卢晓华——探究环境因素对光合作用影响.doc

宣武区评优课教案授课人：卢晓华 授课时间：2010年11月16日 授课班级：高二（9）班授课地点：北京师范大学附属中学综合楼4层生物实验室教学课题 探究环境因素（光照强度）对植物光合作用的影响教学目标一、知识目标：1、利用光合作用的相关知识探讨影响光合速率的环境因素。2、利用实验设计的基本原则评价和理解实验方案。二、技能目标：1、以小组讨论和集体讨论两种形式进行学生实验方案的评价及修改。2、以小组为单位使用小圆叶片上浮法探究光强对光合速率的影响。三、情感态度和价值观目标：1、交流对实验方案的理解、评价和修改建议。2、体验利用小圆叶片上浮法探究光强对光合速率影响的过程。3、认同探究实验方案的设计没有最佳只有更佳。教学重、难点重点：1、组织学生评价学生方案，巩固实验设计原则；2、介绍小圆叶片上浮法，并组织学生利用该方法探究光强对光合速率的影响难点：组织、引导学生分析实验过程发现的问题，提出改进实验方案的合理建议。教学设计思路 探究实验的设计与进行探究实验是课程目标中能力要求中最重要的一项，通过这两个过程能够发展同学们的科学探究能力。实验设计过程使其初步学会提出问题，分析问题，阐明与研究该问题相关的知识，确认变量，做出假设和预期。进行探究实验能够检验实验方案的可行性，通过做实验学会收集证据，处理、解释数据并做出合理判断，用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点；实验过程中还能及时发现问题，做出必要的反思和修改。探究实验方案设计活动安排在本模块的后半部分（影响光合作用的环境因素一节之前），符合学生的认知规律。同学们能够在前面所做实验的基础上，学习并积累实验设计相关理论和实践经验，自己设计完整的实验方案，进行探究实验。并且通过讨论、分析、评价等过程完善方案，将探究内化为自己的能力，并养成习惯，为进一步的学习打下坚实的基础。利用这一契机，教师提前布置设计探究实验方案作业，让同学们有充分的时间进行思考，运用自己以前的经验积累完成探究实验方案，教师将同学们作业进行仔细批阅，找出其中共性的问题，集中呈现在一个实验方案中，让同学们进行评价与修改，并渗透实验设计的基本原则。随后教师呈现一个可行的实验方案，让学生在做实验的过程中体会实验设计要求，得出结果与结论，并发现问题，提出进一步改进和完善实验的措施。为何不用排水集气法而是利用小圆叶片上浮法进行实验？同学们对排水集气法比较熟悉，初中就有所涉及，在酶的相关实验中，同学们又体验过一次，所以在作业中有更多同学选择这种方法，这是对旧知的迁移，值得肯定。但是，作业中还提供了供选的材料用具打孔器和注射器，并分别进行了用法提示，只有勤于思考并且思维力度较大的同学才会想到上浮法。而实际上，在课堂实验中，没有精密测量仪器存在的情况下，叶片上浮法实验现象更明显，因而与其它方法相比也更可行。课堂教学中使用更可行的实验方法，学生们通过短时间的实验能够观察到明显现象，得出有意义的结论，并且能够发现问题，积极思考，实验课的高效性就有保证。当然，实现这一点的前提是教师需要提前进行预实验摸索出最佳条件。教师预实验的过程也是探究的过程，也是给自己释疑的过程，教师自己的疑问解决后，才有助于帮助同学理解新的方法，拓展思路，这对于学生应试技能的提高也会有很大的帮助。在此实验中，单是叶片上浮现象就已引起学生兴奋。另外，小圆叶片上浮法原理还有助于同学建立生物与其他学科知识联系。如化学中不同气体溶解度差异、物理中的浮力原理、工程学中信号放大等，这些都是学生们感兴趣的地方，也显著体现了理科讲理的特点。课堂上，此实验方案的提出衔接实验方案的可行性原则，过渡很自然。另外，教师就此方案提出的问题也与实验设计的原则相对应，学生们会趁热打铁很快迁移，这对学生提高实验评价能力有很大帮助。实际上，评价实验能力是在实验设计之上的对学生更高的能力要求，只有内化了实验设计的基本原则，才会具备火眼金睛。当然，此方案也并非完美方案，同学们会再一次利用自己所学对此方案提出改进建议。另外，运用此方案进行探究实验，会在实验过程中可能生成很多有意义的问题。在总结交流的过程中，同学们会认同科学探究方案设计与探究过程没有最佳只有更佳，本节课情感态度价值观目标很自然也就实现了。教学手段演示多媒体课件、讨论法、实验法。教学过程教学流程教师活动学生活动一、引入二、评价方案一，复习巩固实验设计遵循的基本原则过渡环节：提出新方法并说明原理。三、理解新方案（方案二）四、按照新方案完成实验五、结果分析、讨论、实验总结。六、本课小结粮食问题是人类面临的严峻问题如何增加粮食亩产是科学家研究焦点粮食生产与农作物光合作用息息相关光合作用与环境因素密切相关。影响光合作用的环境因素都有哪些？ 这些环境因素都是如何影响光合作用的？需要我们通过实验进行探究，诸多环境因素中，光照强度是关键的一个因素，我们首先探究光照强度是如何影响植物光合作用的。要进行探究实验，首先需设计可行的实验方案。针对学生实验设计作业中出现的问题，教师将其集中呈现在一个实验方案中（方案一），请同学进行评价与修改。请同学阐述此方案存在的问题和修改建议教师注意聆听同学发言，及时发现问题，进行追问。教师总结：此方案对照体现得不完美；大样本无体现；单一变量无保证；可行性不具备；重复性有欠缺。 上述完善后的实验方案应该是可行的，只不过由于课堂时间有限，短时间观察不到明显现象。怎么能够在短时间内观察到光强对光合速率的影响呢？有没有新的实验方案？有几位同学在实验设计中提到一种奇特的方法，我们请其中一位给大家说明方法和原理。 （如果同学作业中没有这种方法，教师要进行提示：材料用具中提供的冬青叶片、打孔器和注射器我们应该如何使用？从而引出小圆叶片上浮法。）教师给予适当评价，出示叶片结构图，进一步说明小圆叶片上浮法的原理，并提出使用这种方法做实验进行尝试。教师给大家下发新方案，并就新方案提出问题帮助学生理解。由于时间有限，教师将前两步操作录成视频供大家观看在实验之前，教师首先提出要求。然后，同学们按照此方案从第三步开始实施实验，教师在各组巡查，及时发现问题并提供帮助。实验完成后，各组组长在黑板上填写本组实验数据，同时负责收集其他组数据，并安排组员处理数据。教师提问：我们能够得到什么结论？是否符合我们的预期？你在实验中发现哪些问题？ 此实验方案还有哪些缺陷？ 教师总结：科学探究需要不断探索、改进，实验方案也需不断完善。联系光合作用相关知识，回答：光强、光波长、二氧化碳、温度等。阅读实验方案一，讨论、评价与修改，并进行阐述。同学对叶片上浮法进行说明学生阅读并理解方案二。观看视频。实施实验：观察现象、记录数据、处理数据、发现问题。汇报结果提出自己的发现的问题，提出解决方案。板书目的设计实验 探究环境因素（光照强度）进行实验指导遵循原则对植物光合作用的影响形成、理解和评价对照、单一变量 操纵自变量 大样本、重复 具体方案 控制无关变量可行性、科学性 测量因变量 学生学案探究环境因素（光照强度）对植物光合作用的影响学案一、实验方案评价与修改（方案一）请仔细阅读下面的实验方案，此方案是否可行？存在哪些缺陷？应如何改进？实验题目：探究光照强度对黑藻光合速率的影响假设：一定范围内，光照强度越大，光合作用速率越高。材料用具选择：黑藻，100w白炽灯，1%NaHCO3溶液，大烧杯，10ml量筒，玻璃漏斗，计时器。方法步骤：1、选2片相同大小的黑藻叶片2、将1片黑藻叶片放入盛有1%NaHCO3溶液的大烧杯中，将黑藻叶片用玻璃漏斗罩在大烧杯底部，漏斗口浸在液面下，将盛满1%NaHCO3溶液的10ml量筒倒扣在漏斗口上，制成简易排水集气装置，制备两个完全相同的此装置。其中一个装置距离100w白炽灯较近，另一个距离100w白炽灯较远（如右图）。3、打开电源，开始计时，当氧气收集满10ml时，停止计时，比较两装置集满10ml氧气所用时间。4、重复步骤1-3一次，取平均值预期结果：一定范围内，距白炽灯越近，集满氧气用的时间越短二、本次探究活动实验方案（方案二）实验题目：探究光照强度对冬青叶片光合速率的影响假设：在一定范围内，光照越强，冬青叶片光合速率越大材料用具：冬青叶片、打孔器、注射器、100W白炽灯、小烧杯、1%NaHCO3溶液、直尺、镊子、计时器方法步骤：1、选择长势相同的浓绿色冬青叶片若干，用打孔器打出50片直径1cm的小圆叶片，注意避开大的叶脉2、用注射器抽去叶片细胞间隙的气体，使其全部沉于1%NaHCO3溶液底部，将这些叶片分装到5个含1%NaHCO3溶液的小烧杯中，每个小烧杯10片，将10个叶片完全摊开。3、将5个小烧杯一字排开（小烧杯中心间距5cm)，标记1-5号，将白炽灯置于1号小烧杯正上方5cm处。4、打开电源，开始计时，并观察小圆叶片上浮情况，记录单位时间各烧杯叶