必修14-2《光合作用》第一课时教学设计.docVIP

必修1 4-2光合作用第一课时教学设计【教案背景】光合作用的发现过程所列举的实验材料都是几百年来具有开创性的经典实验，追求实验过程、探究实验原理对于学生来说都是一大难点，教学时可以引导学生思考“科学家是如何带着问题进行实验的”，使他们尝试指出实验的基本方法，从而帮助学生理解光合作用的概念与实质。【教材分析】“关于光合作用的历史回眸”是苏教版生物必修1第四章第二节内容，材料容量大，这些对光合作用概念的建立有重要的作用。光合作用的发现是个漫长的过程，教学时，可以结合科学史实，运用发现法教学理论，构建光合作用的产物、场所、原料一步步“发现”的过程，有利于学生拓展理性思维，促进理性探索，并培养科学精神。教材中介绍的历史非常经典，都是在光合作用探索历程中所出现的典型问题和解决的方法，学生认真了解其重要过程，也就等于沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究，这对于学生认识和掌握光合作用的具体过程是有必要的。【教学目标】1、知识目标：知道光合作用的发现过程，并从中理解光合作用的概念，理解实验中所涉及的有关实验设计的基本理论知识。2、能力目标：培养分析实验、设计实验的能力。3、情感态度与价值观目标：认识到科学发现的艰辛，科学研究的重要性，进而认识学习方法的重要性。【教学重点】1、光合作用的发现及研究历史，揭示每个实验的原理和结论。2、实验设计的两个基本原则对照实验原则、单因子变量原则。【教学难点】对光合作用发现过程中经典实验的分析，理解实验原理，学会探究实验设计的一般方法。【教学方法】探究研讨法、对媒体教学法【课时安排】1课时【教学准备】搜集相关图片和素材，制作多媒体课件。【教学设计思路】针对生物科学史学习的特点，采用知识回顾引入新课学习的方法，在逐个分析重要的发现史的基础上引导学生理解光合作用的实质，体验科学的方法，形成相关的价值观等。【教学过程】（班级分成若干活动小组，课外设计并完成光合作用兴趣实验，并将实验数据做成多媒体课件。）一、导入新课教师通过视频展示一组预先摄制好的录像，展示一个参观温室大棚镜头。以学生的角度观察大棚内的温度控制、人工补充光照、气肥补充、空间合理利用等措施与光合作用的关系，并引导学生从不同角度，考察影响大棚种植的经济效益的因素。师：（1）使用什么样的薄膜？（2）如何去控制大棚的温度？这样做的目的是什么？学生活动：学生思考、讨论。生：（1）无色透明的薄膜好，什么原因不知道。（2）覆盖薄膜可以升高温度，揭开薄膜可以降低温度。具体操作时间及原因不知道。师：为了解释这样的问题，我们需要来学习光合作用的知识。师：在自然界中绿色植物随处可见，但是哪位同学曾观察到光合作用是怎样进行的呢？生：没有。师：那么，科学家们到底是怎样发现光合作用这一生理过程的呢？二、新课教学课件展示：（1）呈示海尔蒙特像以及相关资料，告知他是发现植物能够进行光合作用的奠基人。（2）呈示希尔、卡尔文像以及实验资料，明确他们对光合作用的生物化学过程的研究，成果受到世人瞩目。（3）光合作用的研究是一个漫长、艰苦的过程，我们今天回顾其中一些经典的实验，感悟他们精妙的实验设计、准确而客观的实验分析与睿智的目光。案例一：范海尔蒙特的实验师：过去，人们一直以为，小小的种子之所以能够长成参天大树，完全依赖于土壤。事情果真是这样？比利时的科学家范海尔蒙特对此产生了怀疑，于是他设计了这样一个实验：他把一棵重2.5 kg的柳树苗栽种到一个木桶里，木桶里盛有事先称过重量的土壤。以后，他每天只用纯净的雨水浇灌树苗。为防止灰尘落入，他还专门制作了桶盖。五年以后，柳树增重80多千克，而土壤却只减少了0.1 kg，海尔蒙特为此提出了植物生长所需的养料主要来自于水，而不是土壤这一观点。师：范海尔蒙特的“柳树实验”进步之处在什么地方？不足之处又在什么地方？试用你已有的知识加以评价。生：进步之处是以实验为证据推翻了传统认识中“小小的种子之所以能够长成参天大树，完全依靠于土壤”的观点；不足之处是没有考虑到空气在植物生长（即光合作用）中的作用。师：那么是谁首先想到植物的生长与空气的作用有关的呢？案例二：普利斯特莱的实验课件展示：（1）在光线充足的地方，将一支点燃的蜡烛和一只小白鼠分别放到两个不同的密闭的玻璃罩里，看到蜡烛不久熄灭了，小白鼠也很快死去。（2）将点燃的蜡烛与绿色植物一起放在一个玻璃罩内，置于充足光照条件下，蜡烛不易熄灭。（3）将点燃的蜡烛与小白鼠一起放在一个玻璃罩内，置于充足光照条件下，小白鼠也不容易窒息而死。师：（1）根据书本提供的信息，你能否说出这个实验是由谁完成的？这位科学家根据这个实验提出了什么观点？ （2）假如用一不透光的纸盒将实验（2）与（3）中的玻璃罩罩住，使它不接受光线，重复做（2）实验，会出现怎样的结果？这又说明了什么？生甲：最初是由英国科学家普利斯特莱完成的。生乙：这位科学家认为植物可以通过光合作用吸收CO2，产生O2。 （教师延迟评价）生丙：这位科学家认为植物可以在光照条件下更新空气的成分。生丁：我认为乙的观点不正确。因为，普利斯特莱所处的时代人们还不了解空气的组成成分，直到1785年，人们才了解了光合作用过程中放出的气体是O2，吸收的是CO2。因此,我赞同丙的观点。生戊：假如用一不透光的纸盒将实验（2）（3）中的玻璃罩罩住，使它不接受光线，重复做（2）实验，会发现蜡烛不久熄灭了，小白鼠也很快死去。这可以说明植物的光合作用需要光。师：（1）的确，普利斯特莱根据上述实验，提出了“植物可以更新因蜡烛燃烧或小白鼠呼吸而变得浑浊的空气的观点”。（2）但是他没有发现植物在更新空气中的作用，而是将空气的更新归因于植物的生长。（3）当时有人重复此实验，却得到了完全相反的结论。认为植物与动物一样能使空气变得浑浊。（4）1779年，荷兰医生扬英根豪斯经过500多次实验，发现了普利斯特莱的实验只有在光照条件下才能成功，而且只有植物的绿色部分才能更新浑浊的空气。案例三：扬英根豪斯的实验师：英根豪斯在实验时，确认了植物确实有净化空气的作用，同时指出这是太阳光照射植物的结果，从而证明了绿色植物只有在光下，才能把空气净化。请同学分析英根豪斯实验中所做的假设？实验的自变量是什么？又能得出什么结论？生：装置是否接受光照为实验的自变量。植物只有在光下才能起到净化空气的作用，并且吸收了CO2，放出O2。师：光合作用过程中，除了生产气体，更新空气外，还有其他物质生成吗？（引出萨克斯实验）案例四：萨克斯的实验师：动画展示萨克斯实验的模拟过程，出示思考题：为什么要对实验植物进行黑暗处理一昼夜？实验是否存在对照组？若有，请找出单一变量？实验能得出什么结论？生：消耗掉叶片中原有的淀粉；存在对照实验，部分遮光和部分曝光构建对照组；绿叶在光合作用中产生了淀粉。师：光合作用中产生了淀粉，那么原料又会用到哪些呢？能否弄清各自的来龙去脉？（引出鲁宾卡门实验和卡尔文实验）案例五：鲁宾卡门实验和卡尔文的实验师：利用动画的形式展示实验的过程。设问：光合作用过程中H2O与CO2的各自组成元素，参与哪些生成物的组成？如何设计实验加以验证？采用什么方法？生：同位素标记法；光合作用中释放的氧气全部来自于水，二氧化碳被用于合成糖类等有机物。三、课堂小结光合作用的原料、条件、产物分别是什么？这样一个生理过程是在哪完成的？通过讨论、总结，使学生明确相应的结论。师：目前对光合作用的研究已经取得了很多的成果，但是，科学家还在不懈努力，希望有更大的突破，以便在农业生产和其他领域有更广阔的应用。通过本节课的学习，让大家了解科学家探究科学的艰辛历程。同时让我们学会探究的一