《光合作用的原理和应用》教学设计

祝塘中学 陆晓勤

一、教学思想

本节课的设计紧贴课程标准强调的宗旨：培养学生的科学素养；结合探究实验，使得学生对知识的认识从感性过渡到理性；充分发挥学生的自主性学习，通过自主学习完成对知识的初步认识和理解，充分体现了学生在课堂中的主体地位；充分发挥教师的主导作用，通过教师的重点指引和难点突破，帮助学生完成从对知识的初步认识和理解升华到对知识的综合理解和应用，从而真正转化为能力和素养。

二、学情分析

对于本节内容，学生在初中已有一定的知识基础，学生的基本情况如下： ●对光合作用大体内容基本了解 ●对光合作用发现史有待于系统研究 ●对光合作用详细的过程有待深入探究

三、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。

知识结构：

四、教学目标

1.知识目标

了解光合作用的发现过程，并能简述出光合作用的原料、产物、条件和反应场所。 2.能力目标

学习各位科学家的发现过程，帮助学生学会运用探究的手段发现问题、解决问题，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.情感目标

（1）通过光合作用发现过程的学习，使学生认识到科学发现的艰辛、科学研究方法的重要性，进而说明学习方法的重要性，领悟自然界生命活动的复杂性和有序性。

（2）学生通过体验科学探究一般过程，了解科学研究的一般方法、养成勇于实践的科学精神，培养学生严谨的科学态度，激发创新意识和创新精神。

五、教学重难点及确立依据：

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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、暗反应过程及相互关系。 2.教学难点

光反应和暗反应的过程。

学生了解了在光合作用探索历程中所出现的问题和解决的方法，等于沿着科学家的发现思路作了一次思维的探究。这有利于培养学生的科学精神和科学思维，同时为讲述光合作用的原理做好知识铺垫。因此，光合作用的发现及研究历史是教学的重点。

光反应和暗反应过程的物质变化和能量转化比较抽象，又是理解光合作用实质、探究影响光合作用强度的环境因素的基础。因此，光合作用的光反应、暗反应过程及相互关系是教学的重点和难点。

六、教法学法及媒体选择

1．教法及媒体选择

根据新课程理念，针对本节内容，我主要采取探究式教学与多媒体辅助教学相结合的方法。在教学过程中，以光合作用发现历程的经典实验为线索，启发学生从现象入手提出问题，进而设计实验进行验证，通过探究性学习，使学生积极主动地参与教学过程中，探索光合作用的实质，充分体现学生的主体地位。

因为光反应和暗反应过程的物质变化和能量转化比较抽象，而多媒体它不仅使教学视听化、形声化，而且使课堂的直观性更加突出；更重要的是多媒体“活化”了教材，倍受学生的欢迎，因此这一部分内容我结合多媒体辅助教学，通过多媒体把光反应和暗反应形象生动的再现在屏幕上增强教学的直观性，起到突破难点的作用。 2．学法

教学是教师与学生交流的过程，选择良好的学法关键在于找到教法与学法的结合点，实现教、学的统一。与探究式教学法相对应，我通过组织学生观察、自学、讨论，使他们能用观察法、分析法、比较推理法得出结论，进行探究性学习，培养学生的自学能力、观察能力和创造思维能力。

七、教学过程设计

整节课教学环节、教学策略可概括为以下几句话： 情趣导入，引出概念 回眸历史，启发探究 多重策略，突破难点 （一） 情趣导入，引出概念

创设情境： 1.课前呈现视频刘谦的魔术

2.上课时出示阳光下最大的魔术图片

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①地球表面上的绿色植物每年通过光合作用大约制造4400亿吨有机物；

3.设疑：为什么说“光合作用是阳光下最大的魔术”呢？让我们再来看一组数据：

②地球表面上的绿色植物每年通过光合作用储存的能量约为7．11×10kJ，这个数字大约相当于240000个三门峡水电站所发出的电力，相当于人类在工业生产、日常生活和食物营养上所需要的能量的100倍。

（设计意图：通过创设情境，让学生体会光合作用的神奇，激发学生的兴趣，对光合作用产生进一步学习探究的欲望。）

引入新课：什么是光合作用？ 自主学习：1.光合作用的概念 2.光合作用的实质 3.光合作用的化学反应式

教师讲述：人们得出这一认识经历了漫长的探索历程，科学家们用了200多年的时间，经过无数次的实验才对光合作用有了一个比较清楚的认识。现在我们就沿着科学家们探寻的足迹，去体验他们认识问题的思维过程和科学探索的乐趣吧。（自然过渡到下面内容的学习） （二）回眸历史，启发探究

本部分在教材中呈现的是科学史教育，是对众多科学家关于光合作用探究过程的简介。以往常规的教学只是简单介绍科学家的实验及结果，为了能够体现新课标精神，突出生物学科重视科学探究能力培养的学科特点，对本部分内容教学我是如此处理的，利用科学探究的一般过程作为教学主线，光合作用反应式为辅线，将教材介绍的经典实验置于科学探究过程这个主线中，使学生通过对经典实验的学习和分析，体会经典实验所蕴含着科学探究的一般方法，初步建立科学探究的能力。

本部分教学具体设计如下：

1． 思考18世纪中期之前，人们对光合作用存在怎样的认识？

2.以时间顺序介绍普里斯特利、英格豪斯、梅耶、恩格尔曼、萨克斯、鲁宾、卡门、卡尔文等人有关光合作用的实验，让学生对光合作用发现史有个系统的认识。但由于时间关系，其他人的实验只能简要进行介绍，重点探究普利斯特利、萨克斯、鲁宾、卡门三个经典而又重要的实验。（自主学习与合作学习）

（1）．用多媒体课件展示普利斯特利的实验过程，教师引导学生分析本实验的探究历程：

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

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老师质疑：（大屏幕） 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？

（2）．在普利斯特利的实验基础上还要通过对英格豪斯的500次更新空气实验分析，主要通过问题探究方式：为什么英格豪斯的500次更新空气实验有的成功有的没有成功呢？（只有存在阳光时，植物才能更新空气）

（3）．1785年，明确绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳。

（4）．1845年，梅耶指出，植物在进行光合作用时，把光能转变成化学能储存起来； （5）．萨克斯的实验（课件呈现实验图片，然后再让学生自主讨论尝试分析科学探究过程）

老师质疑：（大屏幕）

①为什么要把绿叶放在暗处几小时？

②为什么要让叶片一半曝光，一半遮光？

③碘蒸气处理后，曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半则不出现蓝色，说明了什么？

（6）．回顾上节恩格曼实验，提问学生其实验结论（光合作用的场所是叶绿体，光合作用产物有氧气。）

（7）．鲁宾、卡门的实验——探究光合作用释放氧的来源 ①如果你们是鲁宾、卡门你们将会作出什么假设？ ②如何设计实验验证假设？（用什么方法？） 同位素标记法

③呈现模拟实验，得出实验结论 ④学以致用

例1.下图是利用小球藻进行光合作用实验的示意图。图中A物质和B物质的相对分子质量之比为______.

A气体无放射性，B气体具有放射性；而且等体积二者的质量比为8：9 。

（8）简要介绍卡尔文的发现。

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（三）多重策略，突破难点

光合作用的过程，重点要使学生掌握光反应和暗反应两个过程的发生部位、条件等区别和联系，特别是其中的物质变化和能量变化的过程. 总体来说这部分内容比较抽象，通过运用图文、借助动画、对比、练习等多重策略，使学生理解得更透彻。

1. 让学生阅读“光反应与暗反应”部分，然后观察两阶段动画，引导学生分析每阶段主要的物质和能量变化，并总结光反应、暗反应反应式。（设计意图：通过多媒体动画的形式展现微观的生理动态，突破了难点，还培养了学生的观察能力及分析归纳能力。）

2.让学生设计表格比较光反应与暗反应的区别和联系。（设计意图：利用表格使知识网络更为简洁、清晰，便于理解、记忆。同时有利于培养学生的概括能力、语言表达能力。） 条件 是否需光 色素 酶 原料 场所 代谢 物质变化 能量变化 联系 3.学以致用

例2.下图是光合作用过程图解，请分析后回答下列问题：

光反应 暗反应

①图中A是______,B是_______,它来自于______的分解。

②图中C是_______，它被传递到叶绿体的______部位，用于____________________ 。 ③图中D是____，在叶绿体中合成D所需的能量来自______。 ④图中G________,F是__________,J是_____________。 ⑤图中的H表示_______， H为I提供__________。 ⑥CO2中的碳原子的转移途径是 。 （四）布置作业

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（1）完成教材106页 一、3、4、5、6、7

（2）课后探究：参考科学家探究的一般过程设计一个探究方案：证明CO2是光合作用的原料（请参考以下的材料仪器设置实验;金鱼藻,天竺葵,小试管,大烧杯,橡皮塞,火柴,卫生香，NaHCO3溶液,酒精灯,酒精,碘液等。）

八、 教学小结与反思

在本部分内容教学中，教学目标达成，重点难点得到突破，体现了新课标的思想-----注重实验设计能力的培养和科学素养的培养。

本节教学希望把科学知识作为培养学生科学精神和创新思维能力的载体，从重复古代科学家的经典实验到课堂上的交流讨论、发现探索，再到实验设计，为学生搭设一个自主学习、发现探究的“平台”。

在实际教学活动的实施过程中，学生表现出浓厚的学习兴趣，积极参与讨论和探究, 有关知识探究很全面，但重点不够突出，总结提升部分也做得不是很系统,且课堂教学时间不容易控制，完成教学计划所需要的时间比预计时间长了许多，导致后面练习方面时间不够，还好本节内容还有第二课时，可在第二课时给予适当弥补；另外学生在探究性学习过程中对实验的分析、讨论、设计以及语言表达等方面都显得比较薄弱，有待于多加强训练；还有对课堂生成问题应加强组织讨论,调控的能力，不一定所有问题都在课堂上统一结论，但要珍视学生有价值的提问，要敢于适当开放。

九、板书设计

第4节 能量之源——光与光合作用

光合作用的原理和应用 （一）．光合作用的概念、本质、化学反应式 （二）光合作用的探究历程 （三）光合作用的过程

水的光解 物质变化

1、光反应

2、暗反应

ATP的合成 能量变化： 光能→ATP中活跃化学能 CO2的固定 C3的还原 物质变化

能量变化： ATP中活跃化学能→有机物中稳定化学能 6