《植物是生物圈中的生產者》教學設計）-2024-2025學年蘇科版（2024）初中生物學七年級下冊一、教材分析（一）教材地位《植物是生物圈中的生產者》是新教材蘇科版（2024）初中生物學七年級下冊第5單元《植物的生活》第12章《植物維持生物圈的穩定》中的關鍵內容。這部分知識上承植物的結構、生理活動等內容，下啟生態系統的組成與功能等知識。通過學習，學生能深入理解植物在生物圈中的核心地位，認識到植物對維持生態平衡的重要意義，從而構建起完整的生物學知識體系，增強對生態環境保護的意識。（二）內容結構教材開篇點明綠色植物作為生物圈中最重要的生產者，引出主題。接著詳細闡述綠色植物通過光合作用制造有機物，介紹光合作用的發現歷程，如海爾蒙特、普利斯特利等科學家的經典實驗，幫助學生理解光合作用的探究過程。深入講解光合作用的原料、產物、條件和場所，通過文字描述、示意圖和實驗探究，讓學生清晰掌握光合作用的本質。隨后介紹綠色植物對有機物的利用，包括構建植物體自身以及為植物的生命活動提供能量，闡述呼吸作用的概念和過程。教材還強調綠色植物在維持生物圈碳-氧平衡中的作用，通過數據和圖表展示綠色植物如何吸收二氧化碳、釋放氧氣，維持大氣成分的穩定。同時設置“觀察與思考”“探究活動”等欄目，引導學生主動參與學習，培養觀察、分析和探究能力。二、教學目標（一）知識與技能目標學生能夠準確闡述綠色植物是生物圈中的生產者，理解生產者的概念及在生態系統中的重要地位。詳細描述光合作用的過程，包括原料（二氧化碳和水）、產物（有機物和氧氣）、條件（光）和場所（葉綠體），能寫出光合作用的反應式。解釋綠色植物如何利用光合作用制造的有機物構建自身結構，并為生命活動提供能量，說明呼吸作用的過程和意義。說明綠色植物在維持生物圈碳-氧平衡中的作用，理解碳-氧平衡的概念及重要性。學會設計和實施“探究光合作用的條件、原料和產物”的實驗，掌握實驗設計的基本原則，如控制變量、設置對照等，提高實驗操作和數據分析能力。（二）過程與方法目標通過觀察教材中的圖片、示意圖以及實驗現象，培養學生的觀察能力和形象思維能力，讓學生學會從直觀材料中提取關鍵信息，歸納總結光合作用和呼吸作用的特點。組織學生開展小組合作探究活動，如探究光照強度對光合作用的影響、種子萌發時的呼吸作用等，提升學生的合作交流能力和分析解決問題的能力，培養學生的團隊協作精神。引導學生參與課堂討論和交流，鼓勵學生發表自己的觀點和見解，提高學生的語言表達能力和批判性思維能力。通過對實驗數據的記錄、分析和解釋，培養學生的數據處理能力和邏輯思維能力，使學生學會根據實驗結果得出科學結論。（三）情感態度與價值觀目標激發學生對生物學的濃厚興趣，培養學生熱愛大自然、關注綠色植物的情感，讓學生感受生命的神奇和綠色植物對地球的重要性。通過親身體驗科學探究的過程，培養學生嚴謹的科學態度和勇于探索的精神，提高學生的科學素養。在小組合作學習中，培養學生的合作意識和競爭意識，讓學生學會欣賞他人、尊重他人，提高學生的人際交往能力和社會適應能力。引導學生認識綠色植物在維持生物圈穩定中的關鍵作用，樹立保護綠色植物、維護生態平衡的意識。三、教學重難點（一）教學重點綠色植物作為生物圈中生產者的地位和作用。光合作用的過程、原料、產物、條件和場所，以及光合作用的反應式。呼吸作用的過程和意義，以及呼吸作用與光合作用的關系。綠色植物在維持生物圈碳-氧平衡中的作用。“探究光合作用的條件、原料和產物”實驗的設計與實施。（二）教學難點理解光合作用和呼吸作用的過程，尤其是光合作用中物質和能量的轉化，這涉及到較為抽象的化學變化，對于七年級學生來說理解有一定難度。設計和實施“探究光合作用的條件、原料和產物”實驗，需要學生綜合運用多方面知識，正確控制變量、設置對照，對學生的實驗設計和操作能力要求較高。認識綠色植物在維持生物圈碳-氧平衡中的復雜機制，以及如何通過保護綠色植物來維護生態平衡。四、教學過程（一）課程導入（5分鐘）教師活動：通過多媒體展示一段美麗的自然風光視頻，視頻中森林郁郁蔥蔥，草原一望無際，各種綠色植物生機勃勃。視頻結束后，提問學生：“同學們，在這段視頻中，我們看到了豐富多彩的植物世界。大家想一想，這些綠色植物在我們生活的生物圈中扮演著怎樣重要的角色呢？我們的生活與這些綠色植物有哪些緊密的聯系？”引導學生觀察并思考問題，激發學生的好奇心和求知欲。學生活動：認真觀看視頻，沉浸在大自然的美景中，積極思考教師提出的問題，回憶生活中與綠色植物相關的場景，踴躍回答問題，可能會提到綠色植物為我們提供食物、氧氣，美化環境等。設計意圖：通過播放優美的自然風光視頻，營造輕松愉悅的課堂氛圍，吸引學生的注意力，迅速將學生帶入與綠色植物相關的情境中。提問環節可以引導學生聯系生活實際，將已有的生活經驗與即將學習的知識建立聯系，為引出綠色植物作為生產者的主題做好鋪墊。（二）綠色植物是生產者（10分鐘）教師活動：結合教材內容，講解綠色植物作為生產者的概念和地位。“同學們，在生態系統中，綠色植物能夠利用光能，將二氧化碳和水轉化為儲存能量的有機物，并且釋放出氧氣。像這樣能利用無機物制造有機物的生物，我們就稱為生產者。綠色植物是生物圈中最主要的生產者，幾乎所有其他生物的生存都直接或間接依賴于綠色植物制造的有機物。”展示生態系統中食物鏈和食物網的圖片，指出綠色植物處于食物鏈的起始端。提問學生：“大家觀察圖片，說一說為什么說綠色植物是其他生物生存的基礎？”學生活動：認真聽講，觀察圖片，思考教師提出的問題，與同桌進行簡單交流，可能會回答因為其他生物需要直接或間接以綠色植物為食，獲取有機物和能量。設計意圖：通過講解和圖片展示，讓學生對綠色植物作為生產者的地位和作用有初步的認識，培養學生的觀察能力和歸納總結能力。提問環節可以引導學生深入思考綠色植物在生態系統中的重要性，加深對知識的理解。（三）教材課文內容講解-光合作用的發現（15分鐘）教師活動：翻開教材，引導學生閱讀教材中關于光合作用發現歷程的內容。講解海爾蒙特的柳樹實驗，展示實驗示意圖，介紹他如何通過五年的實驗，發現柳樹增重的主要原因不是土壤，而是水。接著講解普利斯特利的實驗，展示實驗裝置圖，說明他通過實驗證明植物可以更新空氣。然后介紹其他科學家對光合作用的研究，如薩克斯證明光合作用產生淀粉、恩格爾曼證明光合作用的場所是葉綠體等。提問學生：“大家思考一下，從這些科學家的實驗中，我們可以看出科學探究具有怎樣的特點？”學生活動：認真閱讀教材，觀察實驗示意圖和裝置圖，思考教師提出的問題，小組內進行討論交流，可能會回答科學探究需要長期觀察、設計巧妙的實驗、不斷探索等。設計意圖：引導學生閱讀教材，培養學生的自主學習能力和閱讀分析能力。通過介紹光合作用的發現歷程，讓學生了解科學探究的過程和方法，培養學生的科學思維和探索精神。提問環節可以引導學生總結科學探究的特點，提高學生對科學研究的認識。（四）探究光合作用的條件、原料和產物（20分鐘）教師活動：帶領學生進入實驗室，進行“探究光合作用的條件、原料和產物”實驗。首先，講解實驗目的是探究光合作用需要光、二氧化碳，產物是淀粉和氧氣。介紹實驗材料和用具，如天竺葵、酒精、碘液、氫氧化鈉溶液、透明塑料袋等。詳細講解實驗步驟，以探究光合作用需要光為例，將天竺葵放在黑暗處一晝夜（目的是耗盡葉片中原有的淀粉），然后用黑紙片將葉片的一部分上下兩面遮蓋起來，移到陽光下照射幾小時，摘下葉片，去掉黑紙片，把葉片放入盛有酒精的小燒杯中，隔水加熱，使葉片中的葉綠素溶解到酒精中，葉片變成黃白色，用清水漂洗葉片，再把葉片放到培養皿里，向葉片滴加碘液，稍停片刻，用清水沖掉碘液，觀察葉片顏色的變化。強調實驗中的變量控制，如探究光的作用時，光照是變量，其他條件保持相同；探究二氧化碳的作用時，有無二氧化碳是變量。在學生進行實驗操作時，教師巡視指導，解答學生的疑問，提醒學生注意安全，如酒精隔水加熱時防止火災等。提問學生：“大家想一想，在這個實驗中，為什么要將天竺葵放在黑暗處一晝夜？”學生活動：認真聽教師講解實驗目的、材料、用具和步驟，分組進行實驗操作，按照步驟對天竺葵進行處理。思考教師提出的問題，回答可能會是為了讓葉片中的淀粉運走耗盡，這樣實驗中檢測到的淀粉就是在實驗過程中光合作用產生的，避免原有淀粉的干擾。設計意圖：通過實驗操作，讓學生親身體驗科學探究光合作用的過程，培養學生的動手實踐能力和科學探究精神。教師的巡視指導可以確保學生正確操作，提高實驗成功率。提問環節可以引導學生理解實驗設計中每個步驟的意義，培養學生的實驗設計和邏輯思維能力。（五）教材課文內容講解-光合作用（15分鐘）教師活動：引導學生結合實驗結果，閱讀教材中關于光合作用的內容。講解光合作用的原料是二氧化碳和水，產物是有機物（主要是淀粉）和氧氣，條件是光，場所是葉綠體。展示光合作用的示意圖，詳細解釋光合作用的過程，二氧化碳和水在光和葉綠體的作用下，發生復雜的化學反應，合成有機物，同時釋放出氧氣。寫出光合作用的反應式：二氧化碳+水\(\xrightarrow[葉綠體]{光}\)有機物（儲存著能量）+氧氣。提問學生：“大家想一想，在農業生產中，人們可以采取哪些措施來提高農作物的光合作用效率？”學生活動：認真閱讀教材，觀察示意圖，思考教師提出的問題，積極回答，可能會提到合理密植、增加光照時間、補充二氧化碳等措施。設計意圖：通過教材閱讀和示意圖展示，讓學生深入理解光合作用的過程、原料、產物、條件和場所，培養學生的自主學習能力和觀察分析能力。提問環節可以引導學生將所學知識與農業生產實際相聯系，提高學生的知識應用能力。（六）綠色植物對有機物的利用（15分鐘）教師活動：講解綠色植物對有機物的利用。“同學們，綠色植物通過光合作用制造的有機物，一部分用于構建植物體自身。比如，細胞壁的主要成分纖維素就是有機物，植物的根、莖、葉、花、果實、種子等器官都含有大量的有機物。另一部分有機物則用于為植物的生命活動提供能量。植物細胞內的線粒體能夠將有機物分解，釋放出能量，這個過程就是呼吸作用。”展示植物細胞結構示意圖，指出線粒體的位置。講解呼吸作用的過程，有機物（儲存著能量）+氧氣\(\xrightarrow{線粒體}\)二氧化碳+水+能量。提問學生：“大家想一想，呼吸作用對植物的生命活動有什么重要意義？”學生活動：認真聽講，觀察示意圖，思考教師提出的問題，與小組成員交流，可能會回答呼吸作用為植物的生長、發育、繁殖等生命活動提供能量，維持植物的正常生命活動。設計意圖：通過講解和示意圖展示，讓學生了解綠色植物對有機物的利用方式，理解呼吸作用的過程和意義，培養學生的觀察能力和知識應用能力。提問環節可以引導學生深入思考呼吸作用對植物生命活動的重要性，加深對知識的理解。（七）呼吸作用與光合作用的關系（10分鐘）教師活動：組織學生進行課堂討論，討論題目為“對比光合作用和呼吸作用，從原料、產物、條件、場所和能量變化等方面分析它們的區別和聯系”。在學生討論過程中，教師巡視各小組，參與學生的討論，給予適當的引導和提示。討論結束后，每個小組推選一名代表進行發言，總結小組討論的結果。教師對各小組的發言進行點評和總結，展示光合作用和呼吸作用關系的圖表，強調它們相互依存、相互對立的關系。提問學生：“大家想一想，在白天和夜晚，植物的光合作用和呼吸作用是如何進行的？”學生活動：積極參與小組討論，認真分析光合作用和呼吸作用的特點，總結它們的區別和聯系，小組代表發言，其他小組成員補充。思考教師提出的問題，回答可能會是在白天，光照充足，植物同時進行光合作用和呼吸作用，但光合作用強度大于呼吸作用強度；在夜晚，沒有光照，植物只進行呼吸作用。設計意圖：通過課堂討論，激發學生的思維，培養學生的合作交流能力和比較分析能力。教師的巡視和引導可以確保討論的方向和質量。總結和提問環節可以幫助學生系統地掌握光合作用和呼吸作用的關系，提高學生的知識整合能力。（八）教材課文內容講解-綠色植物維持生物圈碳-氧平衡（15分鐘）教師活動：引導學生閱讀教材中關于綠色植物維持生物圈碳-氧平衡的內容。講解碳-氧平衡的概念，即生物圈中二氧化碳和氧氣的相對平衡。展示相關數據和圖表，說明綠色植物通過光合作用不斷吸收二氧化碳，釋放氧氣，而生物的呼吸作用和燃料的燃燒等不斷消耗氧氣，產生二氧化碳，綠色植物在維持碳-氧平衡中起著關鍵作用。提問學生：“大家想一想，如果綠色植物大量減少，對生物圈的碳-氧平衡會產生什么影響？我們應該如何保護綠色植物？”學生活動：認真閱讀教材，觀察數據和圖表，思考教師提出的問題，積極回答，可能會回答綠色植物大量減少，二氧化碳含量會增加，氧氣含量會減少，可能導致全球氣候變暖等問題。對于保護綠色植物，可能會提到植樹造林、減少砍伐、節約紙張等措施。設計意圖：通過教材閱讀和數據圖表展示，讓學生了解綠色植物在維持生物圈碳-氧平衡中的作用，培養學生的自主學習能力和數據分析能力。提問環節可以引導學生深入思考保護綠色植物的重要性和方法，增強學生的環保意識。（九）課堂總結（5分鐘）教師活動：和學生一起回顧本節課的重點內容，包括綠色植物作為生產者的地位、光合作用的發現歷程、光合作用和呼吸作用的過程及關系、綠色植物維持生物圈碳-氧平衡等方面。強調綠色植物對生物圈的重要意義，鼓勵學生在課后繼續觀察和了解