《能量之源——光与光合作用》教学设计.doc

《能量之源—光与光合作用》教学设计
主讲人：余娇
[教材分析]
光合作用在绿色植物的新陈代谢以及整个生态系统的物质循环和能量流动中，都具有十分重要的意义 。教材这一节主要讲述了“光合作用的发现过程”、“叶绿体中的色素”（并且安排了叶绿体中色素的提取和分离的学生实验）、“光合作用的过程”、“光合作用的重要意义”以及“植物栽培与光能的合理利用”。 其中“光合作用的探究历程”这部分内容往往被许多老师在上课时一带而过，并未加以重视。事实上，光合作用探究过程中的经典实验，从一定程度上反映了科学探究的一般方法，是培养学生科学精神、科学态度和科学研究方法的好素材，为后面众多的实验打下一个良好的感知基础，也为讲述光合作用的原理、过程做好知识铺垫。因此，“光合作用的探究历程”这部分内容相当重要，不容忽视。
[学生分析]
本节课面对的是高一学生，学生对绿色植物光合作用这一自然现象已有足够的感性认识，对叶绿体的结构也有了初步了解，并且具有一定的化学、物理等基础知识，为学习光合作用的反应过程、揭示其实质奠定了基础；学生有了一定的计算机操作能力，可以通过网络查阅相关资料并制作简单课件。 但实验设计能力有所欠缺，对光合作用早期研究的几个经典实验的设计思路不大理解。
[教学目标]
知识目标：
1．说出光合作用的探究历程。
2．初步掌握科学探究的一般方法。
技能目标：
1．通过光合作用发现史的学习，培养学生实验探究的能力。
2.培养学生知识迁移能力，掌握知识的内涵和外延，培养分析综合能力。
情感目标：
1．关注科学工作的方法和过程，形成严谨的科学态度及创新、合作的科学精神。
2．体验科学发现的艰难和科学家们的智慧力量，确立进行科学研究的欲望和信心。
[教学重点]
1．光合作用的探究历程。
2．科学探究实验的基本方法。
[教学难点]
真正领悟探究实验的科学原理和方法，并很好地运用到设计实验中。
[课时安排]
1课时
[教学手段]
根据本课的教学内容、教学目标和学生的认识水平，课堂上采用以思、议为主，讲授为辅的教学方法。
1．要求课前预习，布置学生课前利用网络资源查找光合作用发现史的相关内容，并指导学生制作课件。
2．利用多媒体，展示光合作用发现过程及相关实验过程，提高学生的学习兴趣，增强教学内容的直观性和体验性。
[教学过程]
教学内容
教师的组织和引导
学生活动
目标达成
引入新课

播放我国十大名花的图片及音乐
这些植物不仅能在视觉上给我们带来美的感受，更重要的是它们可以进行什么反应呢？
根据前面所学的学习，同学们回顾一下哪个细胞器是进行光合作用的场所？光合作用的物质基础是什么？
其实人们对光合作用的认识经历了漫长的探索历程，许多科学家进行了大量的实验才逐步认识了光合作用的原理，这节课我们继续学习光合作用的第二部分：光合作用的原理和应用。（课件显示课题）
欣赏

行光合作用

回忆并回答：光合作用的场所是叶绿体；色素、酶
以轻松的话题导入新课，并复习上节课学习的与光合作用有关的知识，使学生轻松自然地进入课题。
新课学习

比利时海尔蒙特实验

英国普利斯特利实验

荷兰英格豪斯实验

德国梅耶对光能去向的解释

德国萨克斯实验

德国恩格尔曼实验

美国鲁宾、卡门实验

美国卡尔文实验

课堂小结
在学习光合作用原理和应用前我们先来重温科学家对光合作用的探究历程。
接下来给你们几分钟的时间阅读课本的相关内容并完成学案中有关“光合作用探究历程”的表格，然后请几位同学以角色扮演的形式来介绍各位科学家的探究过程及探究结果
好，那我们首先欢迎“海尔蒙特先生”。
提问：大家支持“海尔蒙特先生”的观点吗？

除了水还有什么物质可能使植物增重呢？现在有请“普利斯特利”为我们做报告

普利斯特利的实验看似简单，但后人做的实验很多不能成功，这是为什么呢？下面我们来请荷兰科学家英格豪斯来给大家作报告。

在这一过程中，光能哪里去了呢？下面我们来请德国科学家梅耶来谈谈他的看法。

大家都知道叶绿体是光合作用的场所，你们可知道这一重大发现是哪位科学家发现的？好，现在有请发现光合作用场所的科学家“恩吉尔曼”

光合作用的原料中水和二氧化碳都有氧，那么产物中释放出来的氧气中的“氧”来自水还是二氧化碳呢？人们曾一度认为这些氧气来自于气体的二氧化碳，这种说法对不对呢？下面我们欢迎美国科学家鲁宾给大家讲述一下他们的实验。

再一次提出反应式中有机物又是如何合成的呢？有请“卡尔文”来告诉我们答案

现在科学家们已经基本上探明了光合作用的基本过程，下面哪位同学能读一下你的记录来总结科学家们的研究成果。
我们一起根据科学家们的研究成果给光合作用下定义

好，我们现在对光合作用的探究历程有所了解，然而光合作用的过程是个非常复杂的过程，仍有许多未知领域，关于光合作用的研究仍在进行。从光合作用的探究历程看来，任何科学发现都有着怎样的特点？（提示可从参与的科学家及所用到的相关技术

“海尔蒙特先生” 上台，讲解海尔蒙特实验并指出实验结论：柳苗生长所需的物质，并不是土壤直接转化的，水才是使植物增重的物质！

七嘴八舌

“普利斯特利”（学生扮演）上台，边讲解，边做实验演示：燃烧的蜡烛在密闭的容器内很快熄灭，而把燃烧的蜡烛与绿色植物放在一起，则在一段时间后才熄灭。“普利斯特利”问学生什么原因，学生回答：绿色植物可以更新空气。

“英格豪斯”（学生扮演）上台，用课件演示指出普利斯特利的实验只有在阳光下才能成功，植物体只有绿叶下才能更新空气。英格豪斯进一步提出问题：“绿色植物为什么可以更新空气呢？我们当时由于受化学发展水平的限制而不能正确解释，现在同学们根据你们的知识知道为什么吗？谁能告诉我？”其它学生回答：“绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的是二氧化碳。”

“梅耶”（学生扮演）上台，课件显示能量转换和守恒定律，并指出植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。“梅耶”进一步指出，光能转换成化学能，贮存在什么物质中呢？这个问题德国的植物学家萨克斯做了一个经典的实验，下面请“他”来给大家演示。

“萨克斯”（学生扮演）上台，演示并讲解他的实验，得出见光部分遇碘变蓝，证明了光合作用的产物中还有淀粉。

“恩格尔曼” （学生扮演）上台，演示并讲解他的实验，并指出根据实验结果得出“叶绿体是光合作用的场所”的结论。同时提问：你们觉得我的实验方法有什么巧妙的地方吗？

“鲁宾”（学生扮演）上台，用课件演示鲁宾和卡门利用同位素标记法进行的实验，实验证明光合作用释放的氧气来自水。

“卡尔文” （学生扮演）上台，介绍实验并指出二氧化碳中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径

一位同学读学案上记录的光合作用探究历程，师用课件在屏幕上显示。
光合作用——绿色植物通过叶绿体利用光能，把二氧化碳和水转变成储存能量的有机物（主要是淀粉），并且释放出氧气的过程。

让学生自已扮演科学家，激发学生的学习兴趣。

学生边阅读课本边在学案上作笔记

让学生感受到科学的发现是由多位科学家共同努力的结果
堂上练习

完成学案中的练习
及时巩固
[板书设计]
一、光合作用的探究历程
科学家 原料 场所和条件 产物
海尔蒙特 水
普利斯特利 空气
英格豪斯 阳光
1785年 CO2 O2
萨克斯 淀粉
恩格尔曼 叶绿体

二、光合作用的化学反应式
条件

场所
光能
叶绿体
原料
产物

H2O +CO2 （CH20）+O2

[教学反思]
新课程理念主张把课堂交给学生，教师的职责更多的是引导学生进行思考探究并从中获得新知，本节设计就是以学生为本，以学生以角色扮演的形式介绍光合作用的发现史代替老师的“讲”，让学生从中感受科学探究的历程； 以学生的自主学习和讨论代替教师的“灌”，让学生学会自主和合作学习；教师在这节课只是“导演”。 本节课学生反应活跃，对自已得出的知识印象深刻，教学反应效果很好。
当然，本节课的不足之处是某些光合作用发现有关的实验难点还没能很好的解决，在以后让学生体验科学探究历程的同时也要及时指出引导学生思考。
4