定向激趣啟發(fā)思維的互動式教學(xué)模式

1、定向激趣、啟發(fā)思維的互動式教學(xué)模式光合作用教學(xué)案例生物組 魏 娟一、教材內(nèi)容分析光合作用發(fā)現(xiàn)過程的一系列實驗，在生物學(xué)發(fā)展史上堪稱經(jīng)典。大膽的推測、巧妙的實驗設(shè)計和嚴(yán)密的邏輯推理，無不閃耀著科學(xué)家的智慧之光，并且貫穿于其中的科學(xué)思維與研究方法，可啟發(fā)學(xué)生進(jìn)行探究式學(xué)習(xí)。在以往的教材中，光合作用的發(fā)現(xiàn)史一般放在閱讀材料部分。教師在課堂教學(xué)中至多附帶一點簡單介紹，甚至略去。然而，隨著此次新課改的實施，這段內(nèi)容的教學(xué)功能受到了越來越多的重視。本課通過讓學(xué)生模擬科學(xué)家的思維方式，重視生物學(xué)經(jīng)典實驗，掌握光合作用的過程及本質(zhì)。二、教學(xué)目標(biāo)1.知識目標(biāo)：（1）通過研究經(jīng)典實驗大致認(rèn)識人類探索光合作用的歷程

2、；了解經(jīng)典實驗的方法和結(jié)論。（2）概述光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)的基本過程和相互關(guān)系。2.能力目標(biāo)：（1）體驗前人設(shè)計實驗的技能和思維方式；經(jīng)歷科學(xué)探究的一般過程；（2）讓學(xué)生初步學(xué)會提取、分離葉綠體中色素的方法和技能；（3）通過引導(dǎo)學(xué)生分析光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程，概括物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生分析概括的能力。3.情感、態(tài)度和價值觀目標(biāo)：學(xué)習(xí)光合作用的過程中，滲透物質(zhì)與能量，光反應(yīng)與暗反應(yīng)間的辨證關(guān)系，樹立辨證觀點。三、教學(xué)重點和難點教學(xué)重點：光合作用的過程教學(xué)難點：光合作用中的物質(zhì)和能量變化四、學(xué)情分析1.光合作用過程是本課題的核心內(nèi)容學(xué)生只有認(rèn)識了光合作用的光反應(yīng)和暗反應(yīng)的過程，才能理解從

3、光能、atp分子中活躍的化學(xué)能到糖類等有機(jī)物分子中的穩(wěn)定的化學(xué)能這一能量轉(zhuǎn)移過程，掌握光合作用的能量和物質(zhì)變化的本質(zhì)，使學(xué)生對光合作用的認(rèn)識水平，在初中的基礎(chǔ)上前進(jìn)一步。2.學(xué)生只有知道光合過程的各個環(huán)節(jié)，才能理解內(nèi)外因素對光合作用的影響，才能進(jìn)一步研究如何提高光合效率的途徑，提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的技術(shù)。因此，學(xué)習(xí)光合作用的過程，是深入聯(lián)系生產(chǎn)實際的理論基礎(chǔ)。3.從生物界看，光合作用是最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。光合作用制造的有機(jī)物，不僅供綠色植物本身利用，也是地球上絕大多數(shù)生物體中有機(jī)物的來源，是生態(tài)系統(tǒng)中的生產(chǎn)者。這些，是學(xué)生學(xué)習(xí)呼吸作用、生態(tài)系統(tǒng)等內(nèi)容的基礎(chǔ)。五、課前準(zhǔn)備1.資料準(zhǔn)備：利用初中教

4、材和高中教材等參考資料，通過因特網(wǎng)搜集一些關(guān)于光合作用的發(fā)現(xiàn)（經(jīng)典實驗）解讀材料，經(jīng)編輯后印發(fā)給學(xué)生，并要求學(xué)生結(jié)合教材進(jìn)行預(yù)習(xí)。色素的提取和分離實驗結(jié)果（菠菜色素提取濾紙條）2.媒體準(zhǔn)備：本課使用的媒體主要為電腦，即需要制作好課件。六、教學(xué)理念和方法1.教學(xué)理念互動教學(xué)模式認(rèn)為，有意義的學(xué)習(xí)是在與他人的互動中產(chǎn)生的，學(xué)生原有的知識結(jié)構(gòu)是影響他們新的學(xué)習(xí)的重要因素。教師的重要任務(wù)是給學(xué)生提供一個適宜的環(huán)境（即創(chuàng)設(shè)情景），由學(xué)生自己來發(fā)現(xiàn)和體驗，并通過檢驗，將他們與他人相沖突的思想進(jìn)行對比（也就是互動教學(xué)）的過程來構(gòu)建起自己的知識體系，在構(gòu)造新的認(rèn)識中最終做出自己的判斷。互動教學(xué)模式一般包括5個

5、環(huán)節(jié)：“定向激趣”、“啟發(fā)思維”、“調(diào)整思維”、“形成思維”和“應(yīng)用思維”。2.教學(xué)方法：講授法、演示法、討論法七、教學(xué)過程（一）定向激趣，引入課題 第一步：教師用多媒體播放一段短片（動物要以食物來維持生命；一棵小樹長成參天大樹其質(zhì)量增加幾百至幾千倍）他們的食物是什么呢？引導(dǎo)學(xué)生答出，植物通過光合作用生長。從而引入課題這就是本節(jié)課要學(xué)習(xí)的內(nèi)容（板書：光合作用）目的：通過短片的播放讓學(xué)生感受到人們的生產(chǎn)、生活離不開光合作用，體會光合作用的重要性，引入課題。第二步（教師復(fù)習(xí)提問）：光合作用的場所在哪里？光合作用需要什么條件？產(chǎn)物是什么？并由此歸納出光合作用的概念。教師組織學(xué)生討論并得出結(jié)論：光合作

6、用是指綠色植物通過葉綠體（場所），利用光能（條件），把二氧化碳和水（原料）轉(zhuǎn)化成儲存著能量的有機(jī)物（產(chǎn)物），并且釋放出氧氣的過程。（板書：光合作用的概念）目的：通過復(fù)習(xí)提問，鞏固原有知識，引入將要學(xué)習(xí)知識點，實現(xiàn)了知識的正遷移，以達(dá)到推陳出新的目的。（二）啟發(fā)思維 第一步：教師鼓勵學(xué)生根據(jù)光合作用的概念，寫出反應(yīng)方程式： 葉綠體6co2+12h2o c6h12o6+6h2o+6o2 （板書：光合作用反應(yīng)方程式） 光能目的：教師根據(jù)學(xué)生的書寫情況，指出書寫時經(jīng)常出錯的地方（學(xué)生常把葉綠體和光能忘寫），提醒學(xué)生今后注意。第二步（學(xué)生活動）：仔細(xì)觀察這個反應(yīng)方程式，用現(xiàn)有的知識進(jìn)行分析對比，教師引導(dǎo)

7、他們提出一些具有探索價值的問題：（1）肉眼看不見的情況下，科學(xué)家怎樣發(fā)現(xiàn)綠色植物吸收co2，釋放o2？ （2）光合作用合成的有機(jī)物是不是一定是葡萄糖？（3）光合作用所釋放出來的o2其氧原子是來自co2，還是h2o？（4）在反應(yīng)物中有12h2o，生成物中也有6h2o，為什么不將兩者對消呢？（5）葉綠體為什么可以利用光能？（6）co2的性質(zhì)不活潑，為什么也能被還原成葡萄糖？（7）光合作用對于整個生物界甚至整個自然界有什么貢獻(xiàn)？ 目的：利用這些具有探索價值的問題，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，為講新課作準(zhǔn)備。（三）共同探索，調(diào)整思維 講授新課的過程，就是在教師的指導(dǎo)下由學(xué)生自己來探索和建構(gòu)自己知識框架的過程。方

8、法：在整個學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生可以將自己的思想和他人的思想進(jìn)行對比。從中得到啟迪，并調(diào)整自己的思維，形成正確的認(rèn)識。教師把復(fù)雜的問題分解成幾個小問題，幫助學(xué)生突破難點，同時讓學(xué)生在潛移默化中學(xué)會解決復(fù)雜問題。1.光合作用的發(fā)現(xiàn)（板書）第一步：教師讓學(xué)生閱讀以下材料，分析并分別得出結(jié)論：（1）17世紀(jì)初，布魯塞爾醫(yī)生van helmont做了一個實驗：將一株2.3千克重的柳樹種在90.8千克的干土中，用雨水澆灌5年，小柳樹長成76.7千克，而土壤重量只比原來減少57克。他由此得出結(jié)論：植物是從水中取得生長所需的物質(zhì)的。這個結(jié)論全部正確嗎？學(xué)生討論并得出結(jié)論：這個結(jié)論不全正確，植物生長還需要營養(yǎng)物質(zhì)。

9、目的：通過討論不僅讓學(xué)生獲得了更全面、更準(zhǔn)確的知識，還提高了學(xué)生的語言表達(dá)能力、進(jìn)一步加強(qiáng)了學(xué)生的合作意識。（2）1772年，英國化學(xué)家普里斯特利（j.priestley）報道，在密閉器中蠟燭燃燒污染了空氣，并使其中的小鼠窒息，但若在密閉器中放入一枝薄荷，小鼠生命得到挽救。他的結(jié)論是植物能凈化空氣，但他所做的實驗有時成功，有時失敗，試想一下可能的原因是什么?學(xué)生討論并推測：可能實驗過程中沒考慮陽光的作用，致使薄荷產(chǎn)生的氧氣不足以提供給小鼠呼吸。提出假設(shè)，光合作用需要陽光。（3）1779年，荷蘭醫(yī)生jan ingenhousz才確定植物凈化空氣是依賴于光的。（4）1782年，日內(nèi)瓦牧師j.sen

10、ebier證明，植物在光照時吸收co2，并放出o2。（5）1804年，n.t.de saussure發(fā)現(xiàn)，植物光合作用后增加的重量大于吸收co2和放出o2。（提問學(xué)生：增加的部分來自什么物質(zhì)？）學(xué)生討論并得出結(jié)論：水參與了光合作用。（6）1864年，德國科學(xué)家薩克斯j.von sachs觀察到光照的葉綠體中有淀粉的積累，顯然這是由于光合作用產(chǎn)生的葡萄糖合成的。（7）1880年，德國植物生理學(xué)家恩吉爾曼教授利用水綿做了如下實驗：他將水綿放在暗處，然后用光束對水綿細(xì)胞的不同部位做點狀投射，發(fā)現(xiàn)水中的好氧細(xì)菌明顯聚集在投射到葉綠體上的光點處。（提問學(xué)生：為什么會出現(xiàn)上述情況？）學(xué)生討論并得出結(jié)論：葉

11、綠體是光合作用的場所，光合作用產(chǎn)生o2。（8）到20紀(jì)30年代，美國科學(xué)家魯賓和卡門做了如圖1所示的實驗。引導(dǎo)學(xué)生討論，與學(xué)生共同完成實驗設(shè)計，同時演示幻燈片。用氧的同位素18o分別標(biāo)記h2o和co2，使它分別成為h218o和c18o2，然后進(jìn)行兩組光合作用的實驗：第一組向綠色植物提供h218o和co2；第二組向同種綠色植物提供h2o和c18o2。在相同的條件下，對兩組光合作用實驗釋放出的氧進(jìn)行分析，結(jié)果表明，第一組釋放的氧全部是18o2，第二組釋放的氧全部是o2。這個實驗證明：光合作用釋放出來的氧氣全部來自水。教師總結(jié)：由此可以看出，幾代科學(xué)家歷經(jīng)二百多年，才對光合作用的生理過程有了比較清楚

12、的認(rèn)識。可見，科學(xué)的發(fā)展道路是很艱難，這里不僅包含著科學(xué)家們的艱辛勞動與智慧，還與社會科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與發(fā)展密切相關(guān)。至此，人們對光合作用的認(rèn)識可用下式表示： 葉綠體6co2+12h218o c6h12o6+6h2o+618o2 （板書：反應(yīng)方程式） 光能目的：通過讓學(xué)生模擬科學(xué)家的思維方式，重現(xiàn)生物學(xué)經(jīng)典實驗的過程和結(jié)論，重視前后知識的聯(lián)系。2.葉綠體中的色素（板書）第二步（學(xué)生活動）：課前先讓學(xué)生以分組的形式做“葉綠體中色素的提取和分離”實驗，并得到菠菜色素提取濾紙條。實驗結(jié)果如右圖在學(xué)生觀察的基礎(chǔ)上，總結(jié)板書（如圖2-9）。教師點撥：在通常情況下，葉綠素的含量是類胡蘿卜素的4倍，因此，在春

13、夏季節(jié)我們所見到的葉子通常是綠色。目的：通過實驗培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和動手能力。第三步（學(xué)生活動）：閱讀以下材料1881年，恩吉爾曼教授又做了以下實驗：他將一種絲狀綠藻（剛毛藻）置于顯微鏡下，并用具有精細(xì)光譜的光束照射絲狀綠藻，發(fā)現(xiàn)好氧細(xì)菌圍繞著藻絲照射幾分鐘后，這些細(xì)菌都聚集在被紅光和藍(lán)紫光所照射到的藻絲周圍，如圖2所示。這說明葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光。學(xué)生討論并得出結(jié)論：葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光。目的：學(xué)生獲取知識的途徑不再局限于課本，充分利用身邊的信息資源不僅提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、有利于學(xué)生學(xué)習(xí)活動的進(jìn)行還拓展了學(xué)生的知識面，將課堂與生活聯(lián)系起來，使學(xué)習(xí)不再枯燥乏味。很

14、多學(xué)生還學(xué)會了質(zhì)疑，并有了學(xué)以至用的想法。這充分體現(xiàn)了探究式學(xué)習(xí)的特點。3.光合作用的過程（板書）第四步（演示法）：先用多媒體展示葉綠體的亞顯微結(jié)構(gòu)，讓學(xué)生回顧已學(xué)過的葉綠體結(jié)構(gòu)的相關(guān)知識，弄清光合作用有關(guān)的酶和色素的分布部位，并進(jìn)一步說明光反應(yīng)和暗反應(yīng)的部位，以達(dá)到溫故知新的目的。教師講述：光合作用按照是否需要光的參與，分為光反應(yīng)和暗反應(yīng)。（1）光反應(yīng)階段（板書）光反應(yīng)的過程，以教師講解為主，邊講解邊板圖。（如圖210）水的光解 （板書）讓學(xué)生回顧科學(xué)家魯賓和卡門所做的實驗，并讓學(xué)生寫出反應(yīng)式： 光2h2o 4h+o2 由此推導(dǎo)，要生成6mol的o2，需要光解12mol的水，可見生成物中的水

15、是后來重新生成的，并且可將反應(yīng)式簡化。 葉綠體co2+h2o （ch2o）+o2 （板書：反應(yīng)方程式） 光能atp的形成（板書）教師啟發(fā)：什么叫能量守恒定律？并從“能量既不能產(chǎn)生，也不能消失，只是從一種形式轉(zhuǎn)變成另一種形式”入手，引導(dǎo)學(xué)生探索，要把光能轉(zhuǎn)變成葡萄糖中穩(wěn)定的化學(xué)能，首先要把光能轉(zhuǎn)變成atp中活躍的化學(xué)能，留待暗反應(yīng)用。酶adp+pi+光能atp教師演示，學(xué)生總結(jié)：場所：葉綠體的囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上 條件：色素、酶、光能 水的光解： 光光反應(yīng)階段 過程 2h2o 4h+o2 atp的形成：酶 adp+pi+光能atp 本質(zhì)：光能轉(zhuǎn)化為atp中活躍的化學(xué)能目的：在演示過程中，學(xué)生自己歸納總

16、結(jié)，整合規(guī)律，能對所學(xué)的知識透徹理解，印象深刻。這無疑極大地調(diào)動了學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。（2）暗反應(yīng)（板書）教師講解：光反應(yīng)必須在有光的條件下才能進(jìn)行，它為暗反應(yīng)提供了h和atp；暗反應(yīng)不需要光，但要以光反應(yīng)為前提條件，并且需要co2和酶等。從而引出暗反應(yīng)，達(dá)到承上啟下的作用。第五步：暗反應(yīng)如圖2-11所示，邊講解邊分析暗反應(yīng)階段的co2的固定和co2的還原兩過程。教師演示，學(xué)生總結(jié)：場所：葉綠體的基質(zhì)中 條件：多種酶 co2的固定： 酶暗反應(yīng)階段 過程 co2 + c5 2c3 co2的還原： atp 2c3 +hc6h12o6（ch2o）+ c5 + h2o酶 本質(zhì)：atp中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有

17、機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能（3）光反應(yīng)與暗反應(yīng)的相互關(guān)系教師啟發(fā)，學(xué)生歸納總結(jié)：區(qū)別項 目光反應(yīng)暗反應(yīng)場 所葉綠體的囊狀結(jié)構(gòu)薄膜上葉綠體的基質(zhì)中條 件色素、酶、光能多種酶本質(zhì)光能轉(zhuǎn)化為atp中活躍的化學(xué)能atp中活躍的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中穩(wěn)定的化學(xué)能聯(lián)系光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供能量（atp）和還原劑h暗反應(yīng)過程中產(chǎn)生的adp和pi為光反應(yīng)合成atp提供（四）歸納總結(jié)，形成思維從上面的探討分析中，學(xué)生對光合作用的過程已有了一個基本的認(rèn)識，此時再加以歸納總結(jié)，可以幫助學(xué)生理順?biāo)季S，形成正確的認(rèn)識。可以采用教師問學(xué)生答的形式，一步一步地將課本中光合作用過程的圖解板書出來，并由此歸納出光合作用的實質(zhì)。板書設(shè)計第三節(jié)

18、 光和作用一、光合作用的概念 葉綠體6co2+12h2o c6h12o6+6h2o+6o2 光能1.光合作用的發(fā)現(xiàn)2.葉綠體中的色素二、光合作用的過程1.光反應(yīng)2.暗反應(yīng)3.光反應(yīng)與暗反應(yīng)的相互關(guān)系最后再次歸納總結(jié)光合作用的概念，并把它提升到一個理性認(rèn)識，并在此基礎(chǔ)上指出光合作用具用重要意義，為下節(jié)內(nèi)容的進(jìn)行做鋪墊。（五）學(xué)以致用，應(yīng)用思維 學(xué)習(xí)的最終目的是為了應(yīng)用，適當(dāng)?shù)刈鲆恍┚毩?xí)，既可以檢查學(xué)生對知識的掌握程度，又可以加深對課本知識的理解，也符合從實踐中來到實踐中去的認(rèn)識規(guī)律。八、鞏固練習(xí)( c )1.對光合作用產(chǎn)物中各元素的來源，敘述錯誤的是a.產(chǎn)物h2o中的氫，來自反應(yīng)物h2o b.產(chǎn)

19、物h2o中的氧，來自反應(yīng)物co2c.產(chǎn)物c6h12o6中的氧，來自反應(yīng)物h2o d.產(chǎn)物o2，來自反應(yīng)物h2o( a )2.葉綠體中色素的提取和分離實驗的結(jié)果，濾紙條上四條色素帶的顏色從上到下依次是a.橙黃色、黃色、藍(lán)綠色、黃綠色 b.黃綠色、藍(lán)綠色、黃色、橙黃色c.黃色、橙黃色、黃綠色、藍(lán)綠色 d.橙黃色、黃色、黃綠色、藍(lán)紫色3.下圖是光合作用的圖解，請據(jù)圖回答下列問題： (1)d過程是在葉綠體的 基粒的囊狀結(jié)構(gòu)薄膜 上進(jìn)行的。e過程是在葉綠體的 基質(zhì) 中進(jìn)行的。(2)圖中c代表 二氧化碳的還原 的過程。酶(3)圖中代表的物質(zhì)中的氧來自于物質(zhì) 二氧化碳 。(4)寫出圖中過程的反應(yīng)式是： at

20、ph2oadppi能量 。(5)若將正常進(jìn)行光合作用的植物突然停止光照，但充分供給co2，則圖中代表的物質(zhì)含量將會 增加 ，這是因為 光 反應(yīng)停止，不能提供所必需的h 和atp ，而圖中b代表 二氧化碳的固定 的過程仍在繼續(xù)進(jìn)行的緣故。九、教學(xué)反思通過這種互動教學(xué)模式，不但使學(xué)生積極地參與到知識的生發(fā)過程中來，掌握課本的相關(guān)知識，而且拓寬了學(xué)生的視野、記憶牢固，也讓學(xué)生理解探索科學(xué)知識的一般過程，既培養(yǎng)了學(xué)生獨立思考的創(chuàng)新精神，同時又培養(yǎng)了學(xué)生相互幫助、協(xié)同配合的團(tuán)隊精神?？傊?，不管在知識目標(biāo)的落實，還是在能力目標(biāo)情感目標(biāo)的培養(yǎng)方面都取得比較好的教學(xué)效果。附錄學(xué)生閱讀材料17世紀(jì)初，布魯塞爾醫(yī)生van helmont做了一個實驗：將一株2.3千克重的柳樹種在90.8千克的干土中，用雨水澆灌5年，小柳樹長成76.7千克，