光合作用的原理和應用教學設計

1、“光合作用的原理和應用”的教學設計富源縣第二中學劉興榮1 設計思想“光合作用的原理和應用”是人教版生物·必修 1·分子與細胞教材第五章“細胞的能量供應和利用”第四節(jié)第二、三課時的內(nèi)容。普通高中生物課程標準對該部分的要求是“認識人類對光合作用的探索過程，并總結?！币蠼處煱础袄斫馑健边M行教學。根據(jù)新課程的理念，高中生物教學重在培養(yǎng)學生的科學思維、科學方法、科學精神等生物科學素養(yǎng)，提升學生分析問題、解決問題的能力。因此，該部分內(nèi)容的教學以“自主探索科學發(fā)現(xiàn)的過程來學習科學研究的方法”為設計思想，切實落實學生的主體性、自主性、合作性、探究性的教學，培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)，提高學生識圖

2、、析圖、信息獲取、信息處理能力，訓練學生科學的思維方法。2教學分析2 1教學重點和難點3 1 1教學重點：普利斯特利實驗過程、薩克斯實驗過程及原理、魯賓和卡門實驗過程及原理、對光合作用過程圖解的理解。4 12教學難點：對光合作用過程圖解的理解。5 2教材分析本部分內(nèi)容是兩課時的教學內(nèi)容，第一課時是光合作用研究歷程。首先是普利斯特利實驗，證明了光合作用可更新空氣；薩克斯實驗證明了光合作用的產(chǎn)物有淀粉；魯賓和卡門實驗證明了光合作用釋放的O2 來自于水。通過對這三位科學家的實驗進行歸納和總結，可以得出光合作用的總反應式。第二課時是依據(jù)卡爾文實驗總結出光合作用圖解，通過對圖解的學習和討論可以總結出影響

3、光合作用的外界因素，再對影響光合作用的外界因素進行討論，可以得出提高農(nóng)作物產(chǎn)量的措施光合作用原理的應用。第一課時的教學重點是培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)和提高學生歸納總結的推理能力，第二課時的重點是提高學生識圖、析圖、信息獲取、信息處理能力和理解能力。6 3學情分析7 31知識基礎方面：學生通過前一段（初中）的學習，已經(jīng)對光合作用有了大體的認識，如“光合作用制造氧氣，制造營養(yǎng)”等，在上一節(jié)課已經(jīng)對光合作用場所葉綠體的結構、葉綠體中所含有的色素進行了學習，具備了對“光合作用原理和應用”的學習鋪墊了基礎。8 32能力與思維方面：學生的能力與思維有差異，特別是思維方面，有的邏輯思維強而有的形象思維差，有的形象

4、思維強但邏輯思維差，等等。這樣，在讀圖、析圖時，教師應對少數(shù)學生進行個別指導。在小組討論時，教師應加強指導、督促，讓每一個同學都參與，使不同層次的學生都能在討論中得到升華、得到發(fā)展。2 4教學條件分析本部分的教學內(nèi)容多是介紹科學家的經(jīng)典實驗，為了給學生動態(tài)、直觀的感受，教師應多借助多媒體。另外，根據(jù)學生對實驗的感受，巧妙設疑，使教學過程層層遞進。3教學目標3 1知識了解光合作用的研究歷程；理解光合作用的過程和原理；理解影響光合作用的環(huán)境因素；應用光合作用的原理解決農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實際問題。3 2技能通過對光合作用研究歷程的學習，提高學生的實驗能力和創(chuàng)新能力；通過對光合作用過程的學習，培養(yǎng)和提高學生

5、的理解能力、識圖能力以及圖文轉換能力；通過對光合作用原理的應用的學習，培養(yǎng)學生應用所學的理論知識解決生產(chǎn)、生活實踐中實際問題的能力。9 3情感態(tài)度與價值觀通過對光合作用研究歷程的學習，培養(yǎng)學生熱愛科學、熱愛實驗的科學素養(yǎng)和科學、嚴謹?shù)膶嶒灳瘢煌ㄟ^對光合作用原理的應用的學習，培養(yǎng)學生學以致用的科學情感。4教學模式和策略10 1 教學模式：在以“學生為課堂教學的主體”，倡導“自主、合作、快樂、探究”的教學理念，本部分的內(nèi)容從“自主、探究、合作”三個維度進行教學。以培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)為指導，用“設疑”激起學生的“探究”欲望和興趣，融合討論、比較、歸納總結等多種方法，并輔以多媒體，給學生以多角度的感

6、知，引發(fā)多維度的思維，使學生在多方面的能力上得到培養(yǎng)、提升。11 2教學策略教學用兩個課時，第一課時學習光合作用的探究歷程，第二課時學習光合作用的過程、原理及應用。引導學生體驗科學探索過程，領悟科學研究的方法；直觀形象的呈現(xiàn)實驗過程，分化教學難點；采用“設疑導入 引導探索歸納總結拓展升華”的教學程序。12 3教學手段通過多媒體展示實驗動態(tài)過程，提出問題讓小組分析、討論，教師再總結小組的討論成果，引導學生得出正確的結果。5教學過程教教學內(nèi)容學過教師活動（包括問題設置和學習任務的布置等）學生活動設計意圖程設多媒體展示“一棵小樹長成一棵大樹”的動畫，據(jù)已有知識回答：因為創(chuàng)設問題疑設問：小樹為什么能長

7、成大樹？學生是沒有見過光合情境，激導再問：你見過光合作用嗎？作用的。發(fā)學生的入沒有，科學家是怎樣發(fā)現(xiàn)光合作用的呢？探究興趣，導入新課。（ 一 ） 光合作用的探究歷程：通過1 、 1771 年普利斯特利的實驗：多媒體課多媒體展示普利斯特利的實驗過程和結果觀看實驗過程和結果，件展示，學光設疑：為什么有植物一組的小鼠不易窒息、蠟燭積極思維，回答問題。生能夠直合不易熄滅？觀地感受作組織討論：該實驗的結論是什么？科學家的用討論結束，屏幕展示：植物的光合作用能更新空 氣探究歷程，的同時深刻探2、 1779 年英格豪斯的實驗：仔細閱讀資料。體驗科學究閱讀教材，討論：家們科學學生討論過程中的探究方歷 程（ 1

8、）普利斯特利實驗為什么在光下才能成功？人人參與，生生互動，法和思想。（ 2）植物吸收了空氣中的什么氣體？放出什么氣體？學生相互啟發(fā)，共同探講述：直到1785 年人們才明確綠葉在光下放出氧究，學會學習。氣，吸收二氧化碳。設疑過渡：那么光能變成化學能儲存于什么物質(zhì)呢？吸收的二氧化碳轉變成了什么物質(zhì)？3、 1864年薩克斯的實驗多媒體展示薩克斯實驗的過程和結果設疑：（屏幕依次展示）（ 1）為什么要把綠葉放在暗處幾小時？講解并展示：消耗原有的淀粉，避免影響實驗結果（ 2）該實驗的巧妙之處是什么？遮光和曝光（ 3）這個實驗是否設置了對照組？哪組是？曝光組為對照組（ 4）實驗中所需控制的單一變量是什么？光

9、（ 5）實驗中哪些處理用于排除干擾？放置暗處幾小時（ 6）這個實驗可以得出什么結論？光合作用的產(chǎn)物有淀粉設疑過渡：光合作用的原料有水和二氧化碳，那么光合作用釋放的氧氣來自水還是二氧化碳？建議：閱讀教材“魯賓和卡門實驗”4、 1939年魯賓和卡門實驗多媒體展示魯賓和卡門實驗的過程和結果設疑：屏幕展示問題并組織學生討論（ 1）用18O分別標記什么物質(zhì)？（ 2）該實驗的結論是什么？屏幕展示光合作用產(chǎn)物中各種元素的來源讓學生思考。從而順利過渡到薩克斯實驗觀看實驗過程和結果積極思考，主動展示學習成果，闡明自己的觀點和見解，交流合作，形成最佳答案，達到對知識的深入理解和拓寬。學生積極思考并認真閱讀教材學生

10、人人參與討論從而順利 過渡到薩 克斯實驗。學生能夠 直觀地感 受科學家 的探究歷 程。引導學生 思考薩克 斯的實驗 假設是什 么？利用 薩克斯的 裝置還可 以探究什 么問題？引起學生 積極思考 并認真閱 讀教材讓學生自 己通過觀 察并討論 而得出答 案課 堂 小 結這節(jié)課我們共同學習了光合作用的探究歷程的四個經(jīng)典實驗，大家學習后都有什么感悟？請交流。課下作業(yè)：1 、填寫科學家對光合作用探究歷程實驗表格的內(nèi)容。 （見導學案）2、閱讀教材P103“光合作用的過程”，總結影響光合作用的因素有哪些？教教學內(nèi)容學 過 程教師活動（包括問題設置和學習任務的布置等）學生活動設計意圖設設疑：上節(jié)課我們學習科學

11、家對光合作用探究歷 程，誰能說出光合作用的原料、產(chǎn)物、場所和條積極思考并回答教師 所提出的問題。創(chuàng)設問題 情境，激 發(fā)學生的疑 導 入件是什么？能用一個化學反應式表示？屏幕展示：（ CO2 H2* O 光能 /葉綠體（CH2O） *O2）學習興趣， 導入新課。反應式表示出光合作用條件、場所、反應物、 生成物各是什么，它并不能表達光合作用具體過 程，那么光合作用的具體過程怎樣？（ 二 ） 光合作用的過程。人們常常根據(jù)反應過程是否需要光這個條 件，將光合作用全過程分為光反應和暗反應兩個 大的階段。學生觀看光合作給學直觀 生動態(tài)的 反應過程。引起學生 積極思考 并認真閱 讀教材。規(guī)范學生 的語言表

12、述。光 合 作 用 的 過 程多媒體演示類囊體上光反應的動態(tài)變化過程，引導學生觀察。1 、光反應階段請同學們認真閱讀教材P103圖 5-15 “光合作用過程圖解”光反應部分并思考下列問題。（屏幕展示）（ 1）光反應的部位在何處？（ 2）光反應的條件是什么？（ 3）色素吸收的光能有哪兩個方面的用途？（ 4）試用反應式寫出物質(zhì)變化，通過反應式描述光反應中物質(zhì)變化和能量是怎樣變化的？（ 5）光反應中產(chǎn)生的H 和 ATP到哪里去了？（屏幕展示）發(fā)生部位: 葉綠體片層結構薄膜上反應條件: 光、水色素分子、酶水的光解和ATP的形成物質(zhì)變化a. 水的光解:用過程的多媒體演示，自學課本，獨立思考，強化記憶。在

13、已有的知識背景下讓學生主動構建新的知識體系，然后回答老師提出的問題。歸納整理出本課的重要知識點，在此過程中全面掌握光合作用的全過程，注重反應式。對照板書適時鞏固， 對較難理解的尋求老師幫助。b.ATP形成 :能量轉變:光能ATP中活躍化學能 H 和 ATP用于暗反應2、暗反應階段請同學們認真閱讀教材P103圖 5-15 “光合作用過程圖解”暗反應部分并思考下列問題。(屏幕展示)(1) 暗反應的場所在何處？(2) 暗反應的條件是什么？是否一定不能有光?(3)CO2發(fā)生了哪些變化？(4) 暗反應中物質(zhì)變化和能量變化是怎樣？試用反應式寫出物質(zhì)變化。(屏幕依次展示并講解)發(fā)生部位: 葉綠體基質(zhì)中反應條

14、件: CO2、 多種酶，不需要光 CO2被固定和還原物質(zhì)變化a.CO2固定: CO2 C5 酶2C3；b.C3化合物還原:2C3ATP/H/酶(CH2O)C5。能量轉變:ATP 中活躍化學能有機物中穩(wěn)定化學能。設疑：光合作用中光反應與暗反應有什么聯(lián)系？(屏幕展示)1 、光反應是暗反應的基礎，光反應為暗反應的進行提供H 和 ATP。2、暗反應是光反應的繼續(xù)，暗反應為光反應的進行提供合成ATP的原料ADP和Pi 。3、兩者相互獨立又同時進行，相互制約又密切聯(lián)系。檢查上一節(jié)課的課后作業(yè)，轉入下內(nèi)容：同學們，在上一節(jié)我要求大家認真閱讀教材并總結“影響光合作用的因素有哪些？”請回答屏幕展示光照溫度CO

15、2( 三 ) 光合作用原理的應用根據(jù)影響光合作用的因素，請同學們思考、討論自學課本，獨立思考， 強化記憶，并給與評價。在已有的知識背景下讓學生主動構建新的知識體系，然后回答老師提出的問題。歸納整理出本課的重要知識點，在此過程中全面掌握光合作用的全過程，注重反應式。對照板書適時鞏固， 對較難理解的尋求老師幫助。根據(jù)問題，認真讀圖并積極思考，回答問題。學生根據(jù)課外作業(yè)積 極回答。積極思考并參與討論引起學生 積極思考 并認真閱 讀教材，培 養(yǎng)學生自 學、識圖能 力規(guī)范學生 的語言表 述。引起學生 積極思考檢查上一 節(jié)課的課 后作業(yè)，轉 入下內(nèi)容 實現(xiàn)順利 過渡設疑引導“如何提高農(nóng)作物的產(chǎn)量？”學生積

16、極屏幕展示思考，主動參與討論。1 、選育優(yōu)良品種，提高光合作用效率；2、增加CO2濃度；規(guī)范學生3、大棚采用透光率好的薄膜；的語言表4、大棚適當增大晝夜溫差；5、采用間種、套種，提高光能利用率。述。課 堂這一節(jié)課學習了：1 、光合作用的過程，包括光反應和暗反應兩個階對學過的 知識作簡小單回顧和結段；總結。2、光合作用原理的應用。6教學反思遵照上述教學設計，我實施了這節(jié)內(nèi)容的教學活動，時間充沛，學生有思考的空間并取得了成功。主要表現(xiàn)為：課堂氣氛活躍，學生的自主探究和合作探究都很深入，學生之間的互動評價學習得到充分的發(fā)展，學生真正成為了學習的主體，培養(yǎng)和提高了學生的學習能力，但在教學的實施過程中也

17、發(fā)現(xiàn)了存在的問題和一些應該注意的地方，如果能夠做好這些，課堂教學的效果會有進一步的提高。1 、指導思想明確強調(diào)學生的自主學習，充分發(fā)揮學生的主體作用。教師的主要任務就是幫助學生完成從對知識的初步理解深化到綜合理解和應用上，把知識轉化為能力，真正地發(fā)揮主導作用，這樣就保證了把課堂還給學生的新課程理念。2、教學設計特色體現(xiàn)了新課程理念，充分體現(xiàn)了自主探究和合作學習方式，學生由被動學習變?yōu)橹鲃訉W習，真正轉變了學生的學習方式，以探究性學習為主體來獲取知識，強調(diào)了學習過程和方法的培養(yǎng)，光合作用的探究歷程通過分組學習和討論交流，引導學生主動參與探究過程、勤于動手和動腦，逐步培養(yǎng)學生收集和處理科學信息的能力

18、、分析和解決問題的能力，以及交流和合作的能力。改變了以往以教師講授為主的教學方式，這是本節(jié)的顯著特色。3、課前準備充分使用自主探究和合作探究的教學模式完成基礎學案和板書提升落實知識體系，有利于課堂活動的連續(xù)性和遞進性。例題貼近生活，提高了學生學習的興趣。4、教學效果評價光合作用的探究歷程這一部分，讓學生分組分配好任務，每一組負責一個科學家的發(fā)現(xiàn)過程及分析，先自學并查找有關資料，再小組討論歸納，課堂用來展示歸納并解答疑難問題。學生模擬了當時科學家的發(fā)現(xiàn)過程，興趣濃厚，把自己置身于科學家的研究過程中，體會了科學家探索科學的方法，其他同學通過提問方式加深了對實驗的理解和分析，培養(yǎng)了學生的科學精神和科學態(tài)度，提高了學生的興趣，取得了