科学家访谈　探索生物大分子的奥秘教案1

课题：光合作用

科目生物

提供者：贾 江

教学对象：

高一

单位石楼中学

课时： 3 一、教学内容分析

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。

二、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、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

①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；

②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”。

③明确科学的研究态度在实验探究中的重要性 ④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

。

⑤学会参与、合作和交流 三、学习者特征分析

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。 四、教学策略选择与设计

以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。最想突出的处理： 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。

五、教学重点及难点

教学重点

①光合作用的发现及研究历史；

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

单因子变量原则中实验变量与无关变量的辨析

六、教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

创设情景

激情引趣，引起学播放绿色植物硕果累生对光合作用的累的图片；人和其他动物重视。

吃的各种食物的照片。

讨论，踊跃发言。

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？

提出问题

激发学生的探究引入课题

欲望和学习兴趣。

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？

实验一：1648年，赫尔蒙学生的讨论，提出大胆猜想——通过情景导入使特柳树实验

“不对”，并设计出实验装置。

学生尝试提出问【课件显示】

“公元讨论得出结论：植物生长所需的大题，作出假设。

前3世纪，亚里士多德提部分物质并非来自于土壤；而得培养学生的概括出，植物生长在土壤中，出：水分是建造植物体的唯一原能力、语言表达能土壤是构建植物体的唯料！

力

一原料。”→提出问题：忽略空气对植物的影响。

和理解能力。

你认为他的观点正确提出矛盾，激发学吗？你能设计一个什么生思考，再逐步释实验装置来探究你的假疑，效果更好。

设吗？

老师给以引导，在总结学生方案的基础上出示1648年，赫尔蒙特柳树实验装置（如图一）：

进一步提问：这个结

论又科学吗？

观察能力的培养

了解对照实验原

则、单因子变量原观看动画演示

则实验中的相关老鼠很应用。

实验二：1771年普里斯特单独密封的蜡烛很快熄灭、快死去，与绿色植物一起的蜡烛暂利实验

出示动画（如图二中时不会熄灭、老鼠会存活很长时间。

的动画截图）

根据实验内容，提出问题

对照作用、绿色植物可以

更新空1、这两组实验的现象是气。

排除干扰因素（外界空气的影响）。

什么？

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？

3、该实验装置中玻璃罩让学生认识到技术有什么作用？

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

培养学生尊重科实验三、英格豪斯

实验

确定了植物的绿色部分，只有在光学且用发展的观重复普里斯特利的实验，下才能起到

“净化”空气的作用。点看待科学、树立但始终在光下进行

（吸收CO2,放出O2）

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？

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

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？

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

现象：

装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。

恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？

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？

回答问题。

锻炼学生观察能力。

感受科学发现过程，提高学生探索求实的科学素养。进一步培养学生观察动画演示，看书52页。

科学实验探究的讨论答出：

原则和方法

◇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

观察思考

结论：

氧是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所。

小组讨论发言：归纳出4个方面的巧妙之处。

小组内讨论交流学生充分小组讨论的基础上，每一培养了学生观察、小组发言归纳问题答案。

分析综合能力。而且学会参与、合作和交流。

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。

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，

小组讨论，设计方案。

如：金鱼藻、大烧杯、对比讨论本小组的成功与失败之三角漏斗、带木塞的导处，体验成功。

管、

清水、强光、带火星的木条。

给出参考实验方案。

课外的练习

光合作用消耗CO2的实验

情境设疑

光合作用释放的O2到讨论

底是来自H2O，还是CO2呢，还是两者兼而有之？

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，是为了弄清讨论后分析回答问题：

楚在光合作用中产生的用氧的同位素18O分别标记H2O和氧到底是来自水还是二CO2,使它分别成为H218O和C18O2。

氧化碳？还是两者兼而光合作用中释放的氧气全部来自有之？同学们考虑一下，于水

应标记哪一种元素？如何设计这个实验呢？

阅读P53实验，得出什么结论？

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。

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。

培养实际应用的能力

培养学生运用所学的知识和技能解决实际问题的能力。

由于光合作用中释放的氧气全部来自于水，所以为反应光合作用的实质，其反应式又可以表示为：

通过学生主动参与建构概念的整个过程，加深对概念的理解。

分析反应中各元素的来源去路

小结

师生共同归纳总结出生物学实验的一般原则：

1、科学性原则（排除干扰因素、正确选材等）

2、可重复性原则（操作规范等）

3、对照性原则（设置对照组）

4、单一变量原则

七、教学评价设计

生物学习评价表

预习提出问题回答问小组活动（20）

（10）

题(10) （10）

自我

评分

小组

评分

教师

评分

八、板书设计

三

光合作用

（一）光合作用的概念

（二）叶绿体中色素的种类、颜色及作用

（三）光合作用的生理过程：P·64图21 三）光合作用的生理过程（见教材P·64图22）

（四）光合作用的总反应式

（五）光合作用的实质

（六）光合作用的意义

培养学生提炼和归纳能力。

知识落实（40）

作业（10）