《光合作用的原理和应用》一课教学设计
《光合作用的原理和应用》一课教学设计
龙口六中 付君莹
1、教材分析：光合作用的原理和应用一课，主要介绍了光合作用的探究历程，光合作用的过程和应用等知识。教材介绍的与光合作用有关的几个经典实验，有利于培养学生的科学精神和严谨的科学态度，培养学生掌握生物科学的研究方法。光合作用的过程介绍了光反应和暗反应过程中物质和能量的变化，光合作用原理的应用通过学习光合作用强度，引导学生探究环境因素对光合作用的影响，使知识得到迁移和应用。
2、教学策略：
2．1学情分析：光合作用的原理抽象难懂，光反应和暗反应的内在本质关系理解起来比较困难，在介绍光合作用过程之前，首先让学生了解光合作用的研究历史，注意让学生从教材中展现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，注重让学生了解光合作用探索历程中所出现的问题和解决问题的方法，注重让学生沿着科学家的发现思路做一次思维的深入探究，这样，对于学生认识和掌握光合作用的具体过程是有必要的
2．2教学方法和学法指导：本节重点通过多媒体课件的演示过程，引导学生通过自主探究，分组讨论，展示交流等活动，掌握光合作用的探究历程中科学家所发现的问题和解决问题的方法。在学习光合作用的具体过程时，重点从化学反应的角度看待光合作用的本质，从化学反应发生的变化去认识水和二氧化碳如何转变成有机物糖类等物质。在教学中给学生创造一些主动思考的空间和展示自主学习成果的平台，激发学生自主发现问题、提出问题并解决问题，积极主动探寻，才能取得预期的教学效果。
2．3板书设计：光合作用的过程
光反应阶段 暗反应阶段
场所 场所
条件 条件
物质变化 水的光解 物质变化 二氧化碳的固定
ATP的生成 二氧化碳的还原
能量变化 能量变化
3、教学目标：
3．1知识目标：本节主要介绍光合作用的探究历程，光合作用的过程和应用及化能合成作用等知识。
3．2能力目标：通过学习光合作用原理的基础知识，使学生从物质和能量转变的高度上认识光合作用的意义，以便更好的认识光合作用原理在农业生产中的应用，联系光合作用原理来分析、解释农业生产过程中产生的一些现象，并完成教材的探究活动—探究环境因素对光合作用强度的影响。
3．3情感目标：通过介绍光合作用的著名实验，培养学生的科学精神和科学态度，体验生物科学的发现历程是一个艰辛的漫长的过程，培养学生严谨的科学态度，激发创新意识和创新精神，认识光合作用的本质，领悟自然界生命活动的复杂性和有序性。
4、教学重点和教学难点：本节重点要学生掌握光反应和暗反应的两个过程的区别和联系，特别是其中的物质变化和能量变化的过程，发生的部位和条件也是学生要弄清楚的内容。光合作用探究实验的问题对学生来说也比较生疏，有一定的难度，教材为此提供了相关的提示和参考案例。
5、教学实施过程：
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过
程
设
计
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教学内容
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设计意图
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教师指导（主要包括问题的设置和学习任务的布置）
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学生活动
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复
习
提
问
光
合
作
用
的
探
究
历
程
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课前提问：
1、绿叶中有哪几种色素？
2、叶绿体的结构及功能是什么？
导入： 同学们了解了叶绿体的结构和功能，那么光合作用的过程及原理是什么？下面先让我们一起来探讨光合作用的发现历程。
提供材料：
多媒体课件依次演示光合作用的四个经典实验过程。
一、1771年普利斯特利的实验：
点燃的蜡烛与绿色植物， 密闭 蜡烛不熄灭。
小鼠与绿色植物密闭 小鼠不易窒息
老师质疑：
1、该实验的结论是什么？
2、为什么有人认为植物也能使空气变浑浊？他们忽略了什么条件？
二、1779年英格豪斯的实验：
植物更新空气
老师质疑：
1、普利斯特利的实验为什么在光下才能成功？
2、为什么植物只有具有绿叶才能更新空气？
3、植物吸收了空气中的什么气体？放出的气体是什么？4、在这个过程中光能转变成了什么能？
讲述：直到1785年人们才明确绿叶在光下放出氧气，吸收二氧化碳，1845年，梅耶根据能量转换和守恒定律指出，在植物进行光合作用时把光能转换成化学能储存起来。
过渡：那么光能变成化学能储存于什么物质呢？吸收的二氧化碳转变成了什么物质？
三、1864年萨克斯的实验
碘
黑暗 一半暴光 深蓝
绿叶 碘
24小时 一半遮光 无变化
老师质疑：
1、为什么要把绿叶放在暗处几小时？
2、该实验的巧妙之处是什么？
3、该实验的结论是什么？
过渡：知识的拓宽与延伸
光合作用的原料有水和二氧化碳，那么光合作用释放的氧气来自水还是二氧化碳？
建议：阅读课本同位素标记法
四、1939年鲁宾和卡门用放射性同位素示踪法证明这一问题
H2O 和 C18O2 O2
向植物提供
H218O 和CO2 18O2
提问：
1、用18O分别标记什么物质？
2、该实验的结论是什么？
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学生回答与交流
资料探究：
1、仔细阅读资料观察课件演示。
让各小组把观察到的经典实验过程用语言表达出来。
2、学生形成新的质疑，对老师的设疑进行讨论探究。
3、学生讨论过程中人人参与，生生互动，学生相互启发，共同探究，学会学习。
4、学生分组讨论交流，回答老师的提问并思考污浊的空气指哪种成分？光被植物的哪种结构吸收？该结构含有哪些色素？作用是什么？
5、引导学生思考萨克斯的实验假设是什么？利用萨克斯的装置还可以探究什么问题？
6、学生主动展示学习成果，阐明自己的观点和见解，交流合作，形成最佳答案，达到对知识的深入理解和拓宽。
7、各小组成员对老师的质疑进行自评和互评。
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复习与本节有关内容，强化知识之间的联系。
1、设计的目的和策略：
通过多媒体课件展示，学生能够直观地感受科学家的探究历程，同时深刻体验科学家们科学的探究方法和思想，即：发现问题——做出假设——实验验证——分析得出结论的探究思路.并在此基础上使学生初步了解植物在光下能够吸收空气中的二氧化碳，制造氧气，并合成有机物淀粉，初步了解在这个过程中，光能转变成了化学能储存于淀粉等有机物中。
2、教与学的方法：
引导学生联系初中已有知识，对材料进行分析，表达交流释疑质疑并学会概括总结分析归纳得出结论。
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3、启发学生学会思考,使学生认识生物学的发展与物理化学密切相关，解相关学科之间的相互促进作用。
4、培养学生严谨的探究精神和科学态度，提高学生生物学素养。
5、养学生团结协作勇敢有为，探索创新的精神，共同分享学习成果
6、通过层层设疑，学生对知识的理解逐步加深加宽，为学习光合作用的过程奠定了基础。
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建议：在探究过程中大家还有什么问题，可以参考有关资料来解答。
五、过渡：光合作用产生的有机物又是怎样合成的？卡尔文循环证明了无机的二氧化碳中的碳转变成有机物中的碳。
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学生自学卡尔文循环途径。
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让学生知道碳的转移途径。
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过渡：通过光合作用的探究历程，对光合作用的原料产物场所条件等知识有了初步的认识，下面请同学们概括出光合作用的反应式。
讲述：光合作用的过程包括一系列复杂的化学反应根据是否需要光概括为光反应和暗反应两个阶段。
多媒体演示光合作用的过程并
板书本课重点问题：
一、光反应阶段
1、光反应的场所：
2、叶绿体中色素吸收的光能的作用是什么？
3、光反应需要哪些条件？
4、物质发生什么变化？
5、能量发生什么变化？
6、光反应为暗反应提供了哪两个条件？
二、暗反应的阶段：
1、 暗反应的场所：
2、暗反应需要那些条件？
3、暗反应两个阶段是什么？
4、物质发生什么变化？
5、能量发生什么变化？
6、暗反应为光反应提供了什么物质？
三、老师板图叶绿体结构，将光反应和暗反应所发生的化学反应重点讲解点拨，并板书来龙去脉，同时注重检测和反馈。
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1、学生总结光合作用反应式并熟记。
2、学生观看光合作用过程的多媒体演示，自学课本，独立思考，强化记忆。
3、在已有的知识背景下让学生主动构建新的知识体系，然后回答老师提出的问题。
4、归纳整理出本课的重要知识点，在此过程中全面掌握光合作用的全过程，注重反应式。
5、对照板书适时巩固，对较难理解的寻求老师帮助。
6、以组为单位展示交流自学成果。
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设计目的：
观看多媒体演示主要解决本课的难点，自学课本主要解决本课的重点，即要求学生重点掌握光反应和暗反应中的物质变化和能量变化的过程，要从化学反应的变化去认识水和二氧化碳是如何转变成有机物糖类的，明确两个过程中每一种物质变化的来龙去脉和相应的能量转化的过程。同时提高学生的学习兴趣和求知欲望，继续学习。
教与学的方法：
1、多媒体课件加板图，使学生建立形象思维，达到对知识的深入理解和记忆并形成发散思维。
2、通过自学达到读、思、练、知的目的，融会贯通，培养学生良好的学习习惯。
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四、老师归纳总结光合作用的图解，使学生对光反应和暗反应的过程形成有机的联系。
板书：
教材图5-15光合作用的过程的图解，检测学生画图情况。
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学生动手画图解并自评
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使学生认识光反应和暗反应是统一的，并熟记光合作用图解
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光
合
作
用
原
理
应
用
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过渡：通过学习光合作用的过程和原理，了解了淀粉等有机物的产生，那么在农业生产当中如何提高农作物的产量，是值得研究的课题。
1、老师提出问题，联系光合作用强度的概念，启发学生思考：为什么控制光照强弱、温度的高低和二氧化碳的浓度能影响光合作用的强度？
2、老师提供课题，联系实际，从控制温度，光照强度，二氧化碳浓度等方面确定探究思路。
如：如何通过控制温度提高大棚蔬菜的产量
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1、学生联系实际加以说明
如：提高大棚蔬菜产量的措施
2、探究课本105页案例：光照强弱对光合作用强度的影响。
3、学生以组为单位课下完成探究课题，写出实验方案、方法步骤及预测实验结果。
4、以组为单位将探究的成果上交老师，适时评价并反馈。
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1、培养学生理论联系实际的科学素养，更好的认识光合作用原理在农业生产中的应用。使知识得到迁移和应用。
2、培养学生自主探究的生物学素养，培养学生动手操作的能力以及团结协作的精神。
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化
能
合
成
作
用
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课程标准要求简单，让学生知道微生物如硝化细菌能利用环境中某些无机物氧化时释放出来的化学能，也能将二氧化碳和水合成有机物，并明确和光合作用的区别：
①光合作用利用的是什么能？
②化能合成作用利用的是什么能
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学生自学，了解化能合成作用的过程。
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6、教学反思：
6.1本课内容抽象，通过多媒体课件的展示，分组观察讨论，学生的积极性主动性提高，也提高了学生全面理解获取知识的能力。提取问题布置相应的学习任务，学生互相合作共同完成学习任务的过程中驱动学生学习的主动性，驱动学生发现问题的积极性并找到解决问题的方法和途径。学生真正成为了学习的主体，培养和提高了学生的学习能力。
6.2多媒体教学手段使课堂容量加大，教学进度加快，课堂效率提高，加深了学生的理解和体会。
6.3课堂容量较大，学生掌握的深度和广度有一定的差异，应调整教学策略，保证教学目标的达成度。如：光合作用的过程的学习，应指导学生把光合作用过程中发生的反应，标明在叶绿体结构的各个场所上，这样更容易理解光合作用过程中的本质联系，达到对知识的整合和贯通。
7、专家点评：
本教案设计能够使得学生在平等、和谐、开放、互动的课堂中，不断生成新的智慧，使课堂充满着生命活力。教师放下权威与架子，走到学生中间，多给学生一些自主的空间，会受到意想不到的效果。
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