高中生物-光合作用的探究历程教学设计学情分析教材分析课后反思

“光合作用的探究历程”教学设计

【教材分析】

“能量之源一一光与光合作用”在整个第五章乃至整个高中教材中处于重要地位。本节内容

我准备分为3个课时：第1课时只学习“捕获光能的色素和结构”，第2课时学习“光合作

用的探究历程”，第3课时具体学习“光合作用的原理和应用”。本节教学设计是该节的第

2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。

【教学模式】

根据主体性教学目标，以“自主性、探究性、合作性”为学生学习的三个基本维度，以

培养学生的科学素质为指导，以侧重科学方法教育为归宿，本节课采用“引导探究”教学模

式，融合讨论法、谈话法、归纳法等多种教学方法，并配以多媒体辅助教学，引导学生构建

光合作用光反应阶段和反应阶段的过程，分小组进行分析、讨论、归纳和总结，得出光合作

用的具体过程。

【重点、难点】

1.教学重点：(1)光合作用的发现及研究历史。

(2)光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系。

2.教学难点：光反应和暗反应的过程。

【教学目标】

1、知识方面

①光合作用以及对它的认识过程；

②光合作用的概念及反应式。

2、情感、态度、价值观方面

通过学习科学家对光合作用的发现过程，认同科学原理的创立是科学家在不断的观察、实

验和探索中建立起来的；认同科学家不仅要继承前人的科研成果，还要具有质疑、创新和勇

于实践的科学精神与态度。

3、能力方面

通过观察实验，提升实验的能力、分析和解决问题的能力以及语言表达能力。

【课前准备】

搜集相关图片和素材；制作Flash多媒体课件

【教学过程】

教学过程设计

程序

教师的组织和引导学生活动意图

激情引趣，引

创设情景，观看光合作用科普片。思考片尾问题：为什么说光起学生对光

讨论，踊跃发言。

导入新课合作用或许是最重要的化学反应？合作用的重

视。

激发学生的

提出问题在听取学生发言并给以肯定后，提出：那么光合作

探究欲望和

引入课题用是怎么发现的呢？

学习兴趣。

【课件显示】“公元前3世纪，亚里士多德提出，学生的讨论，提通过情景导

植物生长在土壤中，土壤是构建植物体的唯一原出大胆猜想一一入使学生尝

料。”一提出问题：你认为他的观点正确吗？你能“不对”，并设试提出问题，

设计一个什么实验装置来探究你的假设吗？计出实验装置。作出假设。

讨论得出结论：

实验一：植物生长所需的

培养学生的

1648年,海大部分物质并非

老师给以引导，在总结学生方案的基础上出示1648概括能力、语

尔蒙特来自于土壤；而

年，海尔蒙特(Helmont)柳树实验装置(如图一)：言表达能力

(Helmont)得出：水分是建

和理解能力。

柳树实验造植物体的唯一

原料！

提出矛盾，激

忽略空气对植物发学生思考，

进一步提问：这个结论又科学吗？

的影响。再逐步释疑，

效果更好。

观察能力的

出示动画(如图二中的动画截图)观看动画演示

培养

单独密封的蜡烛

很快熄灭、老鼠

很快死去，与绿

1、这两组实验的现象是什么？色植物一起的蜡

根据

实验二：烛暂时不会熄

实验了解对照实验

1771年普里灭、老鼠会存活

内原则、单因子变

斯特利很长时间。

容，里旦原西则Mil头驳中rh

(J.Priestley)对照作用、绿色

提出2、有无植物的两组实验装置，起什么作用？的相关应用。

实验植物可以更新空

问题实验说明什么问题？

气。

排除干扰因素

3、该实验装置中玻璃罩有什么作用？（外界空气的影

响）。

让学生认识到

教师指出：当时他并不知道植物更新了空气的哪

技术的发展在

种成分，也没有发现光在这个实验中的关键作用。

科学研究中的

当然现在我们知道所更新的是氧气。

作用。

但是,后来很多科学家在重复普里斯特利的实验

提出问题时，总是有时成功，有时却会失败！这是什么原学生大胆猜想。设疑引发兴趣

因呢?

培养学生尊

确定了植物的绿

重科学且用

色部分，只有在

实验三、英重复普里斯特利的实验，但始终在光下进行。发展的观点

1785年,由于空气成分的发现，人们确定绿叶在光光下才能起到

格豪斯实验看待科学、树

下放出的是。2,吸收的是C02。“净化”空气的作

立辨证的科

用。

学观。

设疑：植物生长过程中质量的增加来自水还是二氧引导学生思

自然过渡

化碳呢？考

学生思考，讨论，

实验四、

课件展示索苏尔的实验：得出结论：植物培养学生分

1804年,瑞

实验结果：1.吸收的CO2体积=产生的体积生长过程中质量析科学实验

士植物生理

2.植物增加的重量+产生的。2重量〉吸收的CO2重的增加即来水又的能力

学家索苏尔

量来自二氧化碳

进行的定量

实验

问题：根据第二个实验结果，我们能得到什么结论

呢？

实验已经证明，普里斯特利的实验只有在光下才能引导学生思

成功？光能去了哪里呢？考，引出萨克

自然过渡1845年，德国科学家梅耶提出植物将光能转化为化斯的实验

学能储存起来。这就说明在植物生长过程中产生了

一种可以储存能量的物质，这种物质是什么呢？

实验五、

1864年，德观察动画演示，锻炼学生观

（课件动画展示）模拟萨克斯实验

国萨克斯实看书102页。察能力。

验

感受科学发

讨论答出：

现过程，提高

◊让叶片中的营

提出有关该实验的几个问题：学生探索求

养物质（淀粉）

◊为什么对叶片先进行暗处理？实的科学素

消耗掉。

◊为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？养。进一步培

◊进行对照。

◊实验可以得出的结论是什么？养学生科学

◊绿叶在光合作

实验探究的

用中产生了淀粉

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？

根据现象(结

果)推出正确

的结论，培养

动画演示，重现恩格尔曼的实验过程观察思考

学生逻辑思

实验六、维、推理、判

1880年恩格断能力。

尔曼

小组内讨论

(Engelmann)

交流培养了

实验结论：氧是由叶

学生观察、分

现象：装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位绿体释放出来

析综合能力。

的周围。的，叶绿体是光

而且学会参

合作用的场所。

与、合作和交

流。

小组讨论发言：

恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？归纳出该实验的

巧妙之处。

巩固已学知

学生充分小组讨

老师引导同学总结光合作用的条件、场所、原料、识，体验科学

论的基础上，每

小结产物，总结光合，引导学生构建光合作用的总反应探究的过程

一小组发言归纳

式和概念。和合作学习

问题答案。

过程。

人们对光合作用的探索并未停住脚步，随着研究的深入，人们发现光合作用并不是

过渡

一个简单的化学反应，而是一个非常复杂的过程，下面就让我们追随科学家的脚步，

继续了解光合作用的过程。

课件展示德国科学家威尔斯泰特的实验结果。

让学生学会分

问题：一—在光合作用中有重要作用。学生思考，回答

析资料

过渡：色素吸收了光能使叶绿体内发生了什么变化？

课件展示英国剑桥大学希尔的实验结果。让学生学会分

学生思考，回答

光反应过程

问题：在光下，—分解成______O析资料

的探究

课件展示美国科学家阿尔农的实验结果。让学生学会分

学生思考，回答

问题：在光下，叶绿体中生成了析资料

小结光下叶绿体内进行的反应：通过学生主动

学生分组讨论，

物质变化：参与建构概念

完成问题，填到

能量变化：的整个过程，加

学案上，找小组

条件：深对概念的理

成员说出答案。

场所：解。

其他同学补充。

提出光反应的概念

过渡：在光反应阶段，我们已经知道了水中氧元素的转移途径，二氧化碳中的碳是

怎样转移到糖类中去的呢？

课件展示卡尔文的实验结果。分析资料，回答培养学生分析

问题：结合资料，画出碳元素的转移路径。问题。问题的能力

继续展示卡尔文实验，出示问题：让学生学会分

小组讨论，找一

1、①过程中C5是反应物，还是生成物？析问题和体验

代表回答问题，

2、哪一过程受光照影响？小组合作。

其他人补充。

暗反应过程

课件展示阿尔农用离体叶绿体所做的实验。

的探究分析资料，回答培养学生分析

问题：C0?转化为糖不需要—，需要_______o

问题。问题的能力

通过对实验分析，提出暗反应的概念，通过表格学会分析、比较

小组讨论，回答。

比较光反应和暗反应。

小组活动：培养学生归纳

总结光合作请以小组为单位在纸板上构建出光合作用的过总结的能力和

用的完整过程。小组合作完成小组合作探究

程的能力

让学生体会

科学家探索

里程的艰辛，

小结学习科学家

小结光合作用的过程和光合作用的探究历程

大胆质和勇

于实践的科

学精神与态

度。

【课堂评测】

学生学习效果评价量表

评价内容

评价方式评价等级

评价项目

ABCD

对本节课知识的兴趣浓厚较浓厚一般弱

本节课独立思考的习惯强较强中弱

自信心体验到学习成功的愉悦多较多一般少

自评

理解别人的思路,与同伴交流的

好较好一般弱

意识

在知识、方法等方面获得收获的

高较高一般低

程度

本节课发言的次

多较多一般少

数

同伴互评

本节课发言的质量好较好一般差

本节课课堂练习的正确性高较高一般低

有时分

上课听讲的专心程度专注教好一般

心

参与教学活动的程度高较高一般低

师评

课堂发言反映出的思维深度强较强一般弱

课堂发现问题的角度多较多一般少

课堂发现问题的能力强较强一般弱

评价说明在评价等级下，相应的栏只选一项，打“V”

“光合作用的探究历程”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。

学生初中阶段关于本部分内容的学习方法主要是死记硬背的，是为了通过会

考，学过很快会忘。现在我们要教会学生学习的方法，体验到学习的乐趣，并且

掌握相关的知识内容，对他在以后的生活有所帮助。

“光合作用的探究历程”效果分析

整堂课学生能积极参与，思维活跃，认知、过程、体验等目标达成度高，知

识掌握准确。能力培养扎实有效，学习效果好。学生参与面广，课堂学习气氛活

跃，互动效果好。学生在教师的指导下，积极主动参与教学过程，90%以上的学

生掌握了有效的学习方法，获得知识，发展能力。

自主学习方面，学生有浓厚的学习兴趣，在教师指导下主动地参与学习活动，

有强烈的求知欲望，自主选择最适合自己的学习方式进行有效学习，自觉遵守课

堂纪律。合作交流方面，学生在教师的组织下，有效地运用各种交流和沟通的组

织形式，开展师生、生生之间的学习合作。探究展示方面，学生在教师的引导下，

独立思考或与同伴合作，运用已有的经验和技能，去发现、探究学习问题，且大

胆展示自己独到的见解，与同学共同分享研究成果。

最后，根据整节课全组同学的表现，参照“学生学习效果评价量表”（见教

学设计），评选出本节课的“优胜小组”，适当表扬鼓励。

“光合作用的探究历程”教材分析

一.教材地位

《光合作用的探究历程》是人教版高中生物学教材必修一第五章《细胞的

能量供应和利用》的第四节第二课时的内容，主要介绍了光合作用发现过程中的

几个经典实验，在这其中蕴含着科学探究的一般方法，是培养学生科学素养和探

究能力的好材料。

''光合作用〃在绿色植物的新陈代谢以及整个生态系统的物质循环和能量流

动中具有十分重要的意义。义务教育初中生物教材已经讲述了光合作用的基础知

识，安排了绿叶在光下制造淀粉的实验。本节在此基础上，更加深入地从产物到

场所等方面讲述了光合作用发现过程的几个著名实验。目的是使学生不仅获得有

关的基础知识，了解光合作用对人类生产生活的意义，懂得探索生物科学的基本

方法，培养学生实事求是的科学态度，不断探求新知识的精神和合作精神。

二.教学目标

依据教材和课程标准的要求，我制定了知识、能力和情感的三维目标，注重

知识发现的同时，更强调了科学探究能力的培养。基于此，我将“光合作用的概

念、科学探究的一般方法和实验设计中的两个基本原则”作为本节课的教学重点。

而“科学探究的一般方法和实验设计中的两个基本原则”也是难点所在。

知识方面

①光合作用以及对它的认识过程；

②光合作用的概念及反应式。

情感、态度、价值观方面

通过学习科学家对光合作用的发现过程，认同科学原理的创立是科学家在不

断的观察、实验和探索中建立起来的；认同科学家不仅要继承前人的科研成果，

还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。

能力方面

通过观察实验，提升实验的能力、分析和解决问题的能力以及语言表达能

力。

三.教学重难点及其突破

尽管学生在初中阶段对光合作用的知识已经有了粗浅的了解，但他们的认知

水平有限，对光合作用的过程几乎未涉及。高中学习光合作用，重点在光合作用

的基本过程，理解呼吸作用的本质光合作用过程中物质变化和能量转化之间的联

系，使学生对光合作用的认识提高到一个新的水平。对于光合作用的总反应式以

及光合作用的概念，我并没有进行直接的讲解，而是充分利用课本上的科学史,

引导学生自己分析，总结出。在分析科学家的经典实验过程中，也是对学生渗透

情感态度价值观教育的好时机。我采用以下教学策略：1.小组成员在问题引导下

自主学习，分析实验结果，总结光合作用的反应物、产物、条件和场所2.通过

分组构建模型，化静为动，化抽象为具体，帮着学生理解3.列表比较，举生活

实例帮助理解，课后习题进行巩固。

本节难点是光合作用光反应阶段和暗反应阶段的物质反应、能量转化。由于

课本对相关的探究实验介绍不充分，我搜集了大量的资料，以资料分析的形式呈

现给学生，让他们自己分析总结，最后通过小组模型建构的方式，让学生构建光

合作用的完成过程。突破难点：我采用以下教学策略：1.通过小组成员合作，分

析讨论资料；2.分组构建模型，变抽象为具体；3、反应式总结，梳理知识，便

于记忆，列举生活实例，帮助理解能量代谢过程。

五、学法指导

学生在初中已经对光合作用以及光合作用探究历程中的经典实验有了一定

的了解。光合作用的过程复杂、抽象，学生对光合作用过程的物质、能量变化理

解困难。依据学情，在教学中应利用科学家的实验数据，引导学生进行充分的阅

读、分析，通过小组讨论和模型建构等方式，比较光合作用过程中光反应阶段和

暗反应阶段的区别和联系，最后再通过练习进行知识巩固和迁移。

六、课时安排

本节内容我准备分为3个课时:第1课时只学习“捕获光能的色素和结构”，

第2课时学习“光合作用的探究历程”，第3课时具体学习“光合作用的原理和

应用”。本节教学设计是该节的第2课时内容。

课后评测练习

1.番茄幼苗在缺镁培养液中培养一段时间后，与对照组相比其叶片光合作用强

度下降，原因是

（）

A.光反应强度升高，暗反应强度降低B.光反应强度降低，暗反应强度降低

C.光反应强度不变，暗反应强度降低D.光反应强度降低，暗反应强度不变

2.在“绿叶中色素的提取与分离”实验中得到的色素带颜色较浅，分析其原因

可能是（）

①加入的丙酮太多②用无水乙醇代替丙酮③层析液没及滤液细线

④研磨时没有加入CaC03⑤研磨时没有加入SiCh⑥取的叶片的叶脉过多，叶肉

细胞过少

⑦画滤液细线的次数少⑧使用放置数天的菠菜叶

A.①③⑦B.②④⑤⑧C.①③④⑤⑥⑦⑧D.②③④⑤⑥

3.将在黑暗中放置一段时间的叶片均分4块，置于不同的试管中，按下表进行

实验，着色最浅叶片所在的试管是（）

试管编号①②③④

实co2溶液++++

验光照白光蓝光红光绿光

处

碘液++++

理

注：“十”表示具有该条件。

A.①B.②C.③D.④

4.在绿色植物光合作用的光反应中，进行“ADP+Pi+能量-ATP”反应场所是（）

A.叶绿体外膜B.类囊体膜C.细胞质基质D.线粒体基质

5.下表为鲁宾和卡门利用同位素标记法研究光合作用的实验记录,据表判断甲、

乙分别是（）

姐号桧■植物提供结果（产生的气体）备注

H0和C'*0甲

I22其他条件相同

；和乙

nH*0C02

18

A.甲乙都为02B.甲乙都为02C.甲为也、乙为D.甲为

。2、乙为气

6.下列描述中，正确的是（）

A.黑暗情况下叶肉细胞内无ATP产生

B.叶绿体的类囊体薄膜上含有自身光合作用所需的各种色素

C.光照下叶绿体中的ATP主要是由光合作用合成的糖经有氧呼吸产生的

D.光合作用强烈时，暗反应过程直接将3个C02分子合成1个C3

7.光合作用的过程包括光反应和暗反应两个阶段。描述正确的是（）

A.光反应阶段固定CO?B.暗反应阶段积累ATP

C.光反应阶段分解乩0D.暗反应阶段释放

8.光反应为暗反应提供的物质是（）

A.[H]和H20B.[H]和ATPC.ATP和C02D.H20和

C02

9.将等量甲、乙两种植物的不同器官在不同颜色的光下照8小时，测得的数据

见表。据表分析，决定光合作用是否发生的因素是（）

植物器官光的颜色温度增加量

甲叶红22℃120mL

甲叶绿22℃15mL

甲根红22℃0mL

乙叶红22℃80mL

乙叶绿22℃10mL

A.植物种类B.光的颜色C.温度D.植物器官

10.下图是光合作用强度随光照强度变化的曲线，有关说法不正确的是（）

A.c点之后限制光合作用强度增强的因素可能是温度、二氧

化碳浓度

B.b点时光合作用强度和呼吸作用强度相等

C.影响曲ac线段光合作用的因素主要是光照强度

D.植物在a〜b之间不进行光合作用

11.在光合作用和有氧呼吸过程中，既有［H］又有ATP产生的是

（）

①光合作用的光反应阶段②光合作用的暗反应阶段

③有氧呼吸第一阶段④有氧呼吸第二阶段⑤有氧呼吸第三阶段

A.①②③B.①③④C.②③⑤D.②④⑤

12.将生长状态一致的同一品种玉米植株分为甲、乙两组，甲组培养在适宜的光

照条件下，其叶维管束鞘细胞中有淀粉积累；乙组培养在光照较弱的条件下，其

叶维管束鞘细胞中没有检测到淀粉。乙组未检测到淀粉的原因是（）

A.叶片不进行光合作用，只进行呼吸作用B.叶片光合作用强度低，没有淀粉

的积累

C.维管束鞘细胞没有与淀粉合成相关的酶D.维管束鞘细胞不含叶绿体，不能

进行光合作用

13.炎热夏季中午，因失水过多会导致植物气孔关闭，此时叶肉细胞（）

A.三碳化合物含量上升B.光反应产物不能满足暗反应的需求

C.有机物积累速率明显下降D.叶绿体基质中ADP含量增加

14.如图表示光合作用与呼吸作用过程中物质变化的关系。物质变化中都包含着

能量变化，在下列图解中能合成ATP的生理过程是（）

A.1、2、3、4、5B.2、3、5C.1、3、4、5D.2、5

15.图K10-9表示20℃玉米吸收的二氧化碳与光照强度关系的曲线。对于曲线

歹

步

当的是（）

A.b点的位置不会随环境温度的改变而移动

B.在a点叶肉细胞产生ATP的细胞器有叶绿体和线粒体

C.当植物缺镁时b点的位置将右移

D.当环境温度升高至玉米光合作用的最适温度时c点的位置将向左上方移动

16.下图是绿色植物体内能量转换过程的示意图，请据图回答：

（1）图中①表示的过程为，此过程发生的场所是在。

(2)图中②表示的过程为，此过程发生的场所是在。

(3)图中③表示的过程为，该过程中产生的CO?是在第阶段形成的。

(4)③过