高一理化生高中光合作用的探究历程教学设计.docx
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高一理化生高中光合作用的探究历程教学设计
课堂教学设计表
课题名称
光合作用的探究历程
学科
生物
授课班级
高一年14班
授课时数
1
设计者
曾屏珊
所属学校
晋江一中
本节（课）教学内容分析
教材内容：
本设计使用的教材是人民教育出版社《生物1分子与细胞》，教学内容是第5章“细胞的能量供应和利用”的第4节“能量之源——光与光合作用”中“二、光合作用的原理和应用”的第一部分内容“光合作用的探究历程”。
地位作用：
本节教学内容是对初中光合作用基础知识的进一步深化，更具体地阐明了光合作用发现过程中的几个著名实验。
通过光合作用的探究历程让学生学习几位科学家实验设计的方法和巧妙之处，体验和认识科学研究的过程，并初步掌握简单的实验设计方法，学会具体的科学研究思路和方法，逐步形成科学探究的科学素养，为以后深入学习实验设计的方法、步骤和解题思路打下基础。
依据标准
课程标准：
说明光合作用以及对它的认识过程。
2010年福建省理科综合考试说明：
具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
本节（课）教学目标
知识和技能目标：
（1）会评述光合作用的发现史；
（2）能写出光合作用总反应式。
过程和方法目标：
（1）分析普利斯特利的实验，初步学会应用单一变量原则；
（2）分析英格豪斯的实验，初步学会应用等量性原则；
（3）分析海尔蒙特、普利斯特利和英格豪斯实验的自变量、因变量和无关变量的控制，能完成简单的实验设计。
情感态度和价值观目标：
认识到科学发展的艰难、科学研究方法的重要，感悟科学家崇高的精神境界、实事求是的科学态度。
学习者特征分析
一般特征：
1.高一新生，16-17岁，发散性思维活跃，独立性处在形成的过程中，自主学习能力相对较差。
2.高一学生对生物实验有浓厚的兴趣。
3.学生对实验设计有陌生。
初始能力：
1.本学期学生学过细胞学说的建立过程、对生物膜结构的探索历程、关于酶本质的探索等科学发现过程，对科学发现史的讲述已不再陌生，对科学探究的一般过程也有一定的认识。
2．在初中生物课上已经知道实验设计的变量和对照原则，在本章的第一节“降低化学反应活化能的酶”学习过程中又再次复习了自变量、因变量和无关变量的分析判断。
信息素养：
1.学生对多媒体辅助教学有强烈的好奇心。
2.学生具有一定的提取、分析信息的能力，以及逻辑推理能力。
知识点学习目标描述
知识点
编号
学习
目标
具体描述语句
1.1
理解
会评价、简述光合作用的发现史中科学家的实验原理、方法、步骤。
1.2
了解
梳理、总结光合作用探索历程中科学家们的结论，能写出光合作用总反应式。
2.1
初步学会应用
分析普利斯特利的实验方法、结果和结论，初步学会应用单一变量原则
2.2
初步学会应用
分析英格豪斯的实验方法、结果和结论，初步学会应用等量性原则。
2.3
应用
分析海尔蒙特、普利斯特利和英格豪斯实验的对自变量、因变量和无关变量的控制，能完成简单的实验设计。
3.1
感悟
通过发现史的学习，领悟后人的成功都是建立在前人研究的基础上，科学结论是不断被补充甚至是推翻重建的。
认识到科学发展的艰难、科学研究方法的重要，感悟科学家崇高的精神境界、实事求是的科学态度。
教学重点和难点
项目
内容
解决措施
教学重点
1．光合作用的探究历程；
2．实验设计的基本原则和方法。
1.利用多媒体课件中的文本、图片加上学生的自学以及教师的引导，结合光合作用总反应式进行梳理、总结。
2.通过分析海尔蒙特的实验方法、结果和结论，初步理解实验设计中要排除无关变量的影响；分析普利斯特利的实验方法、结果和结论，初步学会应用对照原则和单一变量原则；分析英格豪斯的实验芳芳、结果和结论，初步学会应用等量性原则。
在分析每一位科学家的实验时都不断地强调基本原则和变量的判断、处理并让学生自己设计一个简单的实验，当堂练习巩固。
教学难点
实验设计的方法
通过分析海尔蒙特的实验方法、结果和结论，初步理解实验设计中要排除无关变量的影响；分析普利斯特利的实验方法、结果和结论，初步学会应用对照原则和单一变量原则；分析英格豪斯的实验方法、结果和结论，初步学会应用等量性原则。
在分析每一位科学家的实验时都不断地强调基本原则和变量的判断、处理并让学生自己设计一个简单的实验，当堂练习巩固。
教学环境设计
多媒体设备、教学课件
教学媒体（资源）选择
知识点
编号
学习
目标
媒体
类型
媒体内容要点
教学
作用
使用
方式
所得结论
占用
时间
媒体
来源
1.1
理解
文本、图片
每位科学家实验过程、结果和结论。
AE
E
会评述光合作用的发现史。
25分钟
自制、教材、网络
1.2
了解
文本
所有科学家的实验结论。
AJ
F
能写出光合作用总反应式。
2分钟
教材
2.1
初步学会应用
文本、图片
普利斯特利实验过程、结果和结论。
FJ
E
初步学会应用单一变量原则。
6分钟
自制、网络
2.2
初步学会应用
文本、图片
英格豪斯实验结果和结论
FJ
E
初步学会应用等量性原则。
3分钟
自制、网络
2.3
应用
文本、图片
随堂练习
G
F
会设计简单的实验
8分钟
自制、网络
1媒体在教学中的作用分为：
A.提供事实，建立经验；B.创设情境，引发动机；C.举例验证，建立概念；D.提供示范，正确操作；E.呈现过程，形成表象；F.演绎原理，启发思维；G.设难置疑，引起思辨；H.展示事例，开阔视野；I.欣赏审美，陶冶情操；J.归纳总结，复习巩固；K.自定义。
②媒体的使用方式包括：
A.设疑—播放—讲解；B.设疑—播放—讨论；C.讲解—播放—概括；D.讲解—播放—举例；E.播放—提问—讲解；F.播放—讨论—总结；G.边播放.边讲解；H.边播放.边议论；I.学习者自己操作媒体进行学习；J.自定义。
板书设计
第4节能量之源——光与光合作用
一、光合作用的探究历程
实验设计原则：
1.对照原则
2.单一变量原则
3.等量性原则
关于教学策略选择的阐述
1.随即进入式策略：
用QQ农场的图片直接引入新课，激发学生学习兴趣。
2.支架式策略：
通过几个科学家的经典实验的过程、结果和分析总结出变量的判断、控制的方法，以及实验设计基本原则，进而进行简单的实验设计。
3.自主学习策略：
在教师问题引领下，通过阅读梅耶的推论、卡尔文循环和同位素标记法的内容，提高自主学习能力。
课堂教学过程结构设计（本栏为课堂教学设计的重点，应详细阐述并绘出流程图）
教学
环节
教师的活动
学生的活动
教学媒体（资源）
设计意图、依据
引入
【展示图片】QQ农场
植物从小小的种子长到那么大，甚至是参天大树，它是如何获取营养物质的？
你看到过植物进行光合作用吗？
科学家是怎样发现光合作用这一生理过程的呢？
观看、思考、回答问题。
PPT课件，图片
创设问题情境，激发探究兴趣，导入新课。
亚里士多德的观点
【出示资料】17世纪前，古希腊哲学家亚里士多德根据经验推测得出结论：
“植物是由土壤汁构成的”。
【讲述】果真是来自土壤吗？
亚里士多德的结论实际上只是一个经验上的推测，并没有进行相应的科学实验。
倾听、思考、回答问题。
PPT课件，文本、图片
使学生认识到科学的结论的得出需要严谨的实验为基础。
海尔蒙特的柳树实验
【出示资料】海尔蒙特的柳树实验。
【提问】如果亚里士多德的结论是正确的，推测一下，5年后柳树增加的重量与土壤减少的重量是怎样的关系？
观察、思考、分析、回答问题。
PPT课件，文本、图片
让学生学会科学推测。
【出示资料】海尔蒙特的实验结果：
柳树重量增加了74.47kg而土壤只减少了约0.06kg。
【引导学生思考回答】
1．赫尔蒙特的实验可以得出什么结论？
2．赫尔蒙特在实验设计中，考虑到土壤要已知“干重”、要“加桶盖”，只用“纯净的雨水”，有何意义？
【归纳总结学生的答案】排除无关变量对实验结果的影响。
【副板书】排除无关变量
【引导学生思考回答】柳树真的只需要水就能长大吗？
海尔蒙特忽视了哪些因素？
观察、思考、分析、得出结论并回答问题。
思考并回答问题。
PPT课件，文本、图片
培养学生分析问题的能力，以及面对现象提出合理假设的能力。
普利斯特利的实验
【出示资料】普利斯特利实验的过程。
【提问】这个实验说明了什么问题呢？
观察、分析、思考、得出结论并回答问题。
PPT课件，文本、图片
培养学生分析问题的能力以及通过现象得出合理结论的能力。
普利斯特利的实验可以分成两个实验，以其中一个为例进行分析。
【提问】该实验的自变量、因变量分别是什么？
【总结】该实验体现了实验设计的“对照原则和单一变量原则”。
【板书】
实验原则：
对照原则
单一变量原则
观察、分析、回答问题。
PPT课件，文本、图片
分析实例学会运用实验设计的基本原则。
英格豪斯的实验
【出示资料】英格豪斯的实验。
【总结】该实验体现了实验设计的“等量性原则”以及对照原则和单一变量原则。
【板书】等量性原则
倾听、思考。
PPT课件，文本、图片
分析实例学会运用实验设计的基本原则。
【讲述】随着化学学科的发展，发现了空气的组成成分，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的气体是二氧化碳。
倾听
使学生体会科学的研究需要不懈的努力，认识科学是逐渐发展的过程，不同学科在科学发展过程中相互促进。
练习
设计实验证明光合作用需要二氧化碳。
完成实验设计，进行交流。
PPT课件，文本、图片
进行实验设计能力的培养。
梅耶的推论
【提问】植物在进行光合作用时吸收了光能，光跑到哪里去了？
阅读课本有关内容，回答问题。
教材，文本
培养学生自学能力。
萨克斯的实验
【出示资料】萨克斯的实验。
【提问】
1.实验前为什么要将植株放在暗处几小时？
2.为什么一半曝光一半遮光？
3.实验中自变量和因变量分别是什么？
4.为什么最后叶片一半变成蓝色一半不变蓝色？
5.该实验的结论是什么？
观察、分析、思考、得出结论并回答问题。
PPT课件，文本、图片
进行实验设计能力的培养，学习该实验设计的巧妙之处。
恩格尔曼的实验
【出示资料】介绍水绵和好氧细菌的特点，简述实验过程。
【提问】为什么要先放在黑暗没有空气的环境中？
倾听、观察、分析、思考、得出结论并回答问题。
PPT课件，文本、图片
进行实验设计能力的培养，学习该实验设计的巧妙之处。
小结
请学生用反应式表示光合作用的概念。
尝试写出光合作用反应式。
培养学生总结归纳的能力。
鲁宾、卡门的实验
【提问】利用反应式提出问题：
产物氧气中的氧元素是来自反应物中的二氧化碳还是水呢？
【出示资料】鲁宾和卡门实验
【讲述】介绍同位素标记法及鲁宾和卡门的实验。
阅读教材中有关同位素标记法的内容。
倾听、观察、分析、思考、得出结论并回答问题。
教材，文本
PPT课件，图片
培养学生自学能力。
卡尔文循环
【讲述】简介卡尔文循环。
阅读教材中有关内容。
教材，文本
培养学生自学能力。
小结
与学生一起按时间轴总结教材中光合作用探究历程每位科学家的实验结论。
回答科学家的实验结论。
PPT课件，文本
梳理本节内容，学生能简述光合作用的探究历程。
练习
幻灯片20、21的练习题
解题
PPT课件，文本
实验设计基本原则的巩固练习。
教学流程图
个性化教学
为学有余力的学生所做的调整:
课后给材料用具，设计实验测定某植物光合作用速率。
为需要帮助的学生所做的调整:
1．课堂实验设计练习时，全班走动指导不会设计的同学或设计思路出错的同学。
2．让个别设计完美的同学上讲台展示其实验设计。
形成性检测
知识点
编号
学习
目标
检 测 题的 内容
2.3
应用
设计实验证明光合作用需要CO2。
实验仪器和材料：
玻璃罩、小老鼠、绿色植物、光、小烧杯、NaOH溶液、蒸馏水等。
2.1
2.2
初步学会应用
为了研究光对大豆生长的影响，某小组设计了如下实验：
在两只花盆里分别种相同数量的大豆苗，并进行如下处理：
花盆
光
温度
水
甲
光亮处
20℃
充足
乙
黑暗处
20℃
不足
在这一实验设计中，有一处不正确，需要改正为（）
A．乙花盆放在光亮处B．甲花盆放在黑暗处
C．甲花盆的温度高于20℃D．乙花盆浇充足的水
2.3
应用
把经过相同时间饥饿处理长势相近的同种植物放在透明玻璃钟罩内（密封），钟罩内的烧杯中放有不同物质。
探究光合作用是否需要CO2，以及探究CO2浓度对光合速率的影响的实验装置分别是（）
A．①②；③④B．①③；①④C．①④；②③D．③④；①③
形成性评价
1．实验设计题较难，只有个别学生能真正自主完成实验设计。
在学生交流及教师讲解后大部分都能对简单的实验设计有初步的认识和理解。
2．选择完成情况很好，说明学生都能辨析变量，并初步应用实验设计的基本原则。
教学反思、总结
本节亮点：
1．在本部分内容教学中，教学目标达成，重点和难点得到突破。
以探索式.启发式教学模式而设计，注重每个问题的引入和启发，体现了新课标的思想——注重实验设计能力和科学素养的培养。
2．本节教学设计把光合作用发现史作为培养学生实验设计能力.科学精神和创新思维能力的载体，从重现古代科学家的经典实验到课堂上交流讨论.发现探索，再到实验设计，为学生搭设了一个自主学习.发现探索的平台。
3．本节课对学生特征进行深刻的剖析，充分利用了学生已有的知识储备，降低了学习的难度，各种媒体的使用兼顾了教材内容的特色和学生的特点，应该能激发学生的学习热情，达到较好的教学效果。
本节缺点：
让学生设计实验证明光合作用需要二氧化碳的环节时，所给的材料.器具的状况或规格不够准确，用量模糊，没有考虑到等量性原则在实验取材上体现。
有可能导致学生也忽略这一点，为以后解题埋下隐患。
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