資源簡介

光合作用與能量轉化 教學設計
一、教材分析
細胞的生命過程依賴于能量的推動。教學中，教師引導學生從實際生活中發現和提出問題，然后探索、解決這些問題，最后總結歸納出解決問題的策略或規律。在幾乎所有的生命系統中，太陽能都是能量的主要來源。因此，研究細胞培養過程中能量代謝規律對提高教學質量具有重要意義。細胞需要接受外部的能量并將其轉化為有用的物質，這一過程涉及一系列復雜的化學變化。這部分內容與我們的日常生活有著緊密的聯系，深入探討了影響光合作用的各種環境要素，并通過精心設計的實驗方案來提升學生的科學素養和培養他們的合作探究能力，同時也體現了“鼓勵探究性學習”和“自主學習”的教學理念。光合作用的過程不僅是教學的焦點，也是教學的難點。它是未來學習生態系統物質循環和能量流動的基礎，具有承前啟后的作用。因此，本節是必修一的重點內容，也是整個高中階段的重要內容之一。
二、學情分析
學生對光合作用的基礎理論有了初步的了解，但他們對光合作用的定義和概念的掌握還不夠深入。雖然他們對探究性實驗有了初步的了解，但對于探究性實驗的基本原理、操作步驟和方法尚未完全掌握。因此，教師需要采用一些有效措施來提高課堂效率，激發學生興趣，培養他們的自主探索能力以及動手實踐能力。
三、教學目標
1.引導學生準確了解葉綠素的概念與作用。
2.建立起較完整的“光合作用”的知識網。
3.運用光合作用與能量轉化相關的知識解決日常生活中的問題。
四、教學重難點
（一）教學重點
1.了解光合作用的基本理念。
2.明確在光合作用中，物質與能量的變動以及它們之間的聯系。
3.研究影響光合作用效率的各種環境因素。
4.葉綠體與光合作用的結構特性相匹配。
（二）教學難點
引導學生在具體的情境中主動參與探索活動。
五、教學方法
1.運用表現力強的多媒體教學手段，使學生嘗試提取和分離綠葉中的色素，簡述綠葉中色素的種類及其功能；有助于學生直觀、清晰地了解運用結構與功能相適應的觀念，解釋葉綠體適于進行光合作用的結構特點；通過對光合作用光反應階段和暗反應階段相關實驗研究的思考和討論，說明光合作用過程，并從物質與能量觀視角，闡明光合作用原理，認同人類對光合作用的認識過程是逐步的、不斷發展的；設計并實施實驗，探究環境因素對光合作用強度的影響；關注光合作用原理的應用。
2.設計趣味性實驗活動，引導學生通過親自實踐、觀察、猜想、驗證等過程，加深對知識的感知，充分理解生物學知識，將抽象的內容具象化，積累生物學學習經驗，進而優化學習效果。
3.創設問題情境、生活情境、實踐情境，幫助學生理解相關理論知識，增強學生的課堂體驗，推動其自主探究分析以解決問題，令學生深刻理解生物學知識間的內在聯系，進而鍛煉學生的思考以及創新能力，提高其核心素養。
六、教學過程
（一）基于問題情境，復習舊知，引出主題
復習導入：
（1）細胞的基本結構有哪些？
（2）真核細胞中的細胞器主要有哪些？哪些細胞器與能量轉換有關？
（3）葉綠體有哪些功能？為何將葉綠體稱為植物細胞的“養料制造車間”和“能量轉換站”？
教師：哪位同學來回答一下問題？
學生：植物細胞包括原生質體與細胞壁；真核細胞中的細胞器包括溶酶體、內質網、中心體、高爾基體、線粒體、核糖體、葉綠體等，其中葉綠體是植物細胞特有的葉綠體的功能是進行光合作用。
（教師引導學生思考葉綠體的結構，自然滲透“結構與功能相適應”這一生物學基本觀點。）
（設計意圖：先以問題串的形式引導學生回顧細胞器的種類、葉綠體的功能等相關知識，再引導學生從“結構與功能相適應”的生物學基本觀點出發思考，從而引入“葉綠體結構適于進行光合作用”的學習。這種導入方式，有利于促進學生整合新舊知識形成完整體系，并培養學生的生命觀念。）
（二）借助情境，導入新知
1.引入葉綠素的概念
教師：請大家看一下課件中的詩句：宋代詩人范仲淹的詩：“碧云天，黃葉地，秋色連波，波上寒煙翠。山映斜陽天接水，芳草無情，更在斜陽外。”
教師：大家通過顏色的對比，思考為什么有的葉子是綠色，有的葉子是黃色。
學生：這與葉綠素的含量有關。
教師：請同學們結合現有的生活經驗、原有的生物學知識、生活中熟悉或關注的實例，討論一下與葉綠素有關的內容。
（設計意圖：引導學生回顧生活中的生物學知識，激發學生的好奇心，讓學生充滿期待，去探索未知。）
2.對比分析，推出光能的捕捉過程
教師：大家對比一下正常苗與白化苗，然后思考為什么綠色的葉子可以進行光合作用發育成長，而白化苗就停止生長了。
學生1：光能的捕獲與葉片顏色有關。白化苗無法進行光合作用，待種子中貯存的養分耗盡就會死亡。
學生2：光能的捕獲與葉片顏色有關。
（設計意圖：啟發學生進行討論、探究、分析，引導學生推出假設：光能的捕獲需要綠葉所含的色素。）
3.創設實驗情境
教師：同學們思考一下，如何運用蒜苗、蒜黃以及素描用紙畫出過濾過程中濾液的線速度變化曲線？
首先，從蒜苗上拿出葉片，在素描紙上進行擦拭，這樣可以在素描紙上留下一道綠色的痕跡；然后拿出蒜黃的葉子，在素描紙上進行擦拭，結果在素描紙上留下了一道黃色的痕跡。
教師：同學們觀察一下，在紙上，蒜苗葉片留下的綠色和蒜黃葉片留下的黃色分別含有什么物質？用不同顏色的濾紙條進行實驗，其效果如何？接下來，大家自己動手操作，通過觀察、思考、猜想，最后得出結論。
（設計意圖：通過使用蒜苗和蒜黃進行的一個簡易實驗，迅速地激發了學生的興趣，幫助他們初步掌握了“色素”的概念，并激發了他們對色素研究的熱情，從而自然地引入“綠葉中色素的提取和分離”實驗。通過實驗引入新的課程內容，教師可以有效地培養學生的觀察能力和分析技巧，并幫助他們培養科學探究的能力。）
教師：同學們，制備濾紙條時為什么要減去兩角？濾液細線的劃線原則是什么？待濾液干后，再重畫一到兩次的目的是什么？為何濾液細線不能觸及層析液？濾紙條上色素的分布情況說明了什么？
（設計意圖：有助于培養學生課堂上積極回答問題、認真思考、合作學習的良好習慣；有助于提升學生的動手操作能力。）
教師：請同學們結合色素的吸收光譜，分析一些實際問題：冬季時，為了增加蔬菜的產量，應該選紅色、藍色還是無色的大棚塑料薄膜？為什么？陰天時，為了增加蔬菜的產量,在功率相同的情況下，應選擇什么顏色（“藍紫光和紅光”或“白光”）的照明燈為蔬菜補充光源？為什么？
（設計意圖：基于問題情境和生活情境，引導學生深化理解，強化理論與實踐的聯系。）
（三）歸納總結
教師：在幻燈片中展示光合作用與能量轉化的相關知識（葉綠體的結構、葉綠體色素的分類及功能、光合作用的原理及其應用）。
教師：大家來談談這節課有什么收獲？學會了什么？（對本節課程知識內容進行總結和綜合性的闡述）
學生1：了解到了葉綠素的概念、種類與功能。
學生2：了解到了影響光合作用強度的環境因素，明晰了光合作用的原理。
（設計意圖：引導學生構建清晰的知識結構，有助于培養學生總結歸納的良好習慣。）
（四）課后作業
教師應摒棄傳統的“題海戰術”，減少重復的機械練習，布置少而精的課后作業題，并引導學生將課堂中講的關鍵知識點整理到筆記本上。
（設計意圖：加深學生對光合作用與能量轉化知識的認識，提高學生對該部分知識的掌握程度與運用熟練度，培養學生復習、獨立完成作業、認真思考、總結歸納、整理錯題集的良好習慣。）
七、教學總結與反思
（一）教學總結
《普通高中生物學課程標準（2017年版2020年修訂）》明確表示，教學應滿足學生的實際需求，強調學生的主體性和多元化成長。高中生物學課堂應當結合學生的生活實際來選擇相應的教學模式，輔以科學的教學方法，對相關的專題制訂適當的教學目標，以促進學生形成高中生生物學學科核心素養，培養學生的批判性思維和科學觀。“光合作用與能量轉化”這節課的教學重點在于幫助學生構建光合作用相關的知識體系，明確光合作用的過程以及影響光合作用的各方因素。而通過實際教學來看，將情境式教學模式融入其中不僅可以提高學生的課堂參與度，而且能夠使學生較好地掌握所學知識。這樣提升了教學效率，在后續的教學中繼續沿用。
（二）教學反思
第一，如何激發高中生對生物學學科的學習熱情是每位一線生物學教師需要思考的問題。在教學中教師要努力創設一種有利于培養學生探究意識、提高學生分析問題、解決問題能力和發展創新思維的真實情境。
第二，教育情境能夠激發學生的探究欲望，促使學生在具體情境中主動建構知識。只要我們能有效地調動學生的知識儲備和生活經驗，激發他們的學習熱情和參與意愿，讓他們完全沉浸在實際情境中，那么就構建了一個合適的學習大環境。
第三，大情境應該與學生學習的每個階段緊密相連，并且貫穿始終，使其成為學生大單元學習活動的真實載體。因此，大情境和大單元教學是一個相輔相成的整體，沒有大情境，教學的實施就失去了背景支持。

展開更多......

收起↑