《探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響》說(shuō)課課件(全國(guó)大賽獲獎(jiǎng)案例)

延遲符探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響基于問(wèn)題——提出項(xiàng)目動(dòng)手實(shí)踐——項(xiàng)目實(shí)施思維碰撞——成果交流層層深入——探究異常項(xiàng)目化學(xué)習(xí)1234延遲符推陳出新——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新點(diǎn)5常思常新——教學(xué)反思61基于問(wèn)題——學(xué)習(xí)模式的確定學(xué)生情況學(xué)生掌握了光合作用的過(guò)程知識(shí)，通過(guò)酶的系列探究實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)，已經(jīng)具備了設(shè)計(jì)探究實(shí)驗(yàn)的能力。但存在機(jī)械記憶，被動(dòng)接受學(xué)習(xí)。欠缺自主學(xué)習(xí)和解決實(shí)際問(wèn)題的能力2017版課標(biāo)倡導(dǎo)真實(shí)問(wèn)題情境創(chuàng)設(shè)，開(kāi)展以生物實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變。金字塔理論?！绊?xiàng)目化學(xué)習(xí)”探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用細(xì)胞膜、細(xì)胞器、細(xì)胞質(zhì)基質(zhì)等酶和ATP呼吸作用光合作用實(shí)現(xiàn)自我更新教材分析捕獲光能色素和結(jié)構(gòu)色素提取和分離光合作用場(chǎng)所紙層析法光合作用的過(guò)程光合作用釋放的氧氣來(lái)自水卡爾文循環(huán)同位素標(biāo)記法光合作用原理的應(yīng)用環(huán)境因素的影響真空滲水法光合作用核心概念研究方法研究過(guò)程研究結(jié)果實(shí)驗(yàn)方法、原理、材料真空滲水法。延遲符真空滲水法菠菜氧氣傳感器法黑藻水生植物光合作用釋放的氧氣，溶于水體后緩慢釋放到空氣中使空氣中氧氣增加。減壓逐出葉圓片內(nèi)部氣體，并將水滲入使其密度增大，沉入水底；光合作用產(chǎn)生的氧氣在水中溶解度小，會(huì)在組織間隙積累，從而使葉圓片密度減小，重新上浮實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)重點(diǎn)難點(diǎn)科學(xué)思維運(yùn)用已有的材料進(jìn)行合理的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和操作。記錄數(shù)據(jù)，處理和分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論。生命觀念概述環(huán)境因素影響光合作用強(qiáng)度的變化趨勢(shì)及應(yīng)用。闡明細(xì)胞生命活動(dòng)過(guò)程中貫穿著物質(zhì)與能量的變化科學(xué)探究設(shè)計(jì)并實(shí)施環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響實(shí)驗(yàn)，學(xué)生在科學(xué)探究的過(guò)程,學(xué)會(huì)預(yù)實(shí)驗(yàn)和正式實(shí)驗(yàn)的關(guān)系，研究控制變量、觀察和檢測(cè)因變量方法.能設(shè)置對(duì)照實(shí)驗(yàn)。學(xué)會(huì)評(píng)價(jià)。社會(huì)責(zé)任體驗(yàn)科學(xué)探究的嚴(yán)謹(jǐn)性和復(fù)雜性，形成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度。1.在實(shí)驗(yàn)室條件下完成全班同學(xué)分組實(shí)驗(yàn)2.提高實(shí)驗(yàn)操作效率，提高課堂教學(xué)效率重點(diǎn)、難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新1.教學(xué)模式和學(xué)習(xí)方式創(chuàng)新2.實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新（1）實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)新（2）實(shí)驗(yàn)材料處理創(chuàng)新（3）實(shí)驗(yàn)檢測(cè)方法創(chuàng)新（4）實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)和分析方法創(chuàng)新（5）4個(gè)實(shí)驗(yàn)的實(shí)際操作步驟探究模型1.由于我校及哈市其他學(xué)校對(duì)于本實(shí)驗(yàn)從未做過(guò)分組實(shí)驗(yàn)，往往采用講解或觀看視頻方式進(jìn)行。2.由于本實(shí)驗(yàn)是開(kāi)放性實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，很難在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行全校學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。3.面對(duì)新課程，高一學(xué)生生物課時(shí)緊張，如何提高實(shí)驗(yàn)課課堂效率，才能保證一節(jié)課內(nèi)探究完成本實(shí)驗(yàn)，而不是簡(jiǎn)單模仿操作。4.通過(guò)項(xiàng)目化學(xué)習(xí)方式對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，摸索可行的實(shí)驗(yàn)條件，為進(jìn)一步開(kāi)展全校1000多學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。探究環(huán)境因素對(duì)光合作用強(qiáng)度的影響光照強(qiáng)度組二氧化碳濃度組光質(zhì)組陽(yáng)生陰生組外因內(nèi)因1基于問(wèn)題——學(xué)習(xí)模式的確定分組思維導(dǎo)圖組2動(dòng)手實(shí)踐——項(xiàng)目實(shí)施為期1周提出問(wèn)題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析形成項(xiàng)目結(jié)果學(xué)生合作討論，教師給予指導(dǎo)研讀教材觀看視頻、虛擬實(shí)驗(yàn)組內(nèi)分工不易下沉不下沉易貼壁2動(dòng)手實(shí)踐——項(xiàng)目實(shí)施光照強(qiáng)度組問(wèn)題？農(nóng)園和中草藥園發(fā)現(xiàn)問(wèn)題：1.幾乎所有葉片，抽氣后下沉率較低2.放入碳酸氫鈉溶液中，不易下沉3.像南瓜和商陸的葉子下表皮相對(duì)纖維素多，不易打孔，且非常容易粘到針筒。4.綠蘿的葉脈太多5.芍藥的葉片也不易打孔。6.換抽氣泵效果會(huì)好，但學(xué)生體驗(yàn)不到打孔和抽氣的過(guò)程。南瓜商陸菠菜芍藥繡球綠蘿認(rèn)知沖突葉片全部下沉！偶然？故事？冰箱4℃處理一段時(shí)間。室溫不做處理葉圓片直徑7mm,60ml針筒冷處理后低溫下植物調(diào)節(jié)原理——密度變大可能原因：1.自由水減少、結(jié)合水增多2.呼吸減弱消耗減少.有利于糖分等的積累，可增加細(xì)胞液濃度。3.細(xì)胞膜受損氣體溢出較快4.低溫時(shí)，可溶性糖等的含量增加5.也可能因?yàn)楫?dāng)時(shí)做實(shí)驗(yàn)為室溫30度，可能氣溫高氣體不易溢出。進(jìn)一步研究原因：對(duì)葉圓片進(jìn)行抽氣處理問(wèn)題：針筒如果用20ml時(shí)則葉圓片容易貼壁？防止葉片貼壁，選擇50或60ml的針管效果好，7mm光照強(qiáng)度小組——匯報(bào)低溫處理和抽氣研究視頻模擬教材實(shí)驗(yàn)再次產(chǎn)生認(rèn)知沖突葉圓片不能均勻受光光照強(qiáng)度不夠距離梯度過(guò)大，組間干擾燈管也會(huì)產(chǎn)生溫度實(shí)驗(yàn)效果差3思維碰撞——成果交流問(wèn)題？改變實(shí)驗(yàn)裝置1.暗室教室變成暗室或做個(gè)暗室2.如何改變光照條件改變燈的瓦數(shù)

調(diào)節(jié)燈的頻率（原有實(shí)驗(yàn)室條件無(wú)法改變，重新買較貴）改變實(shí)驗(yàn)裝置1.暗室教室變成暗室或做個(gè)暗室——紙盒還是木盒2.如何改變光照條件改變燈的瓦數(shù)（換燈泡）

調(diào)節(jié)燈的頻率（原有實(shí)驗(yàn)室條件無(wú)法改變，重新買較貴）師生一起研討師生一起研討顯微鏡裝置改造學(xué)生介紹實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)裝置的改進(jìn)5W燈泡、燈頭、插座、電線共計(jì)15元。分組實(shí)驗(yàn)：540元改造完畢。照度范圍廣，5WLED燈，600——30000LUX葉圓片受垂直光照方便調(diào)節(jié)燈與葉片之間的距離。側(cè)面觀察保護(hù)視力可探究光照強(qiáng)度、二氧化碳濃度、光質(zhì)、陰生陽(yáng)生植物等影響省錢，廢物再利用。環(huán)保。光照強(qiáng)度大，聚光效果好，發(fā)熱量低。通過(guò)燈的高度調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，調(diào)節(jié)范圍在0——17CM之間，過(guò)高就沒(méi)有實(shí)際價(jià)值了，這樣可以讓葉圓片接受均勻光。另外可以用調(diào)換燈泡來(lái)調(diào)節(jié)光質(zhì)。裝置改造過(guò)程視頻4層層深入——探究異常光照強(qiáng)度組問(wèn)題：教材中的光照強(qiáng)度設(shè)為強(qiáng)、中、弱，我們?nèi)绾卧O(shè)置燈和葉圓片的距離？多遠(yuǎn)的距離效果最好？學(xué)生活動(dòng)視頻6光照強(qiáng)度組匯報(bào)改造后的。5cm,5min,100%上浮10cm,7min,100%上浮15cm,10min,100%上浮葉圓片上浮視頻裝置改進(jìn)后實(shí)驗(yàn)視頻學(xué)生根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，再次發(fā)現(xiàn)問(wèn)題問(wèn)題：對(duì)各種葉片進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)陰生植物繡球效果更好？怎么選擇？問(wèn)題：全部上浮時(shí)間差異較大。開(kāi)始上浮時(shí)間差異也比較大，只有半數(shù)上浮時(shí)間相對(duì)穩(wěn)定？問(wèn)題：另外幾片上浮的時(shí)間間隔很大。而且常常伴隨葉圓片豎起或不上浮的現(xiàn)象發(fā)生？4層層深入——探究異常根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)再次引發(fā)認(rèn)知沖突學(xué)生活動(dòng)視頻7光照強(qiáng)度組匯報(bào)改造后的。上浮時(shí)間菠菜芍藥綠蘿繡球第1片葉2分29秒4分42秒1分46秒20秒第2片葉3分24秒6分16秒2分33秒22秒第3片葉3分27秒6分34秒3分07秒35秒第4片葉3分30秒6分38秒3分07秒43秒第5片葉3分32秒6分40秒3分08秒52秒第6片葉3分43秒6分42秒3分39秒53秒第7片葉3分50秒6分49秒3分43秒57秒第8片葉4分20秒6分51秒3分44秒1分14秒第9片葉4分44秒6分52秒3分45秒1分21秒第10片葉4分59秒6分59秒3分46秒1分22秒尋找實(shí)驗(yàn)對(duì)象（室溫25℃

，距離燈5cm冷處理后，2%NaHCO3)陽(yáng)生陰生陽(yáng)生陰生由于全校學(xué)生1000人左右進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)，需要實(shí)驗(yàn)材料較多，從經(jīng)濟(jì)角度和容易采買角度考慮，菠菜觀察上浮時(shí)間距離臺(tái)燈5cm2%NaHCO3距離臺(tái)燈10cm2%NaHCO3距離臺(tái)15cm2%NaHCO3第1片葉2分29秒2分36秒4分29秒第2片葉2分35秒2分52秒4分40秒第3片葉2分42秒3分51秒6分39秒第4片葉2分59秒4分29秒8分03秒第5片葉3分12秒4分30秒8分48秒第6片葉3分43秒5分01秒8分55秒第7片葉3分50秒5分29秒9分29秒第8片葉4分20秒6分07秒9分54秒第9片葉4分44秒6分35秒10分13秒第10片葉4分59秒7分12秒13分40秒尋找實(shí)驗(yàn)對(duì)象（室溫25℃

，冷處理后，2%NaHCO3)實(shí)驗(yàn)時(shí)間合理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)科學(xué)菠菜不下沉不下沉的原因：通過(guò)數(shù)碼顯微鏡觀察兩個(gè)葉片結(jié)構(gòu)不同。沒(méi)有下沉的葉片含有葉脈部分較大。而上浮最慢的葉片含有部分小葉脈。學(xué)生從物理學(xué)和生物學(xué)知識(shí)結(jié)合的角度進(jìn)行了解釋。無(wú)葉脈組織空隙明顯減小葉柄處——葉邊緣內(nèi)部結(jié)構(gòu)觀察10/20上浮時(shí)間距離臺(tái)燈5cm1%NaHCO3距離臺(tái)燈5cm1.5%NaHCO3距離臺(tái)5cm2%NaHCO3第1片葉5分03秒3分39秒2分36秒第2片葉5分06秒3分48秒2分52秒第3片葉5分20秒4分16秒3分51秒第4片葉5分32秒4分22秒4分29秒第5片葉5分39秒4分45秒4分30秒第6片葉6分38秒5分10秒5分01秒第7片葉6分41秒5分18秒5分10秒第8片葉7分13秒5分44秒5分17秒第9片葉8分37秒5分53秒5分35秒第10片葉9分01秒6分25秒7分12秒尋找實(shí)驗(yàn)對(duì)象（室溫25

℃

，距離燈5cm冷處理后)實(shí)驗(yàn)時(shí)間合理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)科學(xué)菠菜研究實(shí)驗(yàn)的具體操作步驟4層層深入——探究異常二氧化碳濃度組問(wèn)題：利用葉圓片進(jìn)行二氧化碳濃度實(shí)驗(yàn)時(shí)，設(shè)定二氧化碳濃度為0，1%，2%，3%，4%，5%發(fā)現(xiàn)：葉圓片在3%，幾乎不下沉，4%，5%中不沉？

學(xué)生活動(dòng)視頻8，探究二氧化碳濃度實(shí)驗(yàn)過(guò)程。二氧化碳小組，最后設(shè)定濃度梯度實(shí)驗(yàn)二氧化碳組研究視頻4層層深入——探究異常光質(zhì)組問(wèn)題：由于LED燈瓦數(shù)低，燈和葉圓片之間的距離多少合適？選擇什么顏色的燈？

植物工廠4層層深入——探究異常陽(yáng)生陰生組上浮時(shí)間菠菜芍藥綠蘿繡球第1片葉2分29秒4分42秒1分46秒20秒第2片葉3分24秒6分16秒2分33秒22秒第3片葉3分27秒6分34秒3分07秒35秒第4片葉3分30秒6分38秒3分07秒43秒第5片葉3分32秒6分40秒3分08秒52秒第6片葉3分43秒6分42秒3分39秒53秒第7片葉3分50秒6分49秒3分43秒57秒第8片葉4分20秒6分51秒3分44秒1分14秒第9片葉4分44秒6分52秒3分45秒1分21秒第10片葉4分59秒6分59秒3分46秒1分22秒陽(yáng)生陰生陽(yáng)生陰生陽(yáng)生植物和陰生植物的區(qū)別分光光度計(jì)測(cè)定4層層深入——探究異常綠蘿和菠菜的葉綠素a/葉綠素b的比值測(cè)定方法吸光度A663（葉綠素a）吸光度A645（葉綠素b）綠蘿菠菜綠蘿：葉綠素a/葉綠素b=0.94

0.94<1.78菠菜：葉綠素a/葉綠素b=1.78光適應(yīng)過(guò)程光適應(yīng)過(guò)程（4g黑藻，室溫25，距離燈5cm，5%NaHCO3)條件由弱光——強(qiáng)光由弱光移到強(qiáng)光定性實(shí)驗(yàn)到定量實(shí)驗(yàn)研究——氧氣傳感器法光適應(yīng)過(guò)程改進(jìn)：實(shí)驗(yàn)前將黑藻放在有光的地方放置。加入碳酸氫鈉后，測(cè)量時(shí)間在5分鐘后開(kāi)始測(cè)量時(shí)間5分鐘（避免二氧化碳不足）碳酸氫鈉濃度用5%的效果較好統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)分析各組間數(shù)據(jù)走勢(shì)相同但具體數(shù)值不同的原因。繼續(xù)探究的問(wèn)題：1.我們的實(shí)驗(yàn)是否會(huì)出現(xiàn)光飽和點(diǎn)，二氧化碳飽和點(diǎn)？2.光飽和點(diǎn)和二氧化碳飽和點(diǎn)產(chǎn)生的原因？3.我們測(cè)量的是凈光合速率，總光合速率的測(cè)量方法？思維導(dǎo)圖組（1）黑藻水生植物可以代替菠菜嗎？為什么要選用菠菜呢？（2）菠菜不同部位的葉片發(fā)育程度是否相同，光合作用強(qiáng)度是否相同，是否需要考慮？（3）葉子為什么圓片，正方形可以嗎？（4）葉片打孔操作問(wèn)題（葉脈，打的時(shí)候是否偏離。打孔時(shí)是否使葉片破碎？）（5）葉片氣體去除過(guò)程各組的抽拉次數(shù)，操作情況是否一致（6）光照強(qiáng)度的強(qiáng)中弱，與燈之間距離多遠(yuǎn)為標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)出現(xiàn)光合作用強(qiáng)度不再增加（光飽和點(diǎn)現(xiàn)象嗎）（7）同一時(shí)間段如何控制臺(tái)燈光照的影響？（8）燒杯中加入蒸餾水還是清水？（9）吹氣二氧化碳濃度不可控，是否含有氧氣？（10）碳酸氫鈉加入多少濃度合適？（11）溫度能否影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果？怎么控制？（12）對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)，如何做到大數(shù)據(jù)分析，更加接近真實(shí)值？（13）我們能在定性實(shí)驗(yàn)的研究基礎(chǔ)上進(jìn)行定量研究嗎？全班同學(xué)的問(wèn)題5推陳出新——實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與創(chuàng)新點(diǎn)視頻、虛擬實(shí)驗(yàn)等學(xué)習(xí)知識(shí)課前》自由分組項(xiàng)目落實(shí)》成果匯報(bào)交流分享認(rèn)知沖突探究實(shí)質(zhì)總結(jié)方法構(gòu)建模型組內(nèi)組間自評(píng)互評(píng)進(jìn)一步探究課后課中》》》項(xiàng)目討論方案實(shí)驗(yàn)探究進(jìn)行傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)人員分工顯微數(shù)碼成像技術(shù)NOBOOK虛擬實(shí)驗(yàn)室氧氣傳感器分光光度計(jì)調(diào)查問(wèn)卷經(jīng)驗(yàn)交流基于“真實(shí)問(wèn)題情境”的“學(xué)”與“用”有機(jī)結(jié)合的項(xiàng)目化實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)模式本堂課，課前的時(shí)候利用視頻，虛擬實(shí)驗(yàn)等途徑學(xué)習(xí)知