人教版必修1光合作用的探究歷程 教案.doc

光合作用的探究歷程教學(xué)設(shè)計(jì)一、設(shè)計(jì)理念 以新課標(biāo)“提高生物科學(xué)素養(yǎng)，面向全體學(xué)生，倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí)，注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系”的課程理念來(lái)設(shè)計(jì)教與學(xué)的過(guò)程，變教材中經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)過(guò)程為探究過(guò)程，為學(xué)生創(chuàng)造“知識(shí)再發(fā)現(xiàn)”的探究情境，突出學(xué)生的主體性，學(xué)習(xí)的探究性和目標(biāo)的完整性。二、教材分析 光合作用的探究歷程是人教版高中生物學(xué)教材必修一第五章細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用的第四節(jié)第二課時(shí)的內(nèi)容，主要介紹了光合作用發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，在這其中蘊(yùn)含著科學(xué)探究的一般方法，是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)和探究能力的好材料。依據(jù)教材和課程標(biāo)準(zhǔn)的要求，我制定了知識(shí)、能力和情感的三維目標(biāo)，注重知識(shí)發(fā)現(xiàn)的同時(shí)，更強(qiáng)調(diào)了科學(xué)探究能力的培養(yǎng)?；诖耍覍ⅰ肮夂献饔玫母拍?、科學(xué)探究的一般方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的兩個(gè)基本原則”作為本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。而“科學(xué)探究的一般方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的兩個(gè)基本原則”也是難點(diǎn)所在。三、學(xué)情分析 通過(guò)初中階段的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)有了光合作用所需原料、條件等知識(shí)基礎(chǔ)，對(duì)于光合作用發(fā)現(xiàn)史也有所了解，但對(duì)于“科學(xué)探究的一般方法”了解不多且不成系統(tǒng)。能力與思維方面，高中學(xué)生具備了一定的觀察和認(rèn)知能力，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性也已初步形成，但還很不完善，對(duì)新事物好奇，卻又缺乏理性思考。四、教學(xué)方法 根據(jù)以上分析，結(jié)合學(xué)生實(shí)際，我選用了直觀教學(xué)法、引導(dǎo)探究法和互動(dòng)討論法進(jìn)行本節(jié)教學(xué)。五、教學(xué)過(guò)程 根據(jù)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，以知識(shí)為載體，思維為主線，能力為目標(biāo)，我設(shè)置了“課題引入課題展開課堂小結(jié)鞏固練習(xí)課后作業(yè)”五個(gè)緊密聯(lián)系的環(huán)節(jié)。（一）課題引入 多媒體展示光合作用發(fā)現(xiàn)史中的著名實(shí)驗(yàn)，并配以相關(guān)圖片，將學(xué)生的思維引入“光合作用發(fā)現(xiàn)史”的方向，這樣自然導(dǎo)入新課。（二）課題展開 我有選擇有側(cè)重地介紹了光合作用發(fā)現(xiàn)史中的幾個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，先由簡(jiǎn)單的普利斯特利實(shí)驗(yàn)引出實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本原則對(duì)照原則和單一變量原則，再通過(guò)經(jīng)典的薩克斯實(shí)驗(yàn)來(lái)加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則的理解，接著在精巧的恩格爾曼實(shí)驗(yàn)中完成實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思維的形成過(guò)程，最后通過(guò)魯賓和卡門的實(shí)驗(yàn)使學(xué)生的應(yīng)用思維得以發(fā)展，思維層次逐步上升。 1、普利斯特利實(shí)驗(yàn)，以演示法進(jìn)行教學(xué)，向?qū)W生真實(shí)再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，然后設(shè)置系列問(wèn)題引導(dǎo)學(xué)生思考：（1）根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論呢？（2）在已知密閉環(huán)境能使蠟燭熄滅的情況下，去掉第一組的實(shí)驗(yàn)可以嗎？（3）他的實(shí)驗(yàn)有時(shí)成功有時(shí)失敗，你能分析一下可能的原因嗎？ 學(xué)生探討答案時(shí)，我從具體問(wèn)題入手，逐步將學(xué)生思考的重心由對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的推斷轉(zhuǎn)移到對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的設(shè)計(jì)上來(lái)： 結(jié)合第二題答案（通過(guò)兩組對(duì)比可以使結(jié)論更令人信服）適時(shí)點(diǎn)撥，引出對(duì)照原則和單一變量原則及實(shí)驗(yàn)變量的概念。 再由第三題答案（因?yàn)闆](méi)有發(fā)現(xiàn)光在其中的關(guān)鍵作用，所以有光時(shí)做是成功的，無(wú)光時(shí)做則失?。┮霟o(wú)關(guān)變量的概念，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中要盡可能避免無(wú)關(guān)變量的干擾。這樣，將本節(jié)課的教學(xué)重難點(diǎn)“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的兩個(gè)基本原則對(duì)照原則與單一變量原則”在具體實(shí)例中引入，符合了由感性到理性的認(rèn)知規(guī)律，達(dá)到了啟發(fā)思維的目的。 【過(guò)渡】接下來(lái)，沿著發(fā)現(xiàn)史的主線，通過(guò)梅耶的實(shí)驗(yàn)結(jié)論設(shè)疑（光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能后，到底貯存于什么物質(zhì)中呢？也就是植物在吸收水和二氧化碳，釋放氧氣的過(guò)程中，還產(chǎn)生了什么物質(zhì)呢？）由此引出薩克斯實(shí)驗(yàn)。 2、經(jīng)典的薩克斯實(shí)驗(yàn)，由生物興趣小組的同學(xué)課前做實(shí)驗(yàn)、課堂上向大家介紹實(shí)驗(yàn)過(guò)程，并借助于多媒體展示其圖片，這樣既拉近了與學(xué)生的距離，融洽了課堂氣氛，又很好地調(diào)動(dòng)了學(xué)生的積極主動(dòng)性。來(lái)源:學(xué)&科&網(wǎng)之后針對(duì)實(shí)驗(yàn)中的每一步操作，從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的角度提出問(wèn)題，并注重引導(dǎo)學(xué)生從實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)本身和實(shí)驗(yàn)原則應(yīng)用兩個(gè)層面來(lái)思考。 第一步，把植物放在暗處24小時(shí)，這樣做的目的是什么？ 第二步，將同一葉片，一半曝光，一半遮光，在光下培養(yǎng)一段時(shí)間，這又是為什么？ 第三步，剪下葉片，進(jìn)行酒精隔水煮沸脫色，這一步，教材中并未交待，有進(jìn)行的必要嗎？ 結(jié)合學(xué)生對(duì)三個(gè)問(wèn)題的作答，再次強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)應(yīng)遵循對(duì)照原則和單一變量原則，光照與否便是該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)變量，而黑暗處理和脫色處理都是為了消除無(wú)關(guān)變量。 結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果學(xué)生則很容易得出最后的結(jié)論“綠色葉片在光合作用中產(chǎn)生了淀粉”從而為光合作用概念的建構(gòu)打下伏筆。 同時(shí)教師點(diǎn)明“實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出”與“實(shí)驗(yàn)變量的設(shè)置”間的必然聯(lián)系，正是因?yàn)樵O(shè)置了光照與否這唯一的實(shí)驗(yàn)變量，得到了不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（曝光一半葉變藍(lán)，遮光一半不變藍(lán)），所以才得出了以上的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。使學(xué)生從經(jīng)典實(shí)驗(yàn)中加深了對(duì)本節(jié)重點(diǎn)內(nèi)容的理解，內(nèi)化知識(shí)的同時(shí)，也調(diào)整了思維。 【過(guò)渡】在薩克斯實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，我巧妙選材（銀邊天竺葵）并再次設(shè)疑（該植物葉片曝光一半的白色部分經(jīng)碘處理后也不變藍(lán)，這樣的結(jié)果意味著什么呢？能不能說(shuō)光合作用的場(chǎng)所就是葉綠體呢？）學(xué)生思考后不難找出答案：能說(shuō)明光合作用進(jìn)行與葉綠體有關(guān)，但不能直接證明葉綠體就是光合作用的場(chǎng)所。緊接設(shè)問(wèn)：怎樣才能直接證明呢？自然過(guò)渡到恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)。 3、恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)中，我充分發(fā)揮多媒體動(dòng)畫在輔助教學(xué)中的優(yōu)勢(shì)，變微觀為宏觀，變抽象為形象，再現(xiàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程： “將水綿細(xì)胞臨時(shí)裝片置于黑暗無(wú)氧環(huán)境中，當(dāng)極細(xì)的光束照射在葉綠體以外部位時(shí)，好氧細(xì)菌均勻分布，當(dāng)光束照射到葉綠體時(shí)，好氧細(xì)菌向葉綠體被光束照射到的部位集中；將臨時(shí)裝片完全暴露在光下時(shí)，好氧細(xì)菌則分布在葉綠體所有受光部位的周圍” 學(xué)生觀察后，我用更為理性的問(wèn)題來(lái)引導(dǎo)學(xué)生的思考：（1）、選水綿和好氧細(xì)菌為實(shí)驗(yàn)材料有什么優(yōu)點(diǎn)？（2）、實(shí)驗(yàn)中是怎樣排除無(wú)關(guān)變量干擾的？（3）、恩格爾曼設(shè)置了怎樣的對(duì)照實(shí)驗(yàn)？得出什么結(jié)論？ 組織學(xué)生進(jìn)行小組討論、組間交流。 學(xué)生探討出答案后，點(diǎn)撥時(shí)我則從深層次逐個(gè)剖析，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)選材的重要性，實(shí)驗(yàn)變量的確定（確定實(shí)驗(yàn)變量的同時(shí)也就確定了對(duì)照實(shí)驗(yàn)）以及實(shí)驗(yàn)過(guò)程中變量的控制。來(lái)源:最后把整個(gè)實(shí)驗(yàn)還原到具體的科學(xué)探究方法的模式中，即“提出問(wèn)題做出假設(shè)設(shè)計(jì)、實(shí)施實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果、得出結(jié)論，而且在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)必須遵循對(duì)照原則，單一變量原則等”，使學(xué)生全面系統(tǒng)地理解與領(lǐng)悟，最終形成思維。 【過(guò)渡】至此，學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的思維已初步形成，我通過(guò)創(chuàng)設(shè)新情境（同位素標(biāo)記法的引入），提出新問(wèn)題（光合作用中產(chǎn)生的氧氣到底來(lái)自于水還是二氧化碳？或是兩者兼而有之呢？）進(jìn)一步激起學(xué)生利用新知解決新問(wèn)題的欲望，也由此轉(zhuǎn)入魯賓、卡門的實(shí)驗(yàn)。 4、為了在運(yùn)用中檢驗(yàn)所學(xué)，魯賓、卡門的實(shí)驗(yàn)，以“分組討論方案自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)組間交流整合教師總結(jié)驗(yàn)證”的師生互動(dòng)形式來(lái)組織教學(xué)： 分組討論中，隨著標(biāo)記元素的選擇、實(shí)驗(yàn)變量的確定、對(duì)照實(shí)驗(yàn)的設(shè)置、實(shí)驗(yàn)結(jié)果的預(yù)期、實(shí)驗(yàn)結(jié)論的得出等一系列問(wèn)題的提出與共同解決，學(xué)生新形成的思維在應(yīng)用中得到了提升。自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)既是對(duì)組內(nèi)討論的合理匯總，又是對(duì)科學(xué)探究方法的系統(tǒng)再現(xiàn)，旨在培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性與嚴(yán)密性。 組間交流為學(xué)生提供了一個(gè)勇于創(chuàng)新、敢于展示的平臺(tái)，同時(shí)也能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)生在認(rèn)識(shí)上的不足與思維上的漏洞。 總結(jié)概括學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中的一些常見問(wèn)題和錯(cuò)誤做法： （將實(shí)驗(yàn)分為三組，分別為植物提供: h2o和co2、h218o和co2、h2o和c18o2，第一組為對(duì)照組）有的是因?yàn)閷?duì)對(duì)照原則理解不深造成的失誤。（為植物提供h218o和co2，一組置于光下，另一組置于黑暗環(huán)境中）有的是實(shí)驗(yàn)變量的設(shè)置上出了問(wèn)題。（為一組植物提供h218o和co2，并置于光下，另一組提供h2o和c18o2，置于暗處）這種的做法則違背了單一變量原則。 分析原因、歸類解決，使學(xué)生的思維在應(yīng)用中得到了完善。 最后，教師用科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及結(jié)論來(lái)驗(yàn)證他們的實(shí)驗(yàn)設(shè)想，使其感受到成功的喜悅。在學(xué)生對(duì)光合作用發(fā)現(xiàn)史有了清晰系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)后，我讓他們自己去歸納總結(jié)科學(xué)家們的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，進(jìn)而完成對(duì)光合作用概念的知識(shí)建構(gòu)。 結(jié)課時(shí)，我再次把目光拉回到光合作用研究的方向，讓學(xué)生體味科學(xué)探索艱辛與快樂(lè)的同時(shí)，也對(duì)其提出殷切希望。（三）課堂小結(jié)與板書設(shè)計(jì)相結(jié)合，并突出知識(shí)與能力兩條主線。（四）鞏固練習(xí)這一環(huán)節(jié)上，我精選了有梯度的練習(xí)，為學(xué)生提供了一個(gè)充分認(rèn)識(shí)自己思維改變的機(jī)會(huì)。 、如圖某植物經(jīng)過(guò)暗處理后，其上的葉片再由光照射一段時(shí)間，然后脫色并用碘處理，結(jié)果有錫箔覆蓋的位置不變藍(lán)，而不被錫箔覆蓋的部位呈藍(lán)色該實(shí)驗(yàn)證明（ ） 光合作用需要二氧化碳 光合作用需要光 光合作用需要葉綠體光合作用放出氧 光合作用合成淀粉 2、有人認(rèn)為植物也能使空氣變污濁，你怎么理解？ （五）