1、光合作用的探究歷程 賀 麗 勤 銀 川 六 中一、教學設計的指導思想探究性學習作為一種學習方式，不同于科學家的探究活動，它必須滿足學生在短時間學到科學基本知識和體驗科學研究方法的需要。在場地、條件、環境、時間等因素的制約下，如何將本來不可能實施的探究方案，換一種方式，讓學生體驗到探究的樂趣，是組織探究性教學面臨的主要難題之一。借助于資料分析的探究性教學是解決問題的途徑之一。二、教學內容分析1.教材分析“光合作用的發現”是人教版高中生物第五章第四節第二課時的內容。教材介紹的經典實驗還蘊含著科學探究的一般方法，是培養學生創新精神和實踐能力的好素材。因此，對本節教材的再加工和深度開發，可以為高三實驗

2、設計的教學奠定基礎，體現了新課程標準精神，突出了生物學科重視科學探究能力培養的學科特點。2.重點和難點教學重點：探究光合作用原料、產物、場所、條件的方法；了解科學探究的一般過程。 教學難點是：光合作用發現過程中恩格爾曼實驗的原理和方法,運用原理設計簡單實驗.三、學情分析在初中階段，學生對光合作用有了一些很膚淺的了解，通過上節課的學習學生已經知道，光合作用發生的場所。學生一定很渴望更深入的了解光合作用的知識。教學中可以利用學生的知識基礎并遵循學生的認知規律，通過適當地教學策略，以了解光合作用原料、產物、場所、條件為本節課的主線，使學生有效的學習和研究探究實驗的一般方法。四、教學目標（1） 知識與

3、技能： 通過研究經典實驗，從而認識人類探索光合作用的歷程；了解經典實驗的方法及結論；能說出光合作用的原料、產物、場所、條件等。（2） 過程與方法： 體驗前人設計實驗的技能和思維方式；經歷科學探究的一般過程；初步學會合作交流、控制實驗條件、設置對照等方法。（3） 情感態度與價值觀 ：感受科學家實事求是的科學態度和堅韌不拔的意志品質。激發學生的科學興趣，培養學生敢于大膽質疑，不斷探索的科學精神。五、教學方法課堂教學應該盡可能讓學生多動腦想、動手做、動眼看、動嘴說，讓學生親自去體驗知識的形成過程，培養學生自主探究、主動參與課堂問題解決的習慣。所以本節課采用了“過程式教學”模式，在教學過程中充分體現教

4、師的主導作用和學生的主體地位，通過設疑質疑，引導學生觀察、分析并得出結論，使學生在積極參與的基礎上強化科學思維，提高科學探究能力。六、教學媒體多媒體課件光合作用的探究歷程在生命科學史上有一定的代表性。它歷經200多年、集眾多科學家的心血和智慧，通過一系列的實驗從一定程度上反映了科學實驗探索的一般方法，對于學生創新和實踐能力的培養大有裨益。重復整個實驗過程是困難的，但在教學活動中可以充分利用現代教學媒體的優勢，再現科學家們的探索過程，借此過程使學生對本節課的教學目標、知識主題獲得更深一層次的認識，從而促進學生形成創新能力，強化科學素質。七、教學過程學習活動教學說明(課堂時間安排)創設情境導入新課

5、：引言：出示袁隆平和雜交水稻圖片，袁老先生曾獲得美國科學院外籍院士的獎項，由此可見雜交水稻對人類的貢獻，也回答了外國人的一個疑問，貧窮落后的十三億中國人誰來養活？觀察普通水稻和雜交水稻回答：二者的區別有哪些？從現象上看，雜交水稻莖桿粗壯高大，果實大子粒多產量高。從實質上看它吸收了更多的光能，合成了更多的有機物，儲存了更多的化學能。而這個過程就是光合作用，光合作用怎樣進行？二、光合作用的原理和應用回顧初中階段學過的光合作用總反應式co2 h2o c6h12o6 o2對光合作用過程的研究現在已深入到了分子水平，然而在200多年以前，人們對光合作用過程還一無所知，短短200年科學家對光合作用的探究取

6、得了豐碩的成果，在這個探究歷程中，科學家的探究方法和探究精神很值得我們學習。（一）光合作用的探究歷程1出示圖片顯示亞里士多德對植物生長的認識。2出示圖片顯示海爾蒙特實驗的結論：植物增重的來源是水。3展示普利斯特利的實驗過程，讓學生看到就是這樣一個簡單的實驗，敲開了探究光合作用的大門。從此以后對光合作用的研究逐步深入讓學生閱讀教材p101p102的內容，發放表格，總結比較前人探究光合作用實驗。（下面給出樣例）1.英國科學家普利斯特利（j.priestley）的實驗：實驗時間1771年實驗方法把點燃的蠟燭與綠色植物一起放在一個密閉的玻璃罩內將小鼠與綠色植物一起放在一個密閉的玻璃罩內實驗現象蠟燭不容

7、易熄滅小鼠不容易因窒息而死亡實驗說明的問題植物可以更新空氣未解決的問題不知道植物更新了空氣中的哪種成分。沒有發現光在這個過程中所起的關鍵作用。 教師提示最初的探究在現在看起來是低層次的，但是人類對科學的探索正是從看似簡單的問題入手。2.荷蘭科學家英格豪斯（j.ingen-housz）的實驗實驗時間1779年實驗內容做了500多次植物更新空氣的實驗。新發現普利斯特利的實驗只有在陽光照射下才能成功。植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣。未解決的問題依然沒弄清植物吸收和釋放的究竟是什么氣體。光能哪里去了？起什么作用？后續補充直到1785年，由于發現了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收

8、的是二氧化碳教師提示你認為應該如何設計實驗，才能有這兩個發現？從我國科學家的成就入手，達到一種情感價值觀的教育，激勵每個學生奮發向上，讓每個學生都有刻苦學習的愿望回顧初中學習過的內容，在原基礎上進行加深和提升分析結論錯誤的原因。哪位 科學家進行了更正？普利斯特利科學探究往往從身邊最簡單的事物開始。按小組進行閱讀討論后填寫表格（全部內容）。教師巡視，參與某些小組的活動。學生填寫表格，總結比較后，每個實驗的有關問題選某個小組的代表匯報，用第一人稱講述 ，讓學生體驗前人的探索歷程和方法。第一組: 普利斯特利 陳述本實驗結論并指出不足之處.。第二組:英格豪斯在前人的基礎上又有哪些新的發現 ?又提出了什

9、么問題? 學習活動教學說明3. 德國科學家梅耶（r.mayer）的推論時間1845年內容植物在進行光合作用時，把光能轉換成化學能儲存起來科學依據能量轉換和守恒定律存在的問題光能轉換成化學能儲存于什么物質中？教師提示體會科學家的思維。4.德國植物學家薩克斯（j.von sachs）的實驗實驗時間1864年實驗方法將綠色植株放在暗處幾個小時，目的是消耗掉葉片中的營養物質。選定葉片，對葉片的一半進行遮光處理，另一半曝光。光照一段時間。用碘蒸氣處理該葉片實驗現象曝光的一半呈深藍色，遮光的一半沒有顏色變化實驗結論證明光合作用的產物除氧氣外還有淀粉教師提示學習實驗設計的方法光合作用的原料和產物已經清楚了，

10、光合作用的場所究竟在什么地方呢？給出材料：早在100多年前美國科學家恩格爾曼就以水綿和好氧細菌為實驗材料，很好地解答了這個問題！ 細胞內哪一部位進行光合作用？可檢測的指標是有氧氣放出，怎樣檢測？先假設光合作用的場所在葉綠體上，但是細胞質是流動的，葉綠體很可能也隨著流動，就不好檢測了，怎么辦呢？用水綿這種植物 水綿是常見的淡水藻類 每條水綿由許多個結構相同的長筒狀細胞連接而成。 水綿很明顯的特點是：葉綠體呈帶狀，螺旋排列在細胞里。 把水綿和好氧細菌這兩種材料提供給學生，讓學生先設計實驗，進而與恩格爾曼實驗進行對比，開啟學生思維，并加深印象光束對照明暗對照恩格爾曼實驗的巧妙之處在于：選材好，一箭三

11、雕至此，光合作用總反應式已經比較完整，但科學家探究的腳步依然沒有停止，一步一步地向光合作用的過程邁進。繼續提出問題：光合作用放出的氧氣來自h2o還是co2？5.美國科學家魯賓（s.ruben）和卡門（m.kamen）的實驗實驗時間1939年實驗方法利用同位素標記法進行探究。用18o分別標記h2o和co2，使它們分別成為h218o和c18o2，分兩組進行實驗：第一組實驗的原料第二組實驗的原料h2o和c18o2h218o和co2其他實驗條件都相同。實驗結果光合作用釋放的氧氣全部是o2。光合作用釋放的氧氣全部是18o2。實驗結論光合作用釋放的氧氣來自水教師提示初步建立科學探究的能力。科學探究永無止境

12、，通過以上經典實驗的學習，我們有哪些收獲和感受？第三組:梅耶他的推論及依據是什么?繼續提出了什么問題?第四組:薩克斯薩克斯實驗的方法,現象,結論是什么?如果檢測時沒有顏色變化，說明什么問題？下一步該怎么辦？學生能聯想到使用好氧細菌檢測，好氧細菌聚集的部位應該是進行光合作用的場所。這是一組實驗，卻是一個對照實驗，學生又新學到了一種對照實驗前后對照。結論：氧氣是由葉綠體釋放出來的，葉綠體是光合作用的場所。 回顧以上四個實驗，與學生一起寫出光合作用總反應式并得出光合作用的概念簡要介紹同位素標記法。展示動畫課件，加深印象。利用科學探究的一般過程統領本節課的教學，將教材介紹的經典實驗置于這個科學探究過程

13、的共同模式中，使學生通過對經典實驗的學習和分析，初步建立科學探究的能力。（1）不迷信權威，敢于質疑。（2）要有嚴謹的科學態度和縝密的科學思路（3）結論的得出要通過實驗而不能只憑經驗（4）科學技術的進步與科學探究相伴而行 八梳理歸納，簡要小結通過本節課的學習我們總結出了科學家進行實驗探究的一般方法和過程：提出問題作出假設設計實驗結果分析得出結論再提出問題結合教材中的四個經典實驗我們探究得知：綠色植物進行光合作用的場所是葉綠體；條件是光能；產物有淀粉和氧氣；而且知道氧氣中的氧全部來自于反應物水九反饋練習，作業延伸課堂練習、如圖某植物經過暗處理后，其上的葉片再由光照射一段時間，然后脫色并用碘處理，結

14、果有錫箔覆蓋的位置不變藍，而不被錫箔覆蓋的部位呈藍色該實驗證明（）光合作用需要二氧化碳 光合作用需要光 光合作用需要葉綠體光合作用放出氧 光合作用合成淀粉課堂練習如圖甲是綠色植物在有光照條件下進行光合作用釋放氧氣的裝置圖；乙、丙和丁是另外三個實驗裝置圖則驗證綠色植物是否在有光照條件下釋放出氧氣的對照實驗裝置圖和驗證在有光照條件下是否由綠色植物釋放出氧氣的對照裝置圖依次是（）、乙和丁、乙和丙 、丙和乙、丙和丁3書面作業:請設計實驗探究光合作用的過程中需要co2十、教學評價本節課內容的教學效果可以從課堂回答、反饋練習、鞏固練習和課后作業四個方面進行評價。課堂回答通過不斷設置問題，引導學生分析和解決

15、問題，培養學生獲取知識的能力；反饋練習是一般的知識性練習題，目的是檢驗學生當堂課對知識的掌握情況，根據學生的回答情況及時調整教學進程；鞏固練習是能力性練習題，通過學習本節課內容，使學生具備了一定的科學素質，對科學家進行科學實驗的科學方法和邏輯思維有了一定的認識，在此基礎上，理論聯系實際，注重知識的深化和應用；課后練習是綜合性練習題，從思維能力、知識運用能力和解決實際問題能力等方面對學生進行綜合檢測。十一、課后反思本堂課依據過程式課堂教學設計模式，在教學活動中，教師不是直接把知識教給學生，而是著眼于知識獲取的過程、學習方法和能力的培養，使學生自己觀察、思考、分析和總結，親身經歷知識的獲取過程，從中學到知識和方法，發展多種能力。例如，在“普里斯特利的實驗植物對空氣的影響”這一部分內容中，包含了科學精神、科學方