苏科版八年级上册第18章第2节绿色植物及生物圈中的碳氧.doc

苏科版 八年级上册 第18章 第2节 绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡执教人：江苏省徐州市第三十一中学 沈瑜学习目标：1、阐明绿色植物的光合作用吸收二氧化碳，放出氧气。2、说明绿色植物在维持生物圈中的碳-氧平衡的重要作用。3、尝试实验和探究，运用实验法尝试独立设计并完成本节的探究活动。4、认同绿色植物对于维持生物圈中碳-氧平衡的重要意义，自觉形成爱护绿色植物的积极感情，养成“低碳”生活方式。教学重点：运用实验法独立设计并完成本节探究活动，认识绿色植物在维持生物圈中碳氧平衡中的重要作用。教学难点：运用实验法独立设计并完成本节的探究活动。教材分析：2011版初中生物课程标准提出，绿色植物对生物圈的生存和发展起着决定性的作用，绿色植物对维持生物圈中的碳氧平衡和水循环发挥着重要的作用，教师要帮助学生形成以下重要的概念：绿色植物在生态系统中扮演重要角色，它能制造有机物和氧气。本节内容位于课标第四个一级主题“生物圈中的绿色植物”下的第4个二级主题“绿色植物对生物圈有重大作用”。本节课是苏科版八上第18章生态系统的稳定中的第二节,学生通过第一节绿色植物与生物圈的水循环一课，已经初步建立了“生物与环境是一个统一整体”的概念，这节课通过进一步分析绿色植物光合作用对生物圈碳-氧平衡的重要作用，帮助学生形成“植物在生态系统中扮演重要角色”这个重要概念，也为下一节生态系统的自我调节建立“生物的生命活动与生物圈息息相关”的概念打好基础，最终形成人与自然和谐发展的观念。本节课主要能力培养目的是通过合作探究，体验光合作用再碳氧平衡中的作用，提高探究技能。学情分析： 本节课在七年级的基础上完成了对光合作用全过程的认识和理解。不仅仅对光合作用知识点完善，而是从生物圈的角度，让学生了解光合作用再维持碳-氧平衡方面的重要意义，循序渐进，符合学生认知规律。本节的难点是要求学生尝试独立设计并完成的全过程探究，对探究方案的设计要求较高，有一定难度，因此在教学设计的时候需要精心筹划，提供必要的帮助。教学过程：教师活动学生活动一、导入新课从G20峰会引入气候变化巴黎协定，从温室效应引入二氧化碳的控制，思考:地球上有哪些主要的活动会消耗氧气，产生二氧化碳？观看图片，回答问题。二、学习新课（一）活动一：分析生物圈中消耗氧气、排出二氧化碳过程。要求：温室效应的产生与二氧化碳排放过多有重要的关系，你知道以下哪些过程是消耗氧气，排出二氧化碳的？请在组内白板上用 表示二氧化碳的排放， 表示氧气的消耗，并将“光合作用”、“呼吸作用”、“分解作用”、“燃烧”放在相应的位置。（活动说明：“光合作用”、“呼吸作用”、“分解作用”、“燃烧”提供磁性黑板贴，教师先示范，学生根据示范分组在组内白板上完成，完成后一组在黑板上展示）教师总结：生物圈中，生物的呼吸作用、分解作用，燃料的燃烧都在大量的消耗氧气，排出二氧化碳。教材资料：据统计，全世界生物的呼吸和燃料燃烧所消耗的氧气的量每秒平均为10000kg。以这样的速度来计算，大气中的氧气在3000年就会用完，那生物不是都要死亡了吗？实际情况不是如此，我们生活的大气层中氧气占21%左右，二氧化碳含量0.03%。这是为什么？提出假设：生物圈要维持二氧化碳和氧气的平衡，也许跟植物的光合作用有关系。（引出课题）分组活动，讨论、交流。学生上台展示。 （二）活动二：探究绿色植物在光下能吸收二氧化碳1、了解BTB溶液教师讲解BTB溶液颜色变化的原因，并邀请学生实验。2、播放自制视频：绿色植物在光下吸收二氧化碳操作过程。（由实验小组学生介绍实验过程）观看视频，找出实验中的两个变量，完成下列表格：条件甲乙丙观察实验现象，思考：3、观察甲、乙、丙试管中BTB颜色有什么变化？为什么？4、这个实验能得出几个结论？说明绿色植物与大气“碳氧”平衡有何关系？总结：说明绿色植物在光下能吸收二氧化碳。学生观察BTB溶液遇水颜色，再观察吹入二氧化碳溶液后颜色变化。 学生观看视频。分析、思考、总结。（三）活动三：探究绿色植物在光下放出的气体要求：小组合作，在提供的仪器中进行选择，设计一个实验，探究水生植物在阳光下“吐出”的气泡是氧气吗？ 展示学生活动，进行点评。教师用带火星的木条检验气体，总结：绿色植物可以在光下释放氧气。学生设计实验、交流展示。（四）活动四：总结“绿色植物与大气中碳氧平衡”的关系综上所述，在自然界中消费者都在吸收氧气、释放二氧化碳，分解者也在消耗氧气，释放二氧化碳，那么自然界是怎样维持碳氧平衡的？绿色植物对生物圈中二氧化碳氧气平衡具有什么作用呢？ 1、完成碳氧平衡的过程： 植物的光合作用二氧化碳+水 有机物+氧气 生物的呼吸作用、燃烧等2、文字总结：微生物的 作用，动、植物 作用和物质的燃烧消耗大量的 ，产生大量的 ，而绿色植物的光合作用又不断吸收大气中的 ，产生 ，如此循环往复，构成了大气中的 和 的循环，维持着整个生态系统中的 平衡。3、思考：（1）生物圈中的氧气主要来源于哪里？（2）生物圈中二氧化碳怎样进入植物体的？（3）绿色植物对维持生物圈的碳氧平衡重要吗？说说理由。总结：生物圈中二氧化碳的消耗和氧气主要来源于绿色植物的光合作用，因此绿色植物对于维持自然界的碳氧平衡有着重要的作用。学生分析，总结。学生完成文字总结看图，讨论，回答。（五）活动五：联系实际 G20峰会对巴黎协定的关注，说明二氧化碳等温室气体排放过造成的全球变暖后果严重，你知道有哪些危害？巴黎协定的目标之一就是本世纪下半叶要达到二氧化碳净零排放，为此，我们该做些什么？小组讨论，分享交流。作业布置：对比“绿色植物在光下吸收二氧化碳”中教材实验设计和改进后实验设计，请同学们回家实践，思考改进后实验有何精巧之处？设计意图和反思： 本节课的主线十分清晰，围绕生物圈中“碳”-“氧”平衡如何维持？这一主题，我们设计了五个学生活动：活动一“分析生物圈中消耗氧气、排出二氧化碳过程”，通过磁性板贴帮学生复习旧识，设疑引出新知，导入新课；活动二“探究绿色植物是否能在光下吸收二氧化碳”，在改良教材实验的基础上，让学生通过观察和思考，寻找实验中的对照组和变量，并根据现象得出正确的结论，提高学生实验分析能力；活动三“探究绿色植物在光下放出什么气体？”学生小组合作，自选实验器材、完成实验设计并组装实验装置，观察现象得出结论，提高学生实验设计能力和实验操作能力；活动四“总结绿色植物与大气中碳氧平衡的关系”，联系前后知识，提高学生学生的总结概况能力；活动五“联系实际”，解决开头提出的问题，让学生学以致用，提高学生利用知识解决实际问题能力。 五个活动能力训练梯度渐进,符合学生的认知。学生在做中学，学中做，针对生物现象，观察、设疑、分析实验、设计实验、实施方案，交流与表达，既提高了科学探究的能力，也养成了理性思维的习惯。与此同时，学生关注涉及生物学的社会议题，尝试解决实际生活中的生物学问题，热心环境保护，培养了社会责任感，在教学设计过程中有几处思考：1、明晰设计思路：从时政话题引入课题:结合杭州“G20峰会”中关于“气候变化巴黎协定”的话题，用磁性板贴的方式，让学生通过活动，总结出生物的呼吸作用、微生物的分解作用和物质的燃烧都吸收氧气，排出二氧化碳，并由此提出疑问：要维持生物圈的“碳-氧平衡”，哪种生物的哪类活动能吸收二氧化碳，放出氧气呢？由此引出课题，整节课都围绕这个问题开展科学探究，从实验分析到实验设计，最后回到巴黎协定的目标之一本世纪下半叶要达到二氧化碳净零排放，我们该做些什么？力求设计首尾呼应，解决实际问题。与此同时，在科学探究推进的过程中，修改过更为清晰的“绿色植物在生物圈碳-氧平衡中的作用示意图”作为板书也逐渐完善，课题的板书也是同步渐进补充完整的。2、修改实验设计：活动二“探究绿色植物是否能在光下吸收二氧化碳”的设计过程，就是一个师生共同研究的过程，学生实验小组课前准备的过程中，发现教材实验设计的可操作性较差，从容器、装置和植物的选择上都存在难度，而且实验效果不明显，很难观察。师生寻找了多种改良方法，均有欠缺，翻阅暑期徐州市生物教师集中培训材料发现，吴举宏老师专门对此进行过研究，为此又专门请教了吴老师，才完成了此次实验的修改，这种修改的好处是：选用水生植物替换陆生植物，生活环境的影响因素相对来说较易控制，变量控制更为严谨；另外，通过煮沸的方法将水中的气体包括二氧化碳逐出，确保增加的丁试管中没有二氧化碳存在作为对照，再向甲、乙、丙试管中煮沸过的水中吹气，也是为了让变量控制更为严谨。另外，这种改良，实验简单易操作，BTB颜色的变化清晰可见。在呈现手法上，因为这个实验需要2小时的日光照射，我们将学生课前实验拍摄了微视频，课上2位学生边播放视频变介绍实验过程，以“生”教“生”；4组实验，用丁试管演示无二氧化碳的BTB颜色蓝色，便于学生对比，学生列表两两比较甲、乙、丙三组实验，寻找对照组，找到结论，思路清晰，结论清楚。为了让学生能清晰看到三组试管的BTB试剂在光下的颜色变化过程，我们用相机定时照相功能10秒拍摄一张照片，再连续播放制作成视频，由于植物的光合作用，二氧化碳被逐渐消耗，BTB溶液渐变过程清晰可见，进一步改良了观察的效果。3、强调动手实践：活动三“探究绿色植物在光下放出什么气体？”教材要求学生制订探究计划即可，即使排水集气法牵扯到九年级化学知识，根据教材提示，学生也能顺利完成设计，并想到了不止一种的设计。本课则将活动变成了实际操作，提供实验器材，要求学生挑选合适的器材，设计并完成实验装置组装后，介绍设计思路。之所以这样设计，是因为在活动二录制视频的时候，就发现学生因动手实践相对较少而出现的诸多问题，离开“纸上谈兵”，学生在活动中一次次尝试、失败、探讨、修正、再尝试，直至成功，综合素质全面提升。本节课的设计在教学实践中也还有一些遗憾之处，比如，教学的问题可以再放开一些，两个探究实验通过呈现实验现象，得出实验