光合作用的发现教学设计

光合作用的发现教学设计设计理念 高中生物课程标准的“提高科学素养；面向全体学生；倡导研究性学习；注重与现实生活的联系”的课程理念来设计教与学的过程。最想突出的原理：1还原科学研究的历史面貌，突出生物学的“实验学科”特点；2以实验探究贯穿整个教学。教材分析 光合作用是整个第三章乃至整个高中教材中处于重要地位。本章节内容按照课标安排应2课时完成，我准备改为3个课时：第一课时只学习“光合作用的发现”，第二课时“通过实验学习有关光合色素的知识”，第三课时具体学习“光合作用的过程”。本节教学设计是该节的第一课时内容。光合作用研究的历史，本来不需一个课时的时间，但我准备让学生以经典的光合作用研究历史中的重要事件为线索，遵循科学家的探索思路，总结出光合作用的探究历程。了解科学家探究科学的艰辛历程和学会探究的一般方法，为以后的学习打下基础。学情分析 学生在初中生物课中学习过有关光合作用的知识，而且生活实践中也对光合作用有所了解。但是，对于光合作用的发现历史却很陌生，关键对于我们这节课要达到的目标“科学探究的一般方法”知之甚少。高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。在教学过程中，教师要尽量创设学生活动的机会，让学生成为学习活动的主体，教师只是为学生的学习提供必要的指导和知识铺垫。一、教学目标光合作用以及对它的认识过程；光合作用的概念及反应式2、过程与方法通过分析科学家发现光合作用的过程，尝试提出问题、做出假设，设计方案验证假设。理解假设的提出要有实验和观察的依据，需要严谨的推理和大胆的想象，并通过观察和实验进一步验证和完善。同时，理解实验技术的进步所起的作用。3、情感、态度、价值观关注“能量之源光与光合作用”与人们生活的关系，认识生物科学的价值；讨论科学史上的经典人物和实验，避免知识“去背景”和“简单化”。明确科学的研究态度在实验探究中的重要性认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观。学会参与、合作和交流教学环节教学过程设计意图教师活动学生活动创设情景播放绿色植物硕果累累的图片；人和其他动物吃的各种食物的照片。结合初中所学知识谈谈你对绿色植物进行光合作用的了解？讨论，踊跃发言。激情引趣，引起学生对光合作用的重视。提出问题引入课题在听取学生发言并给以肯定后，提出：那么光合作用是怎么发现的呢？激发学生的探究欲望和学习兴趣。实验一：1648年，赫尔蒙特(Helmont)柳树实验【课件显示】“公元前3世纪，亚里士多德提出，植物生长在土壤中，土壤是构建植物体的唯一原料。”提出问题：你认为他的观点正确吗？你能设计一个什么实验装置来探究你的假设吗？学生的讨论，提出大胆猜想“不对”，并设计出实验装置。通过情景导入使学生尝试提出问题，作出假设。老师给以引导，在总结学生方案的基础上出示1648年，赫尔蒙特(Helmont)柳树实验装置（如图一）：讨论得出结论：植物生长所需的大部分物质并非来自于土壤；而得出：水分是建造植物体的唯一原料！培养学生的概括能力、语言表达能力和理解能力。进一步提问：这个结论又科学吗？忽略空气对植物的影响。提出矛盾，激发学生思考，再逐步释疑，效果更好。实验二：1771年普里斯特利(J.Priestley)实验出示动画（如图二中的动画截图）观看动画演示观察能力的培养根据实验内容，提出问题1、这两组实验的现象是什么？单独密封的蜡烛很快熄灭、老鼠很快死去，与绿色植物一起的蜡烛暂时不会熄灭、老鼠会存活很长时间。了解对照实验原则、单因子变量原则实验中的相关应用。2、有无植物的两组实验装置，起什么作用？实验说明什么问题？对照作用、绿色植物可以更新空气。3、该实验装置中玻璃罩有什么作用？排除干扰因素（外界空气的影响）。教师指出：当时他并不知道植物更新了空气的哪种成分，也没有发现光在这个实验中的关键作用。当然现在我们知道所更新的是氧气。让学生认识到技术的发展在科学研究中的作用。提出问题但是，后来很多科学家在重复普里斯特利的实验时，总是有时成功，有时却会失败！这是什么原因呢？学生大胆猜想。设疑引发兴趣实验三、英格豪斯实验重复普里斯特利的实验，但始终在光下进行确定了植物的绿色部分，只有在光下才能起到“净化”空气的作用。（吸收CO2,放出O2）培养学生尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观。自然过渡设疑：光合作用除了生成气体，更新空气外，还有其他物质生成吗？回答问题。实验四、1864年，德国萨克斯实验（课件动画展示）模拟萨克斯实验观察动画演示，看书52页。锻炼学生观察能力。提出有关该实验的几个问题：黑夜中消耗有机物这一步是否可以省略？为什么？本实验是否存在对照组？若有，请指出单一变量。实验可以得出的结论是什么？讨论答出：让叶片中的营养物质（淀粉）消耗掉。部分遮光、部分曝光，进行对照。绿叶在光合作用中产生了淀粉感受科学发现过程，提高学生探索求实的科学素养。进一步培养学生科学实验探究的原则和方法强调：绿叶在光合作用中产生了淀粉，一定需要光照。并设疑：什么是光合作用的场所呢？实验五、1880年恩格尔曼(Engelmann)实验动画演示，重现恩格尔曼的实验过程观察思考根据现象（结果）推出正确的结论，培养学生逻辑思维、推理、判断能力。现象：装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。结论：氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？小组讨论发言：归纳出4个方面的巧妙之处。小组内讨论交流培养了学生观察、分析综合能力。而且学会参与、合作和交流。1、为什么选用水绵做为实验材料？2、为什么选黑暗且没有氧气的环境？3、为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？4、实验结论是什么？学生充分小组讨论的基础上，每一小组发言归纳问题答案。实验六、自己设计实验验证光合作用产生氧气教师给实验材料，如：金鱼藻、大烧杯、三角漏斗、带木塞的导管、清水、强光、带火星的木条。小组讨论，设计方案。巩固已学知识，认识实验探究过程都必须依据一定的科学道理。体验合作学习过程。给出参考实验方案。对比讨论本小组的成功与失败之处，体验成功。课外的练习光合作用消耗CO2的实验培养实际应用的能力情境设疑光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢，还是两者兼而有之？讨论实验七、1930年，（美）鲁宾和卡门实验提示：同位素标记进行光合作用的实验，是为了弄清楚在光合作用中产生的氧到底是来自水还是二氧化碳？还是两者兼而有之？同学们考虑一下，应标记哪一种元素？如何设计这个实验呢？讨论后分析回答问题：用氧的同位素18O分别标记H2O和CO2,使它分别成为H218O和C18O2。培养学生运用所学的知识和技能解决实际问题的能力。阅读P53实验，得出什么结论？光合作用中释放的氧气全部来自于水光合作用概念光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。通过学生主动参与建构概念的整个过程，加