《探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響》說課課件(全國大賽獲獎案例)

延遲符探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響基于問題——提出項目動手實踐——項目實施思維碰撞——成果交流層層深入——探究異常項目化學(xué)習1234延遲符推陳出新——實驗設(shè)計與創(chuàng)新點5常思常新——教學(xué)反思61基于問題——學(xué)習模式的確定學(xué)生情況學(xué)生掌握了光合作用的過程知識，通過酶的系列探究實驗學(xué)習，已經(jīng)具備了設(shè)計探究實驗的能力。但存在機械記憶，被動接受學(xué)習。欠缺自主學(xué)習和解決實際問題的能力2017版課標倡導(dǎo)真實問題情境創(chuàng)設(shè)，開展以生物實驗為主的多種探究活動，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，促進學(xué)生學(xué)習方式的轉(zhuǎn)變。金字塔理論?！绊椖炕瘜W(xué)習”探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響細胞的能量供應(yīng)和利用細胞膜、細胞器、細胞質(zhì)基質(zhì)等酶和ATP呼吸作用光合作用實現(xiàn)自我更新教材分析捕獲光能色素和結(jié)構(gòu)色素提取和分離光合作用場所紙層析法光合作用的過程光合作用釋放的氧氣來自水卡爾文循環(huán)同位素標記法光合作用原理的應(yīng)用環(huán)境因素的影響真空滲水法光合作用核心概念研究方法研究過程研究結(jié)果實驗方法、原理、材料真空滲水法。延遲符真空滲水法菠菜氧氣傳感器法黑藻水生植物光合作用釋放的氧氣，溶于水體后緩慢釋放到空氣中使空氣中氧氣增加。減壓逐出葉圓片內(nèi)部氣體，并將水滲入使其密度增大，沉入水底；光合作用產(chǎn)生的氧氣在水中溶解度小，會在組織間隙積累，從而使葉圓片密度減小，重新上浮實驗教學(xué)目標重點難點科學(xué)思維運用已有的材料進行合理的實驗設(shè)計和操作。記錄數(shù)據(jù)，處理和分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。生命觀念概述環(huán)境因素影響光合作用強度的變化趨勢及應(yīng)用。闡明細胞生命活動過程中貫穿著物質(zhì)與能量的變化科學(xué)探究設(shè)計并實施環(huán)境因素對光合作用強度的影響實驗，學(xué)生在科學(xué)探究的過程,學(xué)會預(yù)實驗和正式實驗的關(guān)系，研究控制變量、觀察和檢測因變量方法.能設(shè)置對照實驗。學(xué)會評價。社會責任體驗科學(xué)探究的嚴謹性和復(fù)雜性，形成嚴謹?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度。1.在實驗室條件下完成全班同學(xué)分組實驗2.提高實驗操作效率，提高課堂教學(xué)效率重點、難點實驗創(chuàng)新1.教學(xué)模式和學(xué)習方式創(chuàng)新2.實驗創(chuàng)新（1）實驗裝置創(chuàng)新（2）實驗材料處理創(chuàng)新（3）實驗檢測方法創(chuàng)新（4）實驗統(tǒng)計和分析方法創(chuàng)新（5）4個實驗的實際操作步驟探究模型1.由于我校及哈市其他學(xué)校對于本實驗從未做過分組實驗，往往采用講解或觀看視頻方式進行。2.由于本實驗是開放性實驗。根據(jù)實驗室現(xiàn)有條件，很難在實驗室進行全校學(xué)生分組實驗。3.面對新課程，高一學(xué)生生物課時緊張，如何提高實驗課課堂效率，才能保證一節(jié)課內(nèi)探究完成本實驗，而不是簡單模仿操作。4.通過項目化學(xué)習方式對實驗進行探究，摸索可行的實驗條件，為進一步開展全校1000多學(xué)生分組實驗做準備。探究環(huán)境因素對光合作用強度的影響光照強度組二氧化碳濃度組光質(zhì)組陽生陰生組外因內(nèi)因1基于問題——學(xué)習模式的確定分組思維導(dǎo)圖組2動手實踐——項目實施為期1周提出問題作出假設(shè)設(shè)計實驗方案進入實驗室實驗數(shù)據(jù)處理分析形成項目結(jié)果學(xué)生合作討論，教師給予指導(dǎo)研讀教材觀看視頻、虛擬實驗組內(nèi)分工不易下沉不下沉易貼壁2動手實踐——項目實施光照強度組問題？農(nóng)園和中草藥園發(fā)現(xiàn)問題：1.幾乎所有葉片，抽氣后下沉率較低2.放入碳酸氫鈉溶液中，不易下沉3.像南瓜和商陸的葉子下表皮相對纖維素多，不易打孔，且非常容易粘到針筒。4.綠蘿的葉脈太多5.芍藥的葉片也不易打孔。6.換抽氣泵效果會好，但學(xué)生體驗不到打孔和抽氣的過程。南瓜商陸菠菜芍藥繡球綠蘿認知沖突葉片全部下沉！偶然？故事？冰箱4℃處理一段時間。室溫不做處理葉圓片直徑7mm,60ml針筒冷處理后低溫下植物調(diào)節(jié)原理——密度變大可能原因：1.自由水減少、結(jié)合水增多2.呼吸減弱消耗減少.有利于糖分等的積累，可增加細胞液濃度。3.細胞膜受損氣體溢出較快4.低溫時，可溶性糖等的含量增加5.也可能因為當時做實驗為室溫30度，可能氣溫高氣體不易溢出。進一步研究原因：對葉圓片進行抽氣處理問題：針筒如果用20ml時則葉圓片容易貼壁？防止葉片貼壁，選擇50或60ml的針管效果好，7mm光照強度小組——匯報低溫處理和抽氣研究視頻模擬教材實驗再次產(chǎn)生認知沖突葉圓片不能均勻受光光照強度不夠距離梯度過大，組間干擾燈管也會產(chǎn)生溫度實驗效果差3思維碰撞——成果交流問題？改變實驗裝置1.暗室教室變成暗室或做個暗室2.如何改變光照條件改變燈的瓦數(shù)

調(diào)節(jié)燈的頻率（原有實驗室條件無法改變，重新買較貴）改變實驗裝置1.暗室教室變成暗室或做個暗室——紙盒還是木盒2.如何改變光照條件改變燈的瓦數(shù)（換燈泡）

調(diào)節(jié)燈的頻率（原有實驗室條件無法改變，重新買較貴）師生一起研討師生一起研討顯微鏡裝置改造學(xué)生介紹實驗裝置實驗創(chuàng)新實驗裝置的改進5W燈泡、燈頭、插座、電線共計15元。分組實驗：540元改造完畢。照度范圍廣，5WLED燈，600——30000LUX葉圓片受垂直光照方便調(diào)節(jié)燈與葉片之間的距離。側(cè)面觀察保護視力可探究光照強度、二氧化碳濃度、光質(zhì)、陰生陽生植物等影響省錢，廢物再利用。環(huán)保。光照強度大，聚光效果好，發(fā)熱量低。通過燈的高度調(diào)節(jié)光照強度，調(diào)節(jié)范圍在0——17CM之間，過高就沒有實際價值了，這樣可以讓葉圓片接受均勻光。另外可以用調(diào)換燈泡來調(diào)節(jié)光質(zhì)。裝置改造過程視頻4層層深入——探究異常光照強度組問題：教材中的光照強度設(shè)為強、中、弱，我們?nèi)绾卧O(shè)置燈和葉圓片的距離？多遠的距離效果最好？學(xué)生活動視頻6光照強度組匯報改造后的。5cm,5min,100%上浮10cm,7min,100%上浮15cm,10min,100%上浮葉圓片上浮視頻裝置改進后實驗視頻學(xué)生根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，再次發(fā)現(xiàn)問題問題：對各種葉片進行實驗，發(fā)現(xiàn)陰生植物繡球效果更好？怎么選擇？問題：全部上浮時間差異較大。開始上浮時間差異也比較大，只有半數(shù)上浮時間相對穩(wěn)定？問題：另外幾片上浮的時間間隔很大。而且常常伴隨葉圓片豎起或不上浮的現(xiàn)象發(fā)生？4層層深入——探究異常根據(jù)統(tǒng)計數(shù)據(jù)再次引發(fā)認知沖突學(xué)生活動視頻7光照強度組匯報改造后的。上浮時間菠菜芍藥綠蘿繡球第1片葉2分29秒4分42秒1分46秒20秒第2片葉3分24秒6分16秒2分33秒22秒第3片葉3分27秒6分34秒3分07秒35秒第4片葉3分30秒6分38秒3分07秒43秒第5片葉3分32秒6分40秒3分08秒52秒第6片葉3分43秒6分42秒3分39秒53秒第7片葉3分50秒6分49秒3分43秒57秒第8片葉4分20秒6分51秒3分44秒1分14秒第9片葉4分44秒6分52秒3分45秒1分21秒第10片葉4分59秒6分59秒3分46秒1分22秒尋找實驗對象（室溫25℃

，距離燈5cm冷處理后，2%NaHCO3)陽生陰生陽生陰生由于全校學(xué)生1000人左右進行分組實驗，需要實驗材料較多，從經(jīng)濟角度和容易采買角度考慮，菠菜觀察上浮時間距離臺燈5cm2%NaHCO3距離臺燈10cm2%NaHCO3距離臺15cm2%NaHCO3第1片葉2分29秒2分36秒4分29秒第2片葉2分35秒2分52秒4分40秒第3片葉2分42秒3分51秒6分39秒第4片葉2分59秒4分29秒8分03秒第5片葉3分12秒4分30秒8分48秒第6片葉3分43秒5分01秒8分55秒第7片葉3分50秒5分29秒9分29秒第8片葉4分20秒6分07秒9分54秒第9片葉4分44秒6分35秒10分13秒第10片葉4分59秒7分12秒13分40秒尋找實驗對象（室溫25℃

，冷處理后，2%NaHCO3)實驗時間合理實驗數(shù)據(jù)科學(xué)菠菜不下沉不下沉的原因：通過數(shù)碼顯微鏡觀察兩個葉片結(jié)構(gòu)不同。沒有下沉的葉片含有葉脈部分較大。而上浮最慢的葉片含有部分小葉脈。學(xué)生從物理學(xué)和生物學(xué)知識結(jié)合的角度進行了解釋。無葉脈組織空隙明顯減小葉柄處——葉邊緣內(nèi)部結(jié)構(gòu)觀察10/20上浮時間距離臺燈5cm1%NaHCO3距離臺燈5cm1.5%NaHCO3距離臺5cm2%NaHCO3第1片葉5分03秒3分39秒2分36秒第2片葉5分06秒3分48秒2分52秒第3片葉5分20秒4分16秒3分51秒第4片葉5分32秒4分22秒4分29秒第5片葉5分39秒4分45秒4分30秒第6片葉6分38秒5分10秒5分01秒第7片葉6分41秒5分18秒5分10秒第8片葉7分13秒5分44秒5分17秒第9片葉8分37秒5分53秒5分35秒第10片葉9分01秒6分25秒7分12秒尋找實驗對象（室溫25

℃

，距離燈5cm冷處理后)實驗時間合理實驗數(shù)據(jù)科學(xué)菠菜研究實驗的具體操作步驟4層層深入——探究異常二氧化碳濃度組問題：利用葉圓片進行二氧化碳濃度實驗時，設(shè)定二氧化碳濃度為0，1%，2%，3%，4%，5%發(fā)現(xiàn)：葉圓片在3%，幾乎不下沉，4%，5%中不沉？

學(xué)生活動視頻8，探究二氧化碳濃度實驗過程。二氧化碳小組，最后設(shè)定濃度梯度實驗二氧化碳組研究視頻4層層深入——探究異常光質(zhì)組問題：由于LED燈瓦數(shù)低，燈和葉圓片之間的距離多少合適？選擇什么顏色的燈？

植物工廠4層層深入——探究異常陽生陰生組上浮時間菠菜芍藥綠蘿繡球第1片葉2分29秒4分42秒1分46秒20秒第2片葉3分24秒6分16秒2分33秒22秒第3片葉3分27秒6分34秒3分07秒35秒第4片葉3分30秒6分38秒3分07秒43秒第5片葉3分32秒6分40秒3分08秒52秒第6片葉3分43秒6分42秒3分39秒53秒第7片葉3分50秒6分49秒3分43秒57秒第8片葉4分20秒6分51秒3分44秒1分14秒第9片葉4分44秒6分52秒3分45秒1分21秒第10片葉4分59秒6分59秒3分46秒1分22秒陽生陰生陽生陰生陽生植物和陰生植物的區(qū)別分光光度計測定4層層深入——探究異常綠蘿和菠菜的葉綠素a/葉綠素b的比值測定方法吸光度A663（葉綠素a）吸光度A645（葉綠素b）綠蘿菠菜綠蘿：葉綠素a/葉綠素b=0.94

0.94<1.78菠菜：葉綠素a/葉綠素b=1.78光適應(yīng)過程光適應(yīng)過程（4g黑藻，室溫25，距離燈5cm，5%NaHCO3)條件由弱光——強光由弱光移到強光定性實驗到定量實驗研究——氧氣傳感器法光適應(yīng)過程改進：實驗前將黑藻放在有光的地方放置。加入碳酸氫鈉后，測量時間在5分鐘后開始測量時間5分鐘（避免二氧化碳不足）碳酸氫鈉濃度用5%的效果較好統(tǒng)計數(shù)據(jù)分析各組間數(shù)據(jù)走勢相同但具體數(shù)值不同的原因。繼續(xù)探究的問題：1.我們的實驗是否會出現(xiàn)光飽和點，二氧化碳飽和點？2.光飽和點和二氧化碳飽和點產(chǎn)生的原因？3.我們測量的是凈光合速率，總光合速率的測量方法？思維導(dǎo)圖組（1）黑藻水生植物可以代替菠菜嗎？為什么要選用菠菜呢？（2）菠菜不同部位的葉片發(fā)育程度是否相同，光合作用強度是否相同，是否需要考慮？（3）葉子為什么圓片，正方形可以嗎？（4）葉片打孔操作問題（葉脈，打的時候是否偏離。打孔時是否使葉片破碎？）（5）葉片氣體去除過程各組的抽拉次數(shù)，操作情況是否一致（6）光照強度的強中弱，與燈之間距離多遠為標準，會出現(xiàn)光合作用強度不再增加（光飽和點現(xiàn)象嗎）（7）同一時間段如何控制臺燈光照的影響？（8）燒杯中加入蒸餾水還是清水？（9）吹氣二氧化碳濃度不可控，是否含有氧氣？（10）碳酸氫鈉加入多少濃度合適？（11）溫度能否影響實驗結(jié)果？怎么控制？（12）對實驗結(jié)果的統(tǒng)計，如何做到大數(shù)據(jù)分析，更加接近真實值？（13）我們能在定性實驗的研究基礎(chǔ)上進行定量研究嗎？全班同學(xué)的問題5推陳出新——實驗設(shè)計與創(chuàng)新點視頻、虛擬實驗等學(xué)習知識課前》自由分組項目落實》成果匯報交流分享認知沖突探究實質(zhì)總結(jié)方法構(gòu)建模型組內(nèi)組間自評互評進一步探究課后課中》》》項目討論方案實驗探究進行傳統(tǒng)實驗人員分工顯微數(shù)碼成像技術(shù)NOBOOK虛擬實驗室氧氣傳感器分光光度計調(diào)查問卷經(jīng)驗交流基于“真實問題情境”的“學(xué)”與“用”有機結(jié)合的項目化實驗探究學(xué)習模式本堂課，課前的時候利用視頻，虛擬實驗等途徑學(xué)習知