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《光合作用的原理》教学设计人教版普通高中生物新课程必修Ⅰ《分子与细胞》模块§5-4光反应阶段暗反应阶段枣庄市第十八中学姜丙超-1-《光合作用的原理》教学设计人教版普通高中生物新课程必修Ⅰ《分子与细胞》模块§5-4枣庄市第十八中学姜丙超1.指导思想：《美国国家科学教育标准》明确提出：“学习科学是学生们要亲自动手做而不是要别人做给他们看的事情”。本堂课教师运用现代教育技术创设教学情境，充分发挥学生的主体作用，留给学生更多的时空，让学生尽可能地参与知识的产生、发展的过程，变被动接受知识为主动发现知识、掌握知识，从而达到培养学习和创造能力的目标。2.教材分析与教学设计思路：光合作用是植物体最基本的新陈代谢，是生物界物质和能量的基本来源。同时，光合作用对前面学过的细胞、ATP、酶等知识，对后面的稳态、生态系统等知识的学习具有承上启下的作用。因此，让学生牢固掌握光合作用这一部分知识非常重要。本节教学设计意图沿着光合作用的发现历程，对光反应和暗反应这两个阶段从物质变化和能量转化的高度作深入的探讨和研究，引导学生从物质和能量转变的角度去理解光合作用的实质，掌握本节重点。同时希望通过对教材中科学家关于光合作用探究过程的经典实验的学习和分析，使学生体会经典实验蕴含着科学探究的一般方法，初步培养科学探究的能力。3.学情分析（1）学生已经在小学的《常识》和初中的《自然科学》中学习了关于光合作用的部分基础知识，特别是初中新课程的学习，已经初步掌握了光合作用的条件、产物和概念等光合作用的相关知识，也做过“绿叶在光下制造淀粉”这个实验，因此对光合作用的探究实验和实验设计有一定的认识，为这节课打下了知识基础。（2）学生刚学过细胞的发现简史、细胞学说的建立和发展过程、对细胞膜的亚显微结构及特性的研究、酶的发现等科学发现过程，对科学发现史的学习已不再陌生，对科学探究的一般过程也有一定的认识，使本节课的科学探究过程的教学自然而流畅。（3）学生在初中以及高中《降低化学反应活化能的酶》一节中已经学习了简单的对照实验设计，完全有能力从自变量、因变量、无关变量等角度分析光合作用探究历程中涉及到的经典实验，体味科学家们的探究意图。-2-（4）高中生的认知能力已经达到了一定的高度，他们可以自主地思考问题，自己解决问题，学习自主性较高。同时高中生对外界的刺激比较敏感，所以需要得到老师的肯定与鼓励。4.教学三维目标:4.1知识目标：(1)阐述光合作用的发现过程(2)辨析光合作用相关的场所、反应条件、物质变化、能量变化等知识(3)简述化能合成作用4.2能力目标（1）通过重现光合作用发现过程的几个经典实验，提高学生的科学素养，形成初步的实验探究能力。（2）通过对光反应和暗反应过程的学习以及影响光合作用的外界条件的分析，培养学生的分析与综合能力。4.3情感目标（1）通过对光合作用发现过程的探究学习，感悟科学家专注的探索精神，激发学习兴趣，关注身边事物，善于从观察中发现问题。（2）通过对光合作用结构基础的分析，增强学生对“结构和功能相统一”观念的体会。（3）通过对光合作用过程中光反应、暗反应联系的分析、讨论，让学生形成“事物是普遍联系”的唯物主义世界观。5.教学重点和难点：5.1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、暗反应过程及相互联系5.2教学难点(1)领悟探究实验的科学原理和方法，并很好地运用到设计实验中(2)光反应和暗反应的过程6.课时安排：1课时7.教法与学法设计：7.1“三为主”原则：“以学生为主体、教师为主导、探究为主线”7.2教法与学法：教师讲授与学生自学相结合、教师启发与小组合作探究相结合，师生合作突破重难点。8.课前准备8.1制作多媒体课件8.2课前教师提供一份预习学案，布置学生预习教材内容9.教学过程：-3-教学内容教师的组织和引导学生活动教学意图课前分组相邻的6人为一个合作学习小组，每组选出一名新闻发言人，将全组讨论的答案告诉全班同学。同时告诉学生，本堂课要做一个小测验，测试一下哪几位同学20年后最有可能获得诺贝尔奖，评选方式是以小组为单位分组抢答，看谁得分最高，谁就是“未来诺贝尔奖之星”。迅速划分合作学习小组，并推选出各小组的新闻发言人。以小组为单位合作学习，并进行抢答，教师进行实时计分，将抽象的学习效果转化成直观的分数，便于培养学生的团队精神和学习积极性。目标展示“一壶浊酒喜相逢，古今多少事，都付笑谈中。”今天，生物老师要带领大家一起研究一段历史--光合作用的探究历史，并进一步研究光合作用的原理。本堂课涉及到的实验较多，大家要在合作探究中进一步加深对“对照实验”内涵的理解，……并形成初步的科学探究能力。边听边看大屏幕：了解本堂课的教学三维目标，并做好充分的心理准备。展示三维目标，做好心理准备。-4-导入教师：在学习新课程之前，老师先带领大家做一个小游戏，大家说好不好呀？教师：请大家全体起立，班长到讲台上来带领大家“憋气”。首先做三次深呼吸：吸气时脚尖着地，身体向上牵引，腹腔和胸腔尽可能地扩张；呼气时上身向下做鞠躬状，连续三次。好，接下来用手将鼻孔捏住，大家集体憋气1分钟，如果你中途撑不下去了就请坐下，看看哪些同学能够坚持到1分钟。由憋气实验带来的痛苦感，总结出我们每一分钟都离不开氧气。同时设问，每天有这么多生物在呼吸，氧气为什么不会耗竭？再由氧气和食物的来源都是光合作用，得出“我们每一分钟都离不开光合作用的产物--氧气”的结论。学生一听到要做小游戏，顿生新奇感，齐声回答：“好！”学生按照老师的指导，着手做游戏，说出游戏感受，深切体会到“光合作用与我们人类的生存息息相关”。调动学生的积极性，形成轻松的课堂气氛。1、由我们每一分钟都离不开氧气、氧气和食物的来源都是光合作用，进而得出结论：“光合作用与我们人类的生存息息相关”。2、深呼吸能够醒脑提神。3、憋气实验中，不少学生的表现让人忍俊不禁，增加了幽默气氛。-5-1771年，普利斯特利的实验过渡句：“历史上有一位科学家也做了一个‘憋气’实验，不过他不是做的‘人憋气的实验’……”教师简述实验过程，引导学生得出结论。并设问：该实验是否是对照实验？如果是，请指出该实验的自变量和因变量。本小题10分，抢答并答对的小组加10分。学生：小组合作讨论并抢答。“外行看热闹，内行看门道。”通过设问，引导学生从对照实验的思路分析普利斯特利的实验。1779年，英格豪斯的实验过渡句：“此后，又有不少人又重复了普利斯特利的实验，结果他们的实验有的成功了，有的却得出了完全相反的结论。英格豪斯先生经过反复实验，终于找出了该实验‘不总是’成功的原因。”接着，介绍英格豪斯的实验，并引导学生得出结论：光照是光合作用的必要条件。小组合作学习，得出结论：“光照是光合作用的必要条件”。引导学生小组讨论，总结出光合作用的必要条件：光照。-6-此后60余年，化学和物理学对光合作用探究历程的贡献过渡句：“在今后的60余年时间里，乘着化学和物理学的翅膀，光合作用的探究历程进一步加快。”接着简要介绍1785年-1845年间，化学和物理学的进展对光合作用探究历程的贡献。并和学生一道总结出光合作用的原料有：CO2、H2O；光合作用的产物有O2；光合作用的能量转化过程是：光能转化为化学能。迅速了解相关知识。本部分课本上介绍的很粗略，重要的是让学生知道相关结论。1864年，萨克斯的实验过渡句：“光合作用把光能转化为化学能，可这些化学能储存在哪种物质中呢？科学家萨克斯为弄清这个问题，设计了一个巧妙的实验。”接着，展示3个问题，让学生带着问题欣赏视频，小组讨论并抢答这三个问题。（注：教材中的方法因实验现象不明显，目前已很少采用；视频中介绍的酒精脱色法较新颖，实验现象明显。）带着课件中的3个问题边欣赏视频（视频背景音乐为钢琴版的“隐形的翅膀”，容易引起学生共鸣）边听老师的讲解，接着小组讨论这3个问题，分组抢答、每题10分，同时得出结论：淀粉是光合作用的产物。从自变量、因变量、酒精处理的目的等方面纵横分析实验，加深对“对照实验”内涵的理解、初步培养科学探究的能力，并推导出实验结论：“淀粉是光合作用的产物。”-7-1941年，鲁宾和卡门的实验过渡句：“现在我们已经知道了光合作用的原料是CO2、H2O，那么光合作用产生的氧气中的氧元素究竟是来自于CO2还是H2O？亦或是一半来自CO2另一半来自H2O呢？为了弄清这个问题，科学家鲁宾和卡门又做了如下实验”接着简要介绍该实验的内容，提出问题引导小组合作分析实验原理、集体得出实验结论：光合作用释放的O2来自于H2O。仔细观摩实验示意图，小组讨论、破解难题、得出结论并分组抢答。从自变量、因变量等方面纵横分析实验，加深对“对照实验”内涵的理解、初步培养科学探究的能力，并推导出实验结论：“光合作用释放的O2来自于水”1946年，卡尔文的实验简述历时9年的卡尔文实验及卡尔文循环内容，并指出“卡尔文循环”实际上就是接下来要学习到的“暗反应”过程。同时，由卡尔文获得1961年诺贝尔奖，总结：在光合作用200多年的探究历程中，共有6次因获得重大成果突破获得诺贝尔奖，并勉励有志于这方面的学生争取获得第7次诺贝尔奖。油然而生崇敬感，立志于将来争取获得诺贝尔奖，为中华民族争得荣誉。对学生进行诺贝尔奖励志教育，让学生树立严谨的科学态度，养成坚韧不拔的意志品质-8-水到渠成引出：光合作用的概念和总反应式过渡句：“从光合探究历程的学习中，我们知道了：1、光合作用的原料是CO2和H2O；2、光合作用的产物是O2和淀粉；3、光合作用的条件是：光照；4、光合作用的场所是：叶绿体（上节课已经学过）5、光合作用的能量转化过程是：光能转变为化学能学生尝试根据黑板板书内容独立总结光合作用的概念、尝试写出光合作用的总反应式。水到渠成，学生独立总结出光合作用的概念和总反应式。光反应、暗反应的物质和能量转化过程，以及二者间的联系让学生速读P103-104光合作用过程、分组讨论并分组抢答以下三个问题（每题10分）：1、反应物CO2和H2O各是怎样消耗的？2、产物糖类和O2各是怎样产生的？3、能量的传递路线是什么？学生回答后，再展示光合作用的动画，系统分析光反应、暗反应的物质和能量转化过程，并分析二者间的联系。速读教材P103-104页光反应和暗反应的过程，小组讨论并抢答。接着，在听了老师的系统讲解后，小组讨论光反应与暗反应的比较表格，并分组抢答，加深理解。通过自主阅读、小组抢答、教师总结、小组讨论相结合，由浅入深、层层递进，突破重点难点。-9-课堂练习展示课堂练习，让学生在小组讨论之后抢答，每题10分，教师做好各小组分值统计工作。阅读题目、小组讨论、每组的新闻发言人迅速抢答。趁热打铁，通过课堂练习加深对本部分知识的理解和灵活运用。小结1、回顾本节课学习的两方面的知识：光合作用的探究历程和光合作用的原理。2、评选出本堂课的未来诺贝尔奖之星（得分最高的小组），掌声鼓励。3、展示图片：“绿叶海蛞蝓（kuòyú）---光合作用并非植物的专利”，告诉学生这种生物是动物，但它能进行光合作用并可以1年不吃饭，接着向未来诺贝尔奖之星小组提出期望：能否研究一下，让人类也能进行光合作用1年乃至10年不用吃饭？回顾本堂课的知识，拓展知识视野，展望未来科技，并展开讨论。回顾本堂课知识，并拓展知识视野，展开想象的翅膀。作业布置1、完成教材第106页练习题。2、思考：如何提高光合作用效率，让农业大幅度增产，写一篇综述报告上交。开始自主学习、探究。巩固课堂新知、探究新的课题。-10-10.问题研讨：10.1始终坚持“学生为主体、教师为主导”新课程的教育体系要求教学过程要以学生的发展为本，提出“学生是教学的主体”。因此我在设计本课的教学过程时，充分考虑学生的认知心理，循序渐进，通过相应的现象或情境引入，然后让学生自己动手、观察实验现象，通过讨论由学生自己去归纳，得出结论，充分发挥了学生的主观能动性，使学生进入到一种主动学习的状态。而我则紧紧抓住学生的思维，激发其强烈的求知欲，真正成为了教学活动的组织者。10.2课题特点和材料处理学生要通过本节课的学习，达到“掌握科学实验探究的一般原