資源簡介

5-4 《光合作用的探究歷程》教學(xué)設(shè)計
[教材分析]
本節(jié)課為高中必修1《分子與細(xì)胞》（人教版）第5章 第4節(jié)能量之源——光與光合作用中的內(nèi)容。第4節(jié)包括“捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)”、“光合作用的原理和應(yīng)用”兩大部分，其中“光合作用的探究歷程”這部分內(nèi)容往往被許多老師在上課時一帶而過，并未加以重視。事實上，光合作用探究過程中的經(jīng)典實驗，從一定程度上反映了科學(xué)探究的一般方法，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)精神、科學(xué)態(tài)度和科學(xué)研究方法的好素材，為后面眾多的實驗打下一個良好的感知基礎(chǔ)，也為講述光合作用的原理、過程做好知識鋪墊。因此，“光合作用的探究歷程”這部分內(nèi)容相當(dāng)重要，不容忽視。
[教學(xué)目標(biāo)]
知識性目標(biāo)：
1．說出光合作用的探究歷程。
2．初步掌握科學(xué)探究的一般方法。
技能性目標(biāo)：
嘗試分析實驗、設(shè)計實驗。
情感性目標(biāo)：
1．關(guān)注科學(xué)工作的方法和過程，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度及創(chuàng)新、合作的科學(xué)精神。
2．體驗科學(xué)發(fā)現(xiàn)的艱難和科學(xué)家們的智慧力量，確立進(jìn)行科學(xué)研究的欲望和信心。
[教學(xué)重點]
1．光合作用的探究歷程。
2．科學(xué)探究實驗的基本方法。
[教學(xué)難點]
真正領(lǐng)悟探究實驗的科學(xué)原理和方法，并很好地運用到設(shè)計實驗中。
[教學(xué)方法]
探究與發(fā)現(xiàn)式教學(xué)；小組合作學(xué)習(xí)
[教學(xué)媒體]
實物投影、多媒體課件
[教學(xué)設(shè)計思路]
本節(jié)課以“光合作用的探究歷程”為主線，遵循科學(xué)家的探索思路，通過對幾個經(jīng)典實驗的討論分析，采取“提出問題—探究—解決問題”的教學(xué)方法，層層遞進(jìn)，環(huán)環(huán)相扣，讓學(xué)生對科學(xué)探究有一個比較完整的認(rèn)識，從中領(lǐng)悟科學(xué)探究的原則和一般方法。
在教學(xué)中，采用多元化的教學(xué)方式：利用視頻動畫、錄像等教學(xué)手段，讓學(xué)生對實驗過程有直觀感性的認(rèn)識；通過學(xué)生課前設(shè)計表格、角色扮演、代表介紹等手段，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)主動積極性；把學(xué)生分為若干小組活動，使學(xué)生在較短的時間內(nèi)確定實驗方案，培養(yǎng)團(tuán)隊合作精神；通過師生共同總結(jié)并同步板書，讓學(xué)生更深入地理解光合作用的概念和總反應(yīng)式中的各個部分；通過課堂實驗設(shè)計，及時加深鞏固本節(jié)課所學(xué)習(xí)、涉及到的實驗原理和方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素質(zhì)和創(chuàng)新精神。
在探究問題的過程中，使學(xué)生感受到知識產(chǎn)生與發(fā)展是受當(dāng)時科學(xué)發(fā)展水平限制的，并通過一些具體的數(shù)據(jù)：500多次、300多年，讓學(xué)生體會到科學(xué)上的每一項發(fā)明和發(fā)現(xiàn)的背后都凝聚著無數(shù)探索者的辛勤勞動，更好地理解為什么說生物學(xué)的發(fā)展史就是一部眾多生物學(xué)家不計個人名利為科學(xué)事業(yè)奉獻(xiàn)畢生精力的奮斗史，對學(xué)生進(jìn)行情感教育，這也是本節(jié)課的重中之重。
[教學(xué)過程]
教學(xué)內(nèi)容 教師活動 學(xué)生活動
創(chuàng)設(shè)情景，引入新課 視頻播放一小段有關(guān)原始地球的錄像，然后就人類生存而言，讓學(xué)生比較原始地球和現(xiàn)在地球氣體成分中最大的不同是什么？ 氧氣的產(chǎn)生與什么生理過程有關(guān)呢？ 那么，什么是光合作用呢？ （課件同步顯示） 光合作用是怎樣被人們發(fā)現(xiàn)的呢？今天，我們就一起回到歷史長河中去，共同解開光合作用之謎。 觀看錄像 討論回答：氧氣 討論回答：光合作用 回憶光合作用概念，歸納進(jìn)行光合作用的原料、產(chǎn)物、條件及場所。 思考
新課教學(xué) 光合作用的探究歷程 1．1642年 比利時 海爾蒙特實驗 2．1771年 英國 普利斯特利實驗 3．1779年 荷蘭 英格豪斯 4．1845年 德國 博耶 5．1864年 德國 薩克斯實驗 課堂小結(jié) 6．1939年 美國 魯賓、卡門實驗 7．20世紀(jì)40年代 美國 卡爾文實驗 總結(jié) 視頻展示：植物生長的一生 疑問：植物為什么長大？所需營養(yǎng)物質(zhì)來自哪里？ 課件展示背景資料（亞里士多德觀點） 觀點是否正確？怎樣證實？ （課前已發(fā)給學(xué)生相關(guān)英文資料閱讀，并要求將數(shù)據(jù)整理成表格） 投影1～2名學(xué)生設(shè)計的表格 實驗前實驗后重量變化柳苗土壤
此實驗?zāi)艿贸鍪裁唇Y(jié)論呢？ 通過實驗，海爾蒙特推翻了亞里士多德的錯誤觀點，那他的實驗結(jié)論完全正確嗎？ 從植物生活環(huán)境的角度分析，還應(yīng)考慮什么因素？ 引導(dǎo)提出問題：空氣對植物的生長有影響嗎？ Flash動畫演示實驗過程，引導(dǎo)思考： 1.幾組實驗的現(xiàn)象是什么？ 2.有無植物的兩組實驗裝置起什么作用？ 3.該實驗裝置中玻璃罩有什么作用？（引導(dǎo)分析，并指出實驗設(shè)計中的基本原則：對照、單一變量等） 普利斯特利的實驗看似簡單，但后人做得實驗很多不能成功，這是為什么呢？引導(dǎo)提出問題。 鋪墊：簡介荷蘭科學(xué)家英格豪斯 告訴大家一個好消息，我們有幸地“請到了”荷蘭科學(xué)家英格豪斯，請他針對這個問題給大家作報告。 傾聽，幫助交換意見 旁白：直到1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確這一結(jié)果?？梢娚锟茖W(xué)的發(fā)展需要建立在其他學(xué)科的基礎(chǔ)上。 在這一過程中，光能哪去了？ 鋪墊：簡介德國科學(xué)家博耶 我們有幸“請到了”德國科學(xué)家博耶，下面請他談?wù)効捶ā? 過渡：光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能，貯存于什么物質(zhì)中呢？ 問題：植物光合作用除了釋放氧氣，還產(chǎn)生什么物質(zhì)呢？ 播放視頻錄像 引導(dǎo)思考： 1．暗處理這一步是否可以省略？為什么？ 2．本實驗是否存在對照組？若有，請指出單一變量。 3．這個實驗可得出什么結(jié)論？ （強(qiáng)化科學(xué)探究實驗設(shè)計的基本方法、原則） 補(bǔ)充：除淀粉外，還可產(chǎn)生其他有機(jī)物，表示為（CH2O）。 結(jié)合課件引導(dǎo)歸納每個實驗結(jié)論，并同步板書： H2O +CO2 （CH20）+O2 進(jìn)一步強(qiáng)化光合作用的概念及其要點。 結(jié)合板書，引導(dǎo)提出問題。 問題：應(yīng)標(biāo)記哪一元素？怎樣設(shè)計實驗？ 點評學(xué)生的實驗設(shè)計，肯定他們的優(yōu)點，指出存在的不足。 課件簡要展示實驗過程，并引導(dǎo)得出結(jié)論。 問題：光合作用產(chǎn)生的有機(jī)物又是怎樣合成的呢？ 簡述卡爾文循環(huán) 今天我們只是簡單了解光合作用的生理過程，具體是如何進(jìn)行的呢？我們將在后面繼續(xù)學(xué)習(xí)。 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們可以看到幾代科學(xué)家歷經(jīng)三百多年才對光合作用這一生理過程有了較清楚的認(rèn)識，可見科學(xué)發(fā)展的道路是很艱難的，不僅包含了科學(xué)家們的艱辛和智慧，還與科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步發(fā)展密切相關(guān)。光合作用是個非常復(fù)雜的過程，仍有許多未知領(lǐng)域，對光合作用更深層次的探索，目前仍在進(jìn)行，希望在以后的研究成果中能看到同學(xué)們的名字。 觀看視頻 思考討論 閱讀、質(zhì)疑 思考回答 分析評價 小組討論總結(jié)：水分是植物建造自身的原料。 質(zhì)疑 討論發(fā)言：光、空氣等。 思考并作出假設(shè)：有影響。 觀看動畫 小組分析討論，得出結(jié)論：植物可以更新空氣。 思考，提出問題：植物在什么情況下可以更新空氣呢？ 鼓掌歡迎 “英格豪斯”扮演者用課件演示并指出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空氣。 進(jìn)一步提出問題：由于當(dāng)時化學(xué)發(fā)展水平的限制，不清楚植物吸收、釋放氣體的成分，同學(xué)們根據(jù)現(xiàn)有的知識，知道是什么嗎？ 其他學(xué)生回答：吸收CO2，放出O2。 鼓掌歡迎 “博耶”扮演者用課件顯示能量轉(zhuǎn)換和守恒定律，指出植物在進(jìn)行光合作用時，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲存起來。 思考 課外小組代表結(jié)合錄像介紹實驗過程及現(xiàn)象。 小組討論回答，得出結(jié)論：光合作用的產(chǎn)物除了氧氣，還有淀粉。 歸納，參與小結(jié) 提出問題：光合作用釋放的氧氣，到底來自于H2O還是CO2？ 閱讀課本第102頁相關(guān)內(nèi)容，了解同位素標(biāo)記法。 小組討論設(shè)計思路，展示他們的小組實驗設(shè)計方案。經(jīng)過全體同學(xué)的質(zhì)疑和探討，完善實驗方案。 討論得出結(jié)論：光合作用釋放的氧氣來自水。 閱讀課本第102頁相關(guān)內(nèi)容 感悟科學(xué)道路的艱辛
課堂探究 提供材料引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計實驗：證明CO2是綠色植物光合作用的原料。 師生分析、評價 小組合作討論設(shè)計實驗
課后作業(yè) 完成第103頁思考與討論，并設(shè)計實驗：證明氧氣是光合作用的產(chǎn)物。
[教學(xué)反思]
　　新課程主張教學(xué)過程的重心由知識傳授轉(zhuǎn)向?qū)W生發(fā)展，教師的職責(zé)是越來越少地傳授知識，而越來越多地激勵學(xué)生思考。因此本節(jié)課在設(shè)計上就是真正以學(xué)生為本，以學(xué)生的表演代替老師的“講”，以學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和討論代替教師的“灌”，讓學(xué)生學(xué)會自主學(xué)習(xí)，學(xué)會合作學(xué)習(xí)，真正成為學(xué)習(xí)的主體，教師只是一位交換意見的“參加者”，一位幫助發(fā)現(xiàn)矛盾論點而不是拿出現(xiàn)成真理的 “顧問”。因而這節(jié)課師生平等和諧，學(xué)生反應(yīng)活躍，在知識、技能和情感等領(lǐng)域上得到較好的發(fā)展，創(chuàng)造性思維得以體現(xiàn)，對自己得出的知識印象深刻，教學(xué)反應(yīng)效果很好。

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