《植物通過光合作用固定光能》教學(xué)設(shè)計-2024-2025學(xué)年濟南版（2024）初中生物學(xué)七年級下冊

《植物通過光合作用固定光能》教學(xué)設(shè)計-2024-2025學(xué)年濟南版（2024）初中生物學(xué)七年級下冊一、教材分析（一）教材地位本節(jié)課選自新教材濟南版（2024）初中生物學(xué)七年級下冊第三單元《植物的生活》第一章《植物能進行光合作用等生命活動》。光合作用是植物最重要的生理活動之一，它不僅是植物自身生長、發(fā)育和繁殖的基礎(chǔ)，也是地球上幾乎所有生命生存和發(fā)展的能量來源。通過學(xué)習(xí)本節(jié)課，學(xué)生能夠深入理解植物如何利用光能將無機物轉(zhuǎn)化為有機物，為后續(xù)學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)和能量流動等知識奠定基礎(chǔ)，在教材中起著核心和關(guān)鍵的作用。（二）內(nèi)容結(jié)構(gòu)教材開篇以海爾蒙特的柳樹實驗引發(fā)學(xué)生對植物增重來源的思考，從而引出光合作用這一主題。接著詳細闡述了光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程，通過介紹普利斯特利、英格豪斯等科學(xué)家的經(jīng)典實驗，逐步揭示光合作用的原料、產(chǎn)物、條件等關(guān)鍵要素。隨后深入講解了光合作用的過程，包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)兩個階段，解釋了光能如何轉(zhuǎn)化為化學(xué)能并儲存在有機物中。最后介紹了光合作用的意義以及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，體現(xiàn)了生物學(xué)知識與實際生活的緊密聯(lián)系。二、教學(xué)目標（一）知識目標描述光合作用的發(fā)現(xiàn)過程，說出相關(guān)科學(xué)家的實驗結(jié)論。闡述光合作用的原料、產(chǎn)物、條件和場所，準確寫出光合作用的反應(yīng)式。解釋光合作用的過程，包括光反應(yīng)和暗反應(yīng)的主要變化及相互關(guān)系。舉例說明光合作用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，理解光合作用對維持生物圈碳-氧平衡的重要意義。（二）能力目標通過分析科學(xué)家的實驗，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力、邏輯推理能力和實驗設(shè)計能力，學(xué)會從實驗現(xiàn)象中得出科學(xué)結(jié)論。嘗試設(shè)計簡單的實驗來驗證光合作用的相關(guān)知識，提高學(xué)生的動手實踐能力和創(chuàng)新能力。能夠運用光合作用的知識解釋生活中的一些生物學(xué)現(xiàn)象，提升學(xué)生運用知識解決實際問題的能力。（三）情感態(tài)度與價值觀目標體驗科學(xué)家探索光合作用的歷程，培養(yǎng)學(xué)生嚴謹?shù)目茖W(xué)態(tài)度和勇于創(chuàng)新的精神，激發(fā)學(xué)生對科學(xué)研究的興趣。認識到光合作用對生命活動的重要性，增強學(xué)生愛護植物、保護生態(tài)環(huán)境的意識，樹立人與自然和諧發(fā)展的觀念。通過小組合作完成實驗設(shè)計和討論，培養(yǎng)學(xué)生的團隊協(xié)作精神和交流表達能力。三、教學(xué)重難點（一）教學(xué)重點光合作用的發(fā)現(xiàn)過程及相關(guān)實驗的分析。光合作用的原料、產(chǎn)物、條件、場所及反應(yīng)式。光合作用的過程，尤其是光反應(yīng)和暗反應(yīng)的基本過程及相互關(guān)系。（二）教學(xué)難點理解光合作用過程中光能如何轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，以及光反應(yīng)和暗反應(yīng)的復(fù)雜生理變化。運用光合作用的知識解釋實際生活和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)象及問題。四、教學(xué)過程（一）課程導(dǎo)入（5分鐘）講述故事：展示一幅海爾蒙特柳樹實驗的圖片，向?qū)W生講述300多年前，比利時科學(xué)家海爾蒙特所做的柳樹實驗。他在一個大花盆里栽種了一棵2.3kg的柳樹，只用純凈的雨水澆灌，5年后，柳樹增重了76.7kg，而土壤只減少了0.06kg。提問學(xué)生：“同學(xué)們，海爾蒙特的實驗結(jié)果讓我們看到柳樹增重了很多，而土壤重量減少很少，大家思考一下，柳樹增加的重量從哪里來的呢？”鼓勵學(xué)生大膽猜測并發(fā)表自己的觀點。引出課題：在學(xué)生討論交流后，引導(dǎo)學(xué)生思考植物增重與光合作用的可能聯(lián)系，從而引出本節(jié)課的主題——植物通過光合作用固定光能?！驹O(shè)計意圖】通過講述有趣的科學(xué)故事，設(shè)置懸念，激發(fā)學(xué)生的好奇心和探究欲望，使學(xué)生迅速進入學(xué)習(xí)狀態(tài)，同時培養(yǎng)學(xué)生的思考能力和語言表達能力。（二）光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程（15分鐘）普利斯特利實驗展示實驗示意圖：呈現(xiàn)普利斯特利將小鼠和綠色植物分別放在密閉玻璃罩內(nèi)的實驗示意圖，向?qū)W生詳細介紹實驗過程。提問學(xué)生：“同學(xué)們，觀察這個實驗，你們發(fā)現(xiàn)了什么現(xiàn)象？”引導(dǎo)學(xué)生觀察并回答，小鼠在有植物的玻璃罩內(nèi)能夠存活更久，而在沒有植物的玻璃罩內(nèi)很快死亡。分析實驗結(jié)論：和學(xué)生一起分析普利斯特利的實驗結(jié)論，即植物能夠更新由于蠟燭燃燒或動物呼吸而變得污濁的空氣。提問學(xué)生：“為什么植物能更新空氣呢？大家大膽推測一下。”讓學(xué)生思考并發(fā)表自己的看法，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力。英格豪斯實驗介紹實驗改進：向?qū)W生介紹英格豪斯對普利斯特利實驗的改進，他發(fā)現(xiàn)只有在光照條件下，植物才能更新空氣。展示英格豪斯實驗的相關(guān)圖片，講解實驗過程。對比分析：對比普利斯特利和英格豪斯的實驗，引導(dǎo)學(xué)生思考英格豪斯實驗的創(chuàng)新之處以及光照在實驗中的重要作用。提問學(xué)生：“通過這兩個實驗的對比，你們能得出什么關(guān)于光合作用的初步結(jié)論呢？”組織學(xué)生小組討論，然后每組派代表發(fā)言，總結(jié)出光合作用需要光照這一條件。薩克斯實驗講解實驗步驟：展示薩克斯將綠色葉片先放在暗處幾小時，然后一半曝光、一半遮光，一段時間后用碘蒸氣處理葉片的實驗示意圖，詳細講解實驗步驟。提問學(xué)生：“薩克斯為什么要將葉片先放在暗處幾小時呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考這樣做是為了消耗葉片中原有的淀粉，避免對實驗結(jié)果產(chǎn)生干擾。觀察實驗現(xiàn)象：向?qū)W生展示薩克斯實驗的結(jié)果圖片，讓學(xué)生觀察曝光部分葉片變藍，遮光部分葉片不變藍的現(xiàn)象。提問學(xué)生：“從這個實驗現(xiàn)象，你們能得出什么結(jié)論呢？”引導(dǎo)學(xué)生分析得出光合作用的產(chǎn)物有淀粉，且光合作用需要光照。【設(shè)計意圖】通過詳細介紹光合作用發(fā)現(xiàn)歷程中的經(jīng)典實驗，讓學(xué)生親身感受科學(xué)家的探究思路和方法，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維和實驗分析能力。通過提問和小組討論，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性，引導(dǎo)學(xué)生積極思考，提高學(xué)生的參與度。（三）光合作用的原料、產(chǎn)物、條件和場所（15分鐘）原料和產(chǎn)物回顧實驗：回顧之前科學(xué)家的實驗，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)光合作用的原料和產(chǎn)物。提問學(xué)生：“從普利斯特利和英格豪斯的實驗中，我們知道植物能更新空氣，那空氣中哪些成分參與了光合作用呢？從薩克斯的實驗中，我們又知道光合作用的產(chǎn)物是什么呢？”讓學(xué)生思考回答，得出光合作用的原料有二氧化碳和水，產(chǎn)物有有機物（主要是淀粉）和氧氣。補充實驗：簡單介紹現(xiàn)代科學(xué)通過同位素標記法等進一步驗證光合作用原料和產(chǎn)物的實驗，拓寬學(xué)生的知識面，讓學(xué)生了解科學(xué)研究的發(fā)展過程。條件和場所分析實驗：再次分析英格豪斯和薩克斯的實驗，強調(diào)光照是光合作用的必要條件。展示葉綠體的結(jié)構(gòu)模式圖，向?qū)W生介紹葉綠體是植物進行光合作用的場所，葉綠體中的葉綠素等色素能夠吸收光能。提問學(xué)生：“為什么說葉綠體是光合作用的場所呢？”引導(dǎo)學(xué)生觀察葉綠體的結(jié)構(gòu)，思考其與光合作用的關(guān)系?？偨Y(jié)歸納：和學(xué)生一起總結(jié)光合作用的原料、產(chǎn)物、條件和場所，以表格的形式呈現(xiàn)在黑板上（如下表），方便學(xué)生記憶。光合作用要素具體內(nèi)容原料二氧化碳、水產(chǎn)物有機物（主要是淀粉）、氧氣條件光照場所葉綠體【設(shè)計意圖】通過回顧經(jīng)典實驗，引導(dǎo)學(xué)生自主總結(jié)光合作用的原料、產(chǎn)物、條件和場所，加深學(xué)生對知識的理解和記憶。介紹現(xiàn)代科學(xué)實驗，拓寬學(xué)生視野，培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)前沿的關(guān)注。以表格形式總結(jié)歸納，使知識更加條理化、系統(tǒng)化。（四）光合作用的過程（20分鐘）光反應(yīng)階段展示動畫：播放光反應(yīng)階段的動畫視頻，向?qū)W生直觀展示光反應(yīng)過程中發(fā)生的變化。講解在光的照射下，葉綠體中的色素吸收光能，將水分解成氧氣和[H]，同時將光能轉(zhuǎn)化為ATP中的化學(xué)能。提問互動：提問學(xué)生：“在光反應(yīng)階段，水分解產(chǎn)生的氧氣有什么作用呢？ATP中的能量在后續(xù)過程中會如何利用呢？”引導(dǎo)學(xué)生思考光反應(yīng)產(chǎn)物與暗反應(yīng)的聯(lián)系。暗反應(yīng)階段再次展示動畫：播放暗反應(yīng)階段的動畫視頻，詳細講解暗反應(yīng)過程。介紹二氧化碳進入葉綠體后，與五碳化合物結(jié)合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和[H]的作用下被還原成有機物（如淀粉），同時五碳化合物得以再生。小組討論：組織學(xué)生小組討論光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系，提問學(xué)生：“光反應(yīng)和暗反應(yīng)有什么聯(lián)系呢？如果沒有光反應(yīng)，暗反應(yīng)能進行嗎？反之呢？”讓學(xué)生通過討論，理解光反應(yīng)為暗反應(yīng)提供ATP和[H]，暗反應(yīng)為光反應(yīng)提供ADP和Pi，兩者相互依存、不可分割。反應(yīng)式書寫引導(dǎo)推導(dǎo)：根據(jù)光合作用的過程，引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)光合作用的反應(yīng)式，即二氧化碳+水\(\xrightarrow[葉綠體]{光能}\)有機物（儲存著能量）+氧氣。向?qū)W生強調(diào)反應(yīng)式中各物質(zhì)的作用和反應(yīng)條件的重要性。練習(xí)鞏固：讓學(xué)生在練習(xí)本上書寫光合作用的反應(yīng)式，找?guī)孜粚W(xué)生到黑板上書寫，教師進行批改和糾正，強化學(xué)生對反應(yīng)式的記憶和理解?！驹O(shè)計意圖】通過動畫演示，將抽象的光合作用過程直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生，幫助學(xué)生理解光反應(yīng)和暗反應(yīng)的復(fù)雜生理變化。通過提問互動和小組討論，引導(dǎo)學(xué)生深入思考光反應(yīng)和暗反應(yīng)的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和團隊合作能力。通過反應(yīng)式的推導(dǎo)和書寫練習(xí)，鞏固學(xué)生對光合作用過程的理解。（五）光合作用的意義及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用（10分鐘）光合作用的意義引導(dǎo)思考：引導(dǎo)學(xué)生思考光合作用對植物自身、其他生物以及整個生物圈的意義。提問學(xué)生：“同學(xué)們，植物通過光合作用制造有機物，這些有機物對植物自身有什么作用呢？對我們?nèi)祟惡推渌麆游镉钟惺裁粗匾饬x呢？”讓學(xué)生思考回答，得出光合作用為植物自身生長、發(fā)育和繁殖提供物質(zhì)和能量，是其他生物食物和能量的來源，同時維持了生物圈的碳-氧平衡。總結(jié)強調(diào)：總結(jié)光合作用的意義，強調(diào)光合作用在維持生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定和生命活動正常進行中的重要地位，培養(yǎng)學(xué)生愛護植物、保護生態(tài)環(huán)境的意識。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用實例展示：展示一些農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中利用光合作用原理提高農(nóng)作物產(chǎn)量的實例圖片，如合理密植、間作套種、增加二氧化碳濃度等。向?qū)W生講解這些措施是如何通過影響光合作用來提高產(chǎn)量的。小組討論：組織學(xué)生小組討論在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中還可以采取哪些措施來促進光合作用，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。每個小組派代表發(fā)言，分享討論結(jié)果，教師進行補充和點評。【設(shè)計意圖】通過引導(dǎo)學(xué)生思考和討論，讓學(xué)生深刻理解光合作用的意義，培養(yǎng)學(xué)生的環(huán)保意識。通過展示農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實例和小組討論，讓學(xué)生將光合作用的知識與實際生產(chǎn)相結(jié)合，提高學(xué)生運用知識解決實際問題的能力，同時培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和團隊合作精神。（六）課堂小結(jié)（5分鐘）引導(dǎo)回顧：引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，從光合作用的發(fā)現(xiàn)歷程開始，到光合作用的原料、產(chǎn)物、條件、場所、過程，再到光合作用的意義及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用。讓學(xué)生自己梳理知識框架，教師在黑板上進行簡單的板書總結(jié)。強調(diào)重點：重點強調(diào)光合作用的過程和反應(yīng)式，以及光合作用在生態(tài)系統(tǒng)中的重要作用。答疑解惑：給學(xué)生留出時間提問，解答學(xué)生在本節(jié)課學(xué)習(xí)過程中遇到的疑問，確保學(xué)生對知識的理解和掌握。【設(shè)計意圖】通過引導(dǎo)學(xué)生回顧和教師總結(jié)，幫助學(xué)生構(gòu)建完整的知識體系，強化重點內(nèi)容。通過答疑解惑，及時解決學(xué)生的問題，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。（七）布置作業(yè)（2分鐘）基礎(chǔ)作業(yè)：讓學(xué)生完成教材課后相關(guān)練習(xí)題，鞏固本節(jié)課所學(xué)的基礎(chǔ)知識，如光合作用的原料、產(chǎn)物、條件等。拓展作業(yè)：查閱資料，了解更多關(guān)于光合作用的研究進展，如人工模擬光合作用的研究成果及其應(yīng)用前景，下節(jié)課進行分享交流?！驹O(shè)計意圖】通過布置基礎(chǔ)作業(yè)，幫助學(xué)生鞏固課堂所學(xué)知識，加深對重點內(nèi)容的記憶。拓展作業(yè)則鼓勵學(xué)生自主查閱資料，拓寬知識面，培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力和對科學(xué)前沿的關(guān)注，同時為下節(jié)課的交流討論做好準備。五、教學(xué)反思在本節(jié)課的教學(xué)過程中，通過講述科學(xué)故事、展示實驗示意圖、播放動畫視頻、組織小組討論等多種教學(xué)方法，有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高了學(xué)生的參與度。學(xué)生在分析科學(xué)家實驗的過程中，積極思考，鍛煉了科學(xué)思維和實驗分析能力。在講解光合作用過程時，動畫演示幫助學(xué)生較好地理解了光反應(yīng)和暗反應(yīng)的復(fù)雜生理變化。然而，在教學(xué)過程中也存在一些不足之處。例如