《光合作用》教學案例

1、光合作用教學案例定向激發(fā)興趣和啟發(fā)思維的互動式教學模式- “光合作用 ”教學案例一，教材的內(nèi)容分析一系列關于光合作用發(fā)現(xiàn)過程的實驗可以被稱為生物發(fā)展史上的經(jīng)典之作。 大膽的推測、巧妙的實驗設計和嚴密的邏輯推理都閃耀著科學家智慧的光芒，滲透其中的科學思維和研究方法能夠激發(fā)學生進行探究性學習。在過去的教科書中，光合作用的發(fā)現(xiàn)歷史通常被放在閱讀材料中。教師對課堂教學至多附加一點簡短的介紹，甚至省略它。然而， 隨著新課程改革的實施，這一內(nèi)容的教學功能越來越受到重視。在這節(jié)課中，學生可以模擬科學家的思維方式，重視經(jīng)典的生物學實驗，掌握光合作用的過程和本質(zhì)。二。教學目標1。知識目標:(1)通過研究經(jīng)典實驗

2、，了解人類探索光合作用的過程；理解經(jīng)典實驗的方法和結(jié)論。(2)總結(jié)光合作用中光反應和暗反應的基本過程和相互關系。2.能力目標:(1)體驗前人設計實驗的技巧和思維方式；體驗科學探究的一般過程；(2)讓學生學習從葉綠體中提取和分離色素的方法和技巧；(3)通過引導學生分析光反應和暗反應的過程，總結(jié)物質(zhì)和能量轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，培養(yǎng)學生的分析和概括能力。3.情感、態(tài)度和價值觀目標:在學習光合作用的過程中，滲透了物質(zhì)與能量、光反應與暗反應的辯證關系，確立了辯證觀點。教學重點和難點教學重點:光合作用的過程教學難點 :光合作用中的物質(zhì)和能量變化。學習情境分析1 .光合作用過程是本課題的核心內(nèi)容學生只有了解光合作用和

3、暗反應的過程，才能理解光能、三磷酸腺苷分子中的活性化學向糖類等有機分子中的穩(wěn)定化學能的能量轉(zhuǎn)移過程， 掌握光合作用中能量和物質(zhì)變化的本質(zhì)，使學生在初中基礎上進一步了解光合作用。2 .學生只有了解光合作用過程的各個方面，才能理解內(nèi)部和外部因素對光合作用的影響，并能進一步研究提高光合作用效率的方法和提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量的技術。因此， 了解光合作用的過程是深入聯(lián)系生產(chǎn)實踐的理論基礎。3 .從生物學的角度來看，光合作用是最基本的物質(zhì)代謝和能量代謝。光合作用產(chǎn)生的有機物不僅被綠色植物本身所利用，也是地球上大多數(shù)生物的有機物來源和生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)者。這些是學生學習呼吸和生態(tài)系統(tǒng)的基礎。5.第一節(jié)課前的準備。材料準備

4、:利用初中教材和高中教材等參考資料，通過互聯(lián)網(wǎng)收集一些關于光合作用（經(jīng)典實驗）的閱讀材料，編輯并印刷給學生，要求學生預習教材。色素提取和分離實驗結(jié)果（菠菜色素提取濾紙條）2。媒體準備:本課使用的媒體主要是電腦，也就是說，課件需要制作好。6.教學理念和方法1。教學理念互動教學模式認為，有意義的學習是與他人互動的結(jié)果，學生原有的知識結(jié)構是影響其新學習的重要因素。教師的重要任務是為學生提供一個合適的環(huán)境（即創(chuàng)設情境）， 學生自己會發(fā)現(xiàn)并體驗它。通過測試，他們將把相互沖突的觀點與他人進行比較（即互動教學），建立自己的知識體系，并在建構新知識的過程中做出自己的判斷。互動教學模式一般包括五個環(huán)節(jié): “興趣

5、定向激發(fā) ”、 “思維啟發(fā) ”、 “思維調(diào)整 ”、 “思維形成 ”和 “思維應用 ”。2.教學方法:1教學方法，演示方法，討論方法7，教學過程（一）定向激發(fā)興趣，引入話題第一步 :老師用多媒體播放一部短片（動物需要食物來維持生活；他們的食物是什么？引導學生回答，植物通過光合作用生長。這是這節(jié)課的內(nèi)容（黑板寫:光合作用）目的 :通過短片的播放，學生可以感受到人們的生產(chǎn)和生活離不開光合作用，認識到光合作用的重要性，并介紹話題。第二步 （教師復習題）:光合作用在哪里？光合作用的條件是什么？產(chǎn)品是什么？由此得出光合作用的概念。教師組織學生討論并得出結(jié)論:光合作用是指綠色植物將二氧化碳和水 （原材料 ）

6、轉(zhuǎn)化為有機物質(zhì)（產(chǎn)品）的過程，有機物質(zhì)儲存能量并通過葉綠體（場所）和光能（條件 ）釋放氧氣。（板書 :光合作用的概念）目的 :通過復習提問，鞏固原有知識，引入待學知識點，實現(xiàn)知識的正向轉(zhuǎn)移，從而達到推陳出新的目的。(二 )啟發(fā)思維第一步:老師鼓勵學生根據(jù)光合作用的概念寫出反應方程式:葉綠體6co2+12h2o c6h12o6+6h2o+6o2 洸能目的 :根據(jù)學生的寫作情況，教師指出寫作中經(jīng)常出錯的地方(學生經(jīng)常忘記寫葉綠體和光能)，提醒學生以后要注意。第二步(學生活動):仔細觀察這個反應方程，并與現(xiàn)有知識進行分析比較，教師引導他們提出一些有探索價值的問題:(1)科學家如何發(fā)現(xiàn)綠色植物在肉眼看

7、不到的情況下吸收二氧化碳并釋放氧氣？(2)光合作用合成的有機物一定是葡萄糖嗎？(3)光合作用釋放的氧原子是來自CO2 還是 H2O？(4)反應物中有12H2O， 產(chǎn)物中有6H2O。 為什么不取消這兩個呢？(5)為什么葉綠體可以利用光能？(6)CO2 沒有活性，為什么它能被還原成葡萄糖？(7)光合作用對整個生物學乃至整個自然界有什么貢獻？目的 :利用這些具有探索價值的問題激發(fā)學生的學習興趣，為新課做準備。(三 )共同探索和調(diào)整思維新課程教學過程是學生在教師的指導下自己探索和建構自己的知識框架的過程。方法 :在整個學習過程中，學生可以將自己的想法與他人的想法進行比較。我們可以從中獲得啟示，調(diào)整我們

8、的思維，形成正確的認識。老師把復雜的問題分解成幾個小問題，幫助學生突破難點，同時讓學生學會潛移默化地解決復雜的問題。1.光合作用的發(fā)現(xiàn)(板書 )第一步:老師讓學生閱讀以下材料，分別進行分析并得出結(jié)論:(1)17 世紀初，布魯塞爾的一位醫(yī)生范赫耳蒙特進行了一項實驗：將一棵重達2.3公斤的柳樹種植在90.8公斤的干土中，用雨水澆灌5年。柳樹長到 76.7公斤，而土壤重量只比原來少了57克。他得出結(jié)論，植物從水中獲得生長所需的物質(zhì)。這個結(jié)論都正確嗎？學生們討論并得出結(jié)論，這個結(jié)論并不完全正確，植物生長需要營養(yǎng)。目的:通過討論，學生不僅獲得了更加全面、準確的知識，而且提高了語言表達能力，進一步增強了合

9、作意識。(2)1772年， 英國化學家普里斯特利(J .普里斯特利)報告說，在密閉容器中燃燒蠟燭污染了空氣2窒息的老鼠，但如果一個薄荷被放入密閉容器，老鼠的生命將被拯救。他的結(jié)論是植物可以凈化空氣，但他的實驗有時成功，有時失敗。可能的原因是什么？學生們討論并推測在實驗中可能沒有考慮到陽光的影響，導致薄荷產(chǎn)生的氧氣不足以給老鼠提供呼吸。人們認為光合作用需要陽光。直到1779年，荷蘭醫(yī)生簡 英格豪斯才確定植物依靠光來凈化空氣。(4)1782 年，日內(nèi)瓦神父塞內(nèi)貝爾證明了植物在暴露于光下時吸收CO2 并釋放O2。(5)1804年，索緒爾發(fā)現(xiàn)植物光合作用后增加的重量大于吸收CO2和釋放 O2 的重量。

10、(問學生:增長來自什么材料？)學生們討論并得出結(jié)論，水參與了光合作用。(6)1864 年，德國科學家薩克斯觀察到淀粉在發(fā)光的葉綠體中積累，這顯然是由于光合作用產(chǎn)生的葡萄糖合成。(7)1880 年，德國植物生理學家恩格爾曼教授對螺內(nèi)酯進行了如下實驗 :他將螺內(nèi)酯置于黑暗中，然后以點狀方式將光束投射到螺內(nèi)酯細胞的不同部位。他發(fā)現(xiàn)水中的需氧細菌明顯集中在投射在葉綠體上的光點上。(問學生:為什么會這樣？)學生們討論并得出結(jié)論，葉綠體是產(chǎn)生氧氣的光合作用場所。(8)到了XXXX 時代， 美國科學家魯賓和卡門完成了圖1 所示的實驗。引導學生討論，與學生一起完成實驗設計，同時展示幻燈片。用氧同位素O標記H2

11、O和CO2,使它們分別成為H2O和CO2,然后進行兩組光合作用實驗:第一組為綠色植物提供H2O 和 CO2； 第二組為相同的綠色植物提供H2O 和二氧化碳。在相同條件下，對兩組光合作用實驗釋放的氧氣進行了分析。結(jié)果顯示，第一組釋放的氧全部為 18O2,第二組釋放的氧全部是 02。這個實驗證明光合作用釋放的所有氧氣都來自水。老師的總結(jié):由此可以看出，經(jīng)過幾代科學家的努力，光合作用才發(fā)生了 200 多年。生理作用過程已經(jīng)被清楚地理解了。顯然， 科學發(fā)展的道路非常艱難。它不僅蘊含著科學家的辛勤勞動和智慧，而且與社會科學技術的進步和發(fā)展密切相關。迄今為止，人們對光合作用的理解可以用以下公式來表達:葉綠

12、體6 CO2+12h 218。一 c6h 12o 6+6h2o+618 o 2 板書:反應方程式）光能目的:讓學生模擬科學家的思維方式，再現(xiàn)經(jīng)典生物學實驗的過程和結(jié)論，重視前后知識的聯(lián)系。2 .葉綠體色素（板書）第二步（學生活動）:課前，讓學生分組做“葉綠體色素的提取和分離”實驗，得到菠菜色素提取濾紙條。實驗結(jié)果顯示在右邊根據(jù)學生的觀察，總結(jié)板書（如圖2-9 所示 ）。老師的建議:在正常情況下， 葉綠素的含量是類胡蘿卜素的4 倍， 所以我們在春天和夏天看到的葉子通常是綠色的。目的:通過實驗培養(yǎng)學生的觀察能力和實踐能力。第三步（學生活動）:閱讀以下材料1881 年，恩格爾曼教授做了如下實驗:他將

13、一種絲狀綠藻（cladophora）置于顯微鏡下，用光譜精細的光束照射絲狀綠藻。他發(fā)現(xiàn)需氧細菌被照射在剛毛藻周圍。318181818幾分鐘后，這些細菌全部聚集在被紅色和藍色紫光照射的藻絲周圍，如圖 2 所示。這表明葉綠體中的色素主要吸收紅色和藍色的紫光。學生們討論并得出結(jié)論，葉綠體中的色素主要吸收紅光和藍紫光。目標:學生獲取知識的方式不再局限于課本。充分利用附近的信息資源，不僅提高了學生的學習興趣，有利于學生的學習活動，而且拓展了學生的知識面，將課堂與生活聯(lián)系起來，使學習不再枯燥。許多學生也學會了提問，有了學習甚至使用它的想法。這充分體現(xiàn)了研究性學習的特點。3.光合作用過程的第四步（板書）（演

14、示法 ）:首先，利用多媒體展示葉綠體的亞顯微結(jié)構，讓學生復習所學的葉綠體結(jié)構的相關知識，找出與光合作用相關的酶和色素的分布位置，并進一步解釋光反應和暗反應的位置，從而達到溫故知新的新目的。教師敘述:光合作用根據(jù)是否需要光的參與分為光反應和暗反應。（1）光反應階段（板書）光反應的過程主要由教師解釋，同時解釋棋盤圖。（圖2-10） 水的光解（板書）讓學生復習科學家魯賓和卡門做的實驗，并讓學生寫出反應公式:光線2H2O->4氫+O2根據(jù)這一推論，要產(chǎn)生6摩爾的O2,需要光解12摩爾的水?？梢钥闯觯a(chǎn)物中的水隨后再生，反應式可以簡化。葉綠體CO2+H2O-（CH2O）+O2 （板書:反應方程式）

15、光能三磷酸腺昔形成（板書）老師的啟示: 什么是能量守恒定律？并從“能量既不能產(chǎn)生也不能消失，只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式”開始，引導學生探索，將光能轉(zhuǎn)化為葡萄糖中的穩(wěn)定化學能，首先， 將光能轉(zhuǎn)化為三磷酸腺苷中的活性化學能，留作暗反應。酶ADP+兀+光能-三磷酸腺甘教師示范，學生總結(jié):位置:葉綠體膜囊上條件:色素、酶和光能的光解水:光光反應階段形成2h2o- 4 h+O2 =三磷酸腺昔:酶ADP+兀優(yōu)能-三磷酸腺甘本質(zhì):光能在三磷酸腺苷中轉(zhuǎn)化為活性化學能目的 :在演示過程中，學生自己總結(jié)和整合規(guī)則，能夠?qū)λ鶎W有透徹的理解和深刻的印象。這無疑極大地調(diào)動了學生的積極性。（2）暗反應（板書）老師的解

16、釋:光反應只能在光的條件下進行，光提供氫和三磷酸腺苷；對于暗反應；暗反應不需要光，但光反應是先決條件，二氧化碳和酶是必需的。從而導致一個黑暗的反應，并作為前一個和后一個之間的聯(lián)系。步驟 5:黑暗反應如圖2-11 所示。在解釋的同時，分析了暗反應階段的 CO2。固定和二氧化碳減少過程。4教師示范，學生總結(jié):位置 :葉綠體基質(zhì)條件 :多種酶二氧化碳的固定化:酶暗反應階段CO2+C5- 2c3CO2的還原:三磷酸腺甘2c 3+氫一->C6 H12O 6(CH2O)+C5+H2O酶精 :三磷酸腺苷中的活性化學能在有機物中轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的化學能(3)光反應和暗反應的相關性教師的啟發(fā)、學生的歸納和總結(jié):

17、區(qū)域項目領域的所有項目都與質(zhì)量相關(4)歸納和總結(jié)形成思維。通過以上的討論和分析，學生已經(jīng)對光合作用的過程有了基本的了解。這時， 進一步的歸納和總結(jié)可以幫助學生理清思路，形成正確的理解。我們可以用教師要求學生回答的形式， 一步一步地在課本上畫出光合作用過程的圖形黑板，從而總結(jié)出光合作用的本質(zhì)。黑板設計第三節(jié)光和功能首先，光合作用的概念葉綠體6CO2+12H2O-> C6 H12O 6+6H2O+6O2光能 1。光合作用的發(fā)現(xiàn)。葉綠體中的色素2，光合作用過程1。光反應2。黑暗反應3.光反應和暗反應的相關性最后，再次總結(jié)了光合作用的概念，并將其提升到理性的理解。在此基礎上， 指出光合作用具有重大的現(xiàn)實意義，為下一節(jié)的研究鋪平了道路。（5）學以致用，學以致用學習的最終目的是應用它并做一些適當?shù)木毩暎@不僅可以檢驗學生對知識的掌握，而且可以加深他們對課本知識的理解，符合從實踐到實踐的理解規(guī)律。八、鞏固實踐（三 ）1 .光