41光合作用教學(xué)設(shè)計(jì)-北師大版生物七年級(jí)上冊(cè)

第3單元植物的生活第4章綠色開花植物的生活方式第1節(jié)光合作用教材分析一、教材分析“光合作用”是初中生物學(xué)的核心內(nèi)容之一，在教材中占據(jù)著極為重要的地位。它是生物界最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝過(guò)程，不僅揭示了綠色植物如何利用光能將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為有機(jī)物并釋放氧氣，為自身及其他生物提供食物和氧氣來(lái)源，還與生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動(dòng)緊密相連，是理解整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。教材在編排上，先介紹光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程，通過(guò)一系列經(jīng)典實(shí)驗(yàn)引導(dǎo)學(xué)生逐步認(rèn)識(shí)光合作用的原料、產(chǎn)物、條件和場(chǎng)所，進(jìn)而闡述光合作用的實(shí)質(zhì)和意義，這種編排符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，有助于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神和邏輯思維能力。學(xué)情分析二、學(xué)情分析學(xué)生在之前的學(xué)習(xí)中已經(jīng)對(duì)植物的細(xì)胞結(jié)構(gòu)、葉片的結(jié)構(gòu)等知識(shí)有了一定的了解，知道葉綠體是植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所，也具備了一定的觀察能力和實(shí)驗(yàn)操作技能。然而，對(duì)于光合作用的具體過(guò)程、物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化機(jī)制等抽象內(nèi)容，學(xué)生理解起來(lái)存在較大難度。此外，初中學(xué)生的抽象思維能力還處于發(fā)展階段，他們更多地依賴于直觀的現(xiàn)象和感性認(rèn)識(shí)來(lái)理解事物。因此，在教學(xué)過(guò)程中需要充分利用實(shí)驗(yàn)、圖片、動(dòng)畫等多種教學(xué)資源，將抽象的知識(shí)形象化，幫助學(xué)生構(gòu)建光合作用的概念體系。教學(xué)目標(biāo)三、教學(xué)目標(biāo)1.知識(shí)目標(biāo)闡明光合作用的概念，包括光合作用的原料、產(chǎn)物、條件和場(chǎng)所。描述光合作用的過(guò)程，理解物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系。舉例說(shuō)明光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)中的重要意義。2.能力目標(biāo)通過(guò)分析光合作用的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、邏輯思維能力和數(shù)據(jù)分析能力。指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)并實(shí)施簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，如探究光合作用的原料或產(chǎn)物，提高學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和動(dòng)手操作能力。培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力，如合理密植、間作套種等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施的原理分析。3.情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)家探索光合作用的艱辛歷程，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的精神。使學(xué)生認(rèn)識(shí)到光合作用對(duì)于維持地球生態(tài)平衡的重要性，增強(qiáng)學(xué)生保護(hù)環(huán)境、愛護(hù)綠色植物的意識(shí)。教學(xué)重難點(diǎn)四、教學(xué)重難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn)光合作用的概念、過(guò)程和實(shí)質(zhì)。光合作用的原料、產(chǎn)物、條件和場(chǎng)所的探究實(shí)驗(yàn)。光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)中的應(yīng)用。2.教學(xué)難點(diǎn)理解光合作用過(guò)程中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化機(jī)制。設(shè)計(jì)并實(shí)施探究光合作用相關(guān)因素的實(shí)驗(yàn)，尤其是控制變量和分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果。教法學(xué)法五、教法學(xué)法1.教法講授法：系統(tǒng)講解光合作用的基本概念、原理、過(guò)程和意義，使學(xué)生對(duì)知識(shí)有全面的了解。實(shí)驗(yàn)法：組織學(xué)生進(jìn)行光合作用的相關(guān)實(shí)驗(yàn)，如綠葉在光下制造有機(jī)物、探究光合作用的原料等，讓學(xué)生在實(shí)踐中親身體驗(yàn)科學(xué)探究的過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和科學(xué)思維。討論法：針對(duì)光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與結(jié)果分析等問題，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，激發(fā)學(xué)生的思維碰撞，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的深入理解和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力的培養(yǎng)。直觀演示法：利用圖片、動(dòng)畫、視頻等多媒體資源展示光合作用的過(guò)程、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等，將抽象的知識(shí)形象化，幫助學(xué)生更好地理解和記憶。2.學(xué)法自主學(xué)習(xí)法：布置學(xué)生預(yù)習(xí)相關(guān)知識(shí)，課后進(jìn)行知識(shí)總結(jié)和拓展閱讀，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)習(xí)慣和能力。合作學(xué)習(xí)法：在實(shí)驗(yàn)和討論環(huán)節(jié)，讓學(xué)生分組合作，共同完成任務(wù)，提高學(xué)生的溝通交流和團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。觀察法：學(xué)生通過(guò)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、圖片、動(dòng)畫等，獲取感性認(rèn)識(shí)，為理解抽象的知識(shí)奠定基礎(chǔ)。教學(xué)過(guò)程六、教學(xué)過(guò)程（一）導(dǎo)入新課（5分鐘）1.展示現(xiàn)象：教師展示一些植物在陽(yáng)光下茁壯成長(zhǎng)以及動(dòng)物依賴植物生存的圖片或視頻，如茂密的森林、草原上的食草動(dòng)物等，提問學(xué)生：“同學(xué)們，我們看到植物在地球上廣泛分布，并且是許多動(dòng)物的食物來(lái)源。那么植物是如何制造出這些有機(jī)物來(lái)維持自身和其他生物的生存的呢？”2.引發(fā)思考：引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行思考和討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究欲望，從而引出本節(jié)課的主題——光合作用。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)展示植物與動(dòng)物的關(guān)系以及植物在生態(tài)系統(tǒng)中的重要地位，引發(fā)學(xué)生對(duì)植物制造有機(jī)物方式的好奇，從學(xué)生熟悉的生活場(chǎng)景入手，自然地導(dǎo)入新課，為后續(xù)教學(xué)內(nèi)容的展開做好鋪墊。（二）光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程（15分鐘）1.普利斯特利的實(shí)驗(yàn)：教師講述普利斯特利的實(shí)驗(yàn)過(guò)程：將點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物放在一個(gè)密閉的玻璃罩內(nèi)，蠟燭不易熄滅；將小白鼠與綠色植物放在同一密閉玻璃罩內(nèi)，小白鼠不易窒息死亡。提問學(xué)生：“從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，你能得出什么結(jié)論？”引導(dǎo)學(xué)生思考綠色植物與蠟燭燃燒和小白鼠呼吸之間的關(guān)系，即綠色植物能夠更新空氣。2.英格豪斯的實(shí)驗(yàn)：接著介紹英格豪斯的改進(jìn)實(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)只有在光照下，綠色植物才能更新空氣。教師展示實(shí)驗(yàn)裝置圖，提問學(xué)生：“這個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說(shuō)明了什么？”讓學(xué)生理解光照是綠色植物進(jìn)行某種作用的必要條件。3.薩克斯的實(shí)驗(yàn)：講述薩克斯的實(shí)驗(yàn)，把綠色葉片放在暗處幾小時(shí)，然后一半遮光，一半曝光，一段時(shí)間后用碘蒸氣處理葉片，發(fā)現(xiàn)曝光的一半呈深藍(lán)色，遮光的一半沒有顏色變化。教師展示實(shí)驗(yàn)圖片，引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出綠色葉片在光合作用下產(chǎn)生了淀粉的結(jié)論。4.恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)：介紹恩格爾曼的水綿實(shí)驗(yàn)，他用極細(xì)的光束照射水綿，發(fā)現(xiàn)好氧細(xì)菌只集中在葉綠體被光束照射到的部位附近。教師通過(guò)動(dòng)畫演示實(shí)驗(yàn)過(guò)程，提問學(xué)生：“這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么？”引導(dǎo)學(xué)生理解葉綠體是光合作用的場(chǎng)所，光合作用能夠產(chǎn)生氧氣。5.總結(jié)歸納：在介紹完這些經(jīng)典實(shí)驗(yàn)后，教師組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，讓學(xué)生總結(jié)光合作用的原料、產(chǎn)物、條件和場(chǎng)所的初步認(rèn)識(shí)。每個(gè)小組派代表發(fā)言，教師進(jìn)行總結(jié)和補(bǔ)充，得出光合作用的原料可能是二氧化碳和水，產(chǎn)物是有機(jī)物（淀粉）和氧氣，條件是光照，場(chǎng)所是葉綠體。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)講述光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程，讓學(xué)生沿著科學(xué)家的探索足跡，逐步認(rèn)識(shí)光合作用的各個(gè)要素。這不僅能使學(xué)生了解科學(xué)研究的方法和過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究精神，還能讓學(xué)生在分析實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中，鍛煉邏輯思維能力和數(shù)據(jù)分析能力，為理解光合作用的概念和實(shí)質(zhì)奠定基礎(chǔ)。（三）光合作用的過(guò)程（25分鐘）1.展示光合作用示意圖：教師展示光合作用過(guò)程的詳細(xì)示意圖，包括光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段，向?qū)W生介紹光反應(yīng)階段發(fā)生在葉綠體的類囊體薄膜上，暗反應(yīng)階段發(fā)生在葉綠體基質(zhì)中。2.光反應(yīng)階段講解：結(jié)合示意圖，詳細(xì)講解光反應(yīng)階段的過(guò)程。在光的照射下，葉綠體中的色素吸收光能，將水分解成氧氣和[H]（還原氫），同時(shí)在酶的催化下，ADP和Pi合成ATP。強(qiáng)調(diào)光能轉(zhuǎn)化為活躍的化學(xué)能儲(chǔ)存在ATP和[H]中，氧氣以氣體形式釋放出去。3.暗反應(yīng)階段講解：講解暗反應(yīng)階段，二氧化碳首先與一種五碳化合物（C?）結(jié)合，形成兩個(gè)三碳化合物（C?），在[H]和ATP的作用下，C?被還原成有機(jī)物（如葡萄糖），同時(shí)C?得以再生。說(shuō)明暗反應(yīng)階段將活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中。4.動(dòng)畫演示與互動(dòng)提問：教師播放光合作用過(guò)程的動(dòng)畫，在動(dòng)畫播放過(guò)程中，適時(shí)暫停，提問學(xué)生一些關(guān)鍵問題，如“光反應(yīng)階段為暗反應(yīng)階段提供了什么？”“暗反應(yīng)階段的能量來(lái)源是什么？”“光合作用過(guò)程中物質(zhì)和能量是如何轉(zhuǎn)化的？”等，通過(guò)互動(dòng)提問，加深學(xué)生對(duì)光合作用過(guò)程的理解。5.小組討論與總結(jié)：將學(xué)生分成小組，讓學(xué)生討論光合作用過(guò)程中光反應(yīng)和暗反應(yīng)的相互關(guān)系，以及物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化特點(diǎn)。每個(gè)小組派代表進(jìn)行總結(jié)發(fā)言，教師進(jìn)行補(bǔ)充和完善，強(qiáng)調(diào)光反應(yīng)和暗反應(yīng)是一個(gè)有機(jī)的整體，相互依存，缺一不可。設(shè)計(jì)意圖：利用示意圖和動(dòng)畫直觀地展示光合作用的過(guò)程，將抽象的生理過(guò)程形象化，便于學(xué)生理解。通過(guò)互動(dòng)提問和小組討論，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，深入探究光合作用過(guò)程中物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化機(jī)制，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維能力和合作學(xué)習(xí)能力。（四）光合作用的實(shí)質(zhì)和意義（15分鐘）1.實(shí)質(zhì)講解：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧光合作用的過(guò)程，總結(jié)光合作用的實(shí)質(zhì)，即綠色植物通過(guò)葉綠體，利用光能，把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲(chǔ)存能量的有機(jī)物，并且釋放出氧氣的過(guò)程。從物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化兩個(gè)方面進(jìn)行深入分析，物質(zhì)轉(zhuǎn)化是將無(wú)機(jī)物轉(zhuǎn)化為有機(jī)物，能量轉(zhuǎn)化是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中。2.意義闡述：結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)的知識(shí)，闡述光合作用在生態(tài)系統(tǒng)中的重要意義。光合作用為地球上幾乎所有的生物提供了食物來(lái)源和氧氣來(lái)源，維持了大氣中氧氣和二氧化碳的相對(duì)平衡，對(duì)整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定和發(fā)展起著至關(guān)重要的作用。同時(shí)，舉例說(shuō)明光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，如合理密植可以充分利用光能，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量；間作套種可以充分利用土地資源和光照條件等。3.實(shí)例分析與討論：教師展示一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)例圖片或數(shù)據(jù)，如不同種植密度下農(nóng)作物的產(chǎn)量對(duì)比、間作套種模式下土地利用率的提高等，組織學(xué)生進(jìn)行小組討論，分析這些實(shí)例中光合作用原理的應(yīng)用，讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)光合作用在實(shí)際生活中的重要性。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)總結(jié)光合作用的實(shí)質(zhì)，加深學(xué)生對(duì)光合作用核心概念的理解。闡述光合作用的意義并結(jié)合實(shí)例分析，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到光合作用不僅是一個(gè)生物學(xué)過(guò)程，還與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生態(tài)系統(tǒng)密切相關(guān)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力和關(guān)注生活、關(guān)注環(huán)境的意識(shí)。（五）課堂小結(jié)（5分鐘）1.教師引導(dǎo)回顧：教師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)的主要內(nèi)容，包括光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程、光合作用的過(guò)程、實(shí)質(zhì)和意義等，通過(guò)提問的方式讓學(xué)生回答，如“普利斯特利的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是什么？”“光合作用的光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段分別發(fā)生了什么？”“光合作用的實(shí)質(zhì)是什么？其在生態(tài)系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有哪些重要意義？”等。2.學(xué)生總結(jié)歸納：請(qǐng)學(xué)生自己對(duì)本節(jié)課的知識(shí)進(jìn)行總結(jié)歸納，繪制思維導(dǎo)圖或知識(shí)框架圖，將光合作用的相關(guān)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)整理，教師巡視并給予指導(dǎo)和評(píng)價(jià)。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)課堂小結(jié)，幫助學(xué)生梳理本節(jié)課的知識(shí)脈絡(luò)，加深對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的理解和記憶，培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納能力和自主學(xué)習(xí)能力。（六）課堂練習(xí)（10分鐘）1.選擇題：教師展示一些與光合作用相關(guān)的選擇題，如“光合作用的場(chǎng)所是（）A.線粒體B.葉綠體C.細(xì)胞質(zhì)D.細(xì)胞核”“光合作用過(guò)程中，產(chǎn)生氧氣的階段是（）A.光反應(yīng)階段B.暗反應(yīng)階段C.全過(guò)程D.不確定”等，讓學(xué)生在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成，鞏固所學(xué)知識(shí)。2.簡(jiǎn)答題：給出一些簡(jiǎn)答題，如“簡(jiǎn)述光合作用的過(guò)程及其物質(zhì)和能量的轉(zhuǎn)化關(guān)系”“舉例說(shuō)明光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用原理”等，讓學(xué)生思考并回答，考查學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和應(yīng)用能力。3.小組互評(píng)：學(xué)生完成練習(xí)后，同桌之間或小組之間進(jìn)行互評(píng)，教師對(duì)學(xué)生的答題情況進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，講解易錯(cuò)知識(shí)點(diǎn)，加深學(xué)生的理解。設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)課堂練習(xí)，及時(shí)檢測(cè)學(xué)生對(duì)本節(jié)課知識(shí)的掌握程度，發(fā)現(xiàn)學(xué)生存在的問題并進(jìn)行針對(duì)性的講解，同時(shí)通過(guò)小組互評(píng)，培養(yǎng)學(xué)生的自我評(píng)價(jià)能力和合作學(xué)習(xí)能力。（七）布置作業(yè)（5分鐘）1.書面作業(yè)：布置課本上相關(guān)的課后練習(xí)題，讓學(xué)生進(jìn)一步鞏固光合作用的知識(shí)，包括光合作用的概念、過(guò)程、實(shí)質(zhì)和意義等內(nèi)容。2.實(shí)踐作業(yè)：讓學(xué)生回家后選擇一種綠色植物，如綠蘿、吊蘭等，將其放在黑暗處一晝夜，然后用黑紙片將葉片的一部分遮住，放在陽(yáng)光下照射幾個(gè)小時(shí)，最后用碘液檢驗(yàn)葉片的淀粉生成情況，并記錄實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果，寫成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。3.拓展作業(yè)：讓學(xué)生查閱資料，了解現(xiàn)代生物技術(shù)在提高植物光合作用效率方面的研究進(jìn)展，如基因工程改良植物品種等，撰寫一篇小論文。設(shè)計(jì)意圖：書面作業(yè)可以幫助學(xué)生鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，實(shí)踐作業(yè)讓學(xué)生將課堂知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際操作中，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力和觀察能力，拓展作業(yè)則可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和信息收集與整理能力。板書設(shè)計(jì)七、板書設(shè)計(jì)主板書光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程普利斯特利：綠色植物更新空氣英格豪斯：光照是條件薩克斯：光合作用產(chǎn)生淀粉恩格爾曼：葉綠體是場(chǎng)所，產(chǎn)生氧氣光合作用的過(guò)程光反應(yīng)階段：場(chǎng)所：葉綠體類囊體薄膜物質(zhì)變化：水分解成氧氣和[H]，ADP和Pi合成ATP能量變化：光能→活躍化學(xué)能（ATP、[H]）暗反應(yīng)階段：場(chǎng)所：葉綠體基質(zhì)物質(zhì)變化：二氧化碳固定、C?還原成有機(jī)物，C?再生能量變化：活躍化學(xué)能→穩(wěn)定化學(xué)能（有機(jī)物）光合作用的實(shí)質(zhì)物質(zhì)轉(zhuǎn)化：二氧化碳和水→有機(jī)物和氧氣能量轉(zhuǎn)化：光能→化學(xué)能（儲(chǔ)存在有機(jī)物中）光合作用的意義生物界食物和氧氣來(lái)源維持大氣碳氧平衡農(nóng)業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用（合理密植、間作套種等）副板書實(shí)驗(yàn)分析要點(diǎn)記錄。學(xué)生討論的重點(diǎn)問題及答案要點(diǎn)。設(shè)計(jì)意圖：主板書突出本節(jié)課的重點(diǎn)知識(shí)，如光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程、過(guò)程、實(shí)質(zhì)和意義，使學(xué)生一目了然，便于理解和記憶。副板書用于記錄實(shí)驗(yàn)分析要點(diǎn)和學(xué)生討論的重點(diǎn)問題，輔助教學(xué)過(guò)程，幫助學(xué)生更好地理解和掌握相關(guān)知識(shí)。教學(xué)反思八、教學(xué)反思在本節(jié)課的教學(xué)過(guò)程中，通過(guò)多種教學(xué)方法的綜合運(yùn)用，如講授法、實(shí)驗(yàn)法、討論法、直觀演示法等，較好地實(shí)現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)。學(xué)生在課堂上積極參與各項(xiàng)教學(xué)活動(dòng)，對(duì)光合作用的知識(shí)有了較為深入的理解和掌握，在科學(xué)探究能力、邏輯思維能力、實(shí)驗(yàn)操作能力和合作學(xué)習(xí)能力等方面都得到了一定的鍛煉和提高。在講解光合作用發(fā)現(xiàn)歷程時(shí)，學(xué)生能夠積極思考科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和結(jié)論，表現(xiàn)