。理解假设的提出要有实验和观察的依据，需要严谨的推理和大胆的想象，并通过观察和实验进一步验证和完善。同时理解实验技术的进步所起的作用。3、情感态度与价值观目标关注“能量之源光与光合作用”与人们生活的关系，认识生物科学的价值；讨论科学史上的经典人物和实验，避免知识“去背景”和“简单化”。明确科学的研究态度在实验探究中的重要性 认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观 。学会参与、合作和交流 三、学习者特征分析学生在初中生物课中学习过有关光合
3、作用的知识，而且生活实践中也对光合作用有所了解。但是，对于光合作用的发现历史却很陌生，关键对于我们这节课要达到的目标“科学探究的一般方法”知之甚少。高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但对科学的探究心理认知能力还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。在教学过程中，教师要尽量创设学生活动的机会，让学生成为学习活动的主体，教师只是为学生的学习提供必要的指导和知识铺垫，让学生在教学过程积极参与讨论，发展思维、设计和操作能力，同时培养为科学勇于献身的探究精神。四、教学策略选择与设计教法
4、设计：按照以学生为主体、教师为主导、训练为主线的“三主”教学原则，在教学过程中，采用教师讲授与学生自学相结合，教师的启发与学生的分析、讨论、归纳相结合，师生共同探究的方法，突出重点、突破难点。学法指导： 探究学习法：对于光合作用的发现史，叶绿体中色素的提取、分离及作用，光合作用产物氧气的原子来源等采用科学探究的学习方法。观察对比法：对光合作用的过程，采用先观察 CAI 课件，再比较该过程中光反应与暗反应的区别和联系。归纳教学法：由光合作用过程归纳出它的实质和意义。 五、教学资源与工具设计搜集相关图片和素材；制作 Flash 多媒体课件（展示光合作用的发现史、色素的提取和分离的实验录象、色素的吸
5、收光谱、光合作用的过程等） 、计算机、实物展示平台（展示学生的实验结果）等。 六、教学过程教学过程教学环节教师活动 学生活动 设计意图创设情景播放绿色植物硕果累累的图片；人和其他动物吃的各种食物的照片。结合初中所学知识谈谈你对绿色植物进行光合作用的了解？讨论，踊跃发言。激情引趣，引起学生对光合作用的重视。提出问题引入课题在听取学生发言并给以肯定后，提出：那么光合作用是怎么发现的呢？激发学生的探究欲望和学习兴趣。【课件显示】 “公元前 3 世纪，亚里士多德提出，植物生长在土壤中，土壤是构建植物体的唯一原料。”提出问题：你认为他的观点正确吗？你能设计一个什么实验装置来探究你的假设吗？学生的讨论，提
6、出大胆猜想“不对”，并设计出实验装置。通过情景导入使学生尝试提出问题，作出假设。老师给以引导，在总结学生方案的基础上出示 1648 年，赫尔蒙特(Helmont)柳树实验装置（如图一）：讨论得出结论：植物生长所需的大部分物质并非来自于土壤；而得出：水分是建造植物体的唯一原料！培养学生的概括能力、语言表达能力和理解能力。实验一：1648年，赫尔蒙特(Helmont)柳树实验进一步提问：这个结论又科学吗？ 忽略空气对植物的影响。提出矛盾，激发学生思考，再逐步释疑，效果更好。出示动画（如图二中的动画截图） 观看动画演示 观察能力的培养 实验二：1771年普里斯特利(J.Priestley)实验根据实
7、验内容，提出问题1、这两组实验的现象是什么？单独密封的蜡烛很快熄灭、老鼠很快死去，与绿色植物一起的蜡烛暂时不会熄灭、老鼠会存活很长时间。了解对照实验原则、单因子变量原则实验中的相关应用。2、有无植物的两组实验装置，起什么作用？ 实验说明什么问题？对照作用、绿色植物可以 更新空气。3、该实验装置中玻璃罩有什么作用？排除干扰因素（外界空气的影响）。教师指出：当时他并不知道植物更新了空气的哪种成分，也没有发现光在这个实验中的关键作用。当然现在我们知道所更新的是氧气。 让学生认识到技术的发展在科学研究中的作用。提出问题但是，后来很多科学家在重复普里斯特利的实验时，总是有时成功，有时却会失败！这是什么原
8、因呢？学生大胆猜想。 设疑引发兴趣实验三、英格豪斯 实验 重复普里斯特利的实验，但始终在光下进行确定了植物的绿色部分，只有在光下才能起到 “净化”空气的作用。（吸收CO2,放出 O2）培养学生尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观 。自然过渡 设疑：光合作用除了生成气体，更新空气外，还有其他物质生成吗？ 回答问题。 （课件动画展示）模拟萨克斯实验观察动画演示，看书 52 页。锻炼学生观察能力。提出有关该实验的几个问题：黑夜中消耗有机物这一步是否可以省略？为什么？本实验是否存在对照组？若有，请指出单一变量。实验可以得出的结论是什么？讨论答出：让叶片中的营养物质（淀粉）消耗掉。 部分遮光
9、、部分曝光，进行对照。绿叶在光合作用中产生了淀粉实验四、1864年，德国萨克斯实验强调：绿叶在光合作用中产生了淀粉，一定需要光照。并设疑：什么是光合作用的场所呢？ 感受科学发现过程，提高学生探索求实的科学素养。进一步培养学生科学实验探究的原则和方法实验五、1880年恩格尔曼(Engelmann) 实验动画演示，重现恩格尔曼的实验过程 观察思考根据现象（结果）推出正确的结论，培养学生逻辑思维、现象：装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。推理、判断能力。恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？小组讨论发言：归纳出 4 个方面的巧妙之处。1、
10、为什么选用水绵做为实验材料？2、为什么选黑暗且没有氧气的环境？ 3、为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？4、实验结论是什么？学生充分小组讨论的基础上，每一小组发言归纳问题答案。小组内讨论交流培养了学生观察、分析综合能力。而且学会参与、合作和交流。教师给实验材料，如：金鱼藻、大烧杯、三角漏斗、带木塞的导管、 清水、强光、带火星的木条。小组讨论，设计方案。实验六、自己设计实验验证光合作用产生氧气 给出参考实验方案。 对比讨论本小组的成功与失败之处，体验成功。巩固已学知识，认识实验探究过程都必须依据一定的科学道理。体验合作学习过程。课外的练习 光合作用消耗 CO2的实验 培养实际
11、应用的能力情境设疑 光合作用释放的 O2到底是来自 H2O，还是CO2呢，还是两者兼而有之？讨论 提示：同位素标记进行光合作用的实验，是为了弄清楚在光合作用中产生的氧到底是来自水还是二氧化碳？还是两者兼而有之？同学们考虑一下，应标记哪一种元素？如何设计这个实验呢？讨论后分析回答问题： 用氧的同位素18O 分别标记H2O 和 CO2,使它分别成为 H218O和 C18O2。培养学生运用所学的知识和技能解决实际问题的能力。实验七、1930年，（美）鲁宾和卡门实验阅读 P53 实验，得出什么结论？光合作用中释放的氧气全部来自于水光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量
12、的有机物，并且释放出氧气的过程。光合作用概念 由于光合作用中释放的氧气全部来自于水，所以为反应光合作用的实质，其反应式又可以表示为：6CO212H 2O C6H12O6 6H2O6O 2分析反应中各元素的来源去路通过学生主动参与建构概念的整个过程，加深对概念的理解。小结师生共同归纳总结出生物学实验的一般原则：1、科学性原则（排除干扰因素、正确选材等）2、可重复性原则（操作规范等）3、对照性原则（设置对照组）4、单一变量原则培养学生提炼和归纳能力。七、教学评价设计1.根据光合作用的原理，举出几个增加农作物产量的措施？并简述理由。2.畅想未来，如何将其它星球改变为人类的第二个故乡？教学评价是通过教
13、师精心设计课堂、课后作业，学生口头回答、书面回答，来检查学生对这一节所学知识掌握情况的一条有效途径。光合作用的过程是本节课的难点，又是重点之一，所以设计的第一题就是关于这一知识点。由于在讲课过程中，学生已经总结了光合作用过程中光反应、暗反应的比较表，因此这一题的难度不算大，学生回答的正确率高达 90%。学以致用，学习科学文化知识就是为了在生产、生活中运用，使之产生科学价值。因此，设计的第二题是关于如何提高农作物产量方面的习题，让学生依据光合作用原理，发挥想象谈谈自己的想法。这一题可让学生讨论、回答，学生基本上能从光源方面（红光、蓝紫光）、原料（增施 CO2 肥料）等方面进行分析、总结。第三题让
14、学生展开想象的翅膀。畅想未来，随着人口的增多，人类向其它星球进军，如何建造人类的第二个故乡（适应人类生存的环境）。这一题采用课后完成，一周后在班里进行交流。我想，这样做既达到了掌握科学知识的目的，又让学生产生了浓厚的兴趣，主动地变“要我学”为“我要学”。 3. 学生课堂表现评价量表项目 A 级 B 级 C 级 个人评价 同学评价 教师评价认真上课认真听讲，作业认真， 参与讨论态度认真上课能认真听讲，作业依时完成，有参与讨论上课无心听讲，经常欠交作业，极少参与讨论积极 积极举手发言，积极参与讨论与 能举手发言，有参与讨论与交流 很少举手，极少参与讨论与交流 交流，阅读完了 自信大胆提出和别人不同
15、的问题，大胆尝试并表达自己的想法有提出自己的不同看法，并作出尝试不敢提出和别人不同的问题，不敢尝试和表达自己的想法思维的条理性能有条理地表达自己的意见，解决问题的过程清楚，做事有计划能表达自己的意见，有解决问题的能力，但条理性差些不能准确在表达自己的意思，做事缺乏计划性，条理性，不能独立解决问题思维的创造性具有创造性思维，能用不同的方法解决问题，独立思考。能用老师提供的方法解决问题，有一定的思考能力和创造性思考能力差，缺乏创造性，不能独立解决问题我这样评价自己：伙伴眼里的我：老师的话：注：a.本评价表针对学生课堂表现情况作评价，用于课堂中评价b.本评价分为定性评价部分和定量评价部分c.定量评价
16、部分总分为 100 分，最后取值为教师评、同学评和自评分数按比例取均值d.定性评价部分分为“我这样评价自己” 、 “伙伴眼里的我”和“老师的话” ，都是针对被评者作概括性描述和建议，以帮助被评学生的改进与提高。八、帮助和总结1、课题特点和材料处理 有关光合作用的知识是整个高中教学的难点和重点，而本节课仅仅对“光合作用的发现”进行探讨学习。就知识目标看很少，很容易达到；但是我为该节课定下的能力目标却很高，是学生要通过本节课的学习，达到“掌握科学实验探究的一般原则，重点是对照实验原则和单因子变量原则”的目标，为以后生物学的学习扫除障碍。所以我在教材处理上，按时间线索对有关光合作用的经典实验纵然书上没有的也进行了补充学习，沿着科学家的脚印进行了光合作用的发现探究之旅。使学生在体会科学的艰辛和严谨的同时，体验掌握了科学探究的一般方法。2、教学中始终坚持“学生为主体、教师为主导” 新课程的教育体系要求教学过程要以学生的发展为本，提出“学生是教学的主体”。因此我在设计本课的教学过程时
