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1 教材分析
1.1教材地位
關(guān)于光合作用的知識,學(xué)生通過對初中生物教材的學(xué)習(xí)和實驗,在知識和能力方面已經(jīng)有了一定的基礎(chǔ),本節(jié)課的設(shè)計要符合高中生的認(rèn)知特點(diǎn),在原有的基礎(chǔ)上有所提高,也為學(xué)生分析和探究能力的提高奠定基礎(chǔ)。
本節(jié)課涉及一些經(jīng)典實驗,通過這些實驗的再現(xiàn)和學(xué)生的親身體驗,讓學(xué)生沿著科學(xué)家的探索歷程自主學(xué)習(xí),不僅僅是了解科學(xué)史中有關(guān)光合作用的基本概念,更重要的是讓學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程,進(jìn)一步了解科學(xué)概念的發(fā)生和發(fā)展,引導(dǎo)他們更加深入地從產(chǎn)物、條件和場所等方面進(jìn)行探究,從而構(gòu)建出完整的光合作用概念,為進(jìn)一步深入學(xué)習(xí)光合作用打基礎(chǔ)。
1.2教學(xué)重點(diǎn)
光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史過程中的各實驗步驟、結(jié)論、優(yōu)缺點(diǎn)。
1.3教學(xué)難點(diǎn)
光合作用的發(fā)現(xiàn)過程中各實驗如何巧妙地連接起來,如何過渡,如何引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行思考探究從而得出正確結(jié)論。
2 教學(xué)目標(biāo)
2.1知識目標(biāo)
說出科學(xué)家對光合作用原理的認(rèn)識過程,并能簡述出光合作用的原料、產(chǎn)物、條件和反應(yīng)場所。
2.2能力目標(biāo)
模仿科學(xué)家發(fā)現(xiàn)光合作用的過程,幫助學(xué)生掌握科學(xué)探究的一般原則,重點(diǎn)是對照實驗原則和控制變量原則;
學(xué)會運(yùn)用科學(xué)探究的手段發(fā)現(xiàn)問題、解決問題,發(fā)展科學(xué)探究能力。
2.3情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)
體驗科學(xué)探究歷程,認(rèn)同科學(xué)概念是在不斷的觀察、實驗、探索和爭論中前進(jìn)的;
認(rèn)同科學(xué)家不僅要繼承前人的科研成果,而且要善于吸收不同意見中的合理成分,還要具有質(zhì)疑、創(chuàng)新及勇于實踐的科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度;
學(xué)會參與、合作和交流探究的內(nèi)容和結(jié)果;
認(rèn)識到技術(shù)的發(fā)展在科學(xué)研究中的作用,尊重科學(xué)且用發(fā)展的觀點(diǎn)看待科學(xué)、樹立辨證的科學(xué)觀。
3 教學(xué)方法
采用探究式教學(xué),融合討論法、比較法、歸納法等多種教學(xué)方法,并配以多媒體輔助教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生模擬科學(xué)發(fā)現(xiàn)過程,進(jìn)行分析、討論、歸納和總結(jié)。學(xué)生通過觀察教師提供的部分科學(xué)家實驗的視頻、討論有關(guān)的問題、閱讀相關(guān)的學(xué)案材料,達(dá)到自主、合作地學(xué)習(xí)。
4 教學(xué)過程(表1)
5 教學(xué)反思
(1)重視科學(xué)史教育。通過對光合作用發(fā)現(xiàn)史的探究,讓學(xué)生沿著科學(xué)家的探索思路,領(lǐng)悟科學(xué)的思維方式,著重了解科學(xué)發(fā)現(xiàn)和創(chuàng)新的過程,讓學(xué)生了解科學(xué)家發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的思路,逐漸掌握科學(xué)研究的一般方法,以培養(yǎng)學(xué)生的探究能力。
同時,幫助學(xué)生學(xué)會如何正確地思考、解決問題,并領(lǐng)悟科學(xué)是一個不斷探索的過程,正確的科學(xué)結(jié)論的得出是建立在大量的實驗基礎(chǔ)上的,隨著人們認(rèn)識水平的不斷提高,前人得出的結(jié)論會被后人不斷完善。對光合作用的探索還在繼續(xù),還有很多未知的領(lǐng)域和廣闊的研究空間。因此,通過科學(xué)史教育能培養(yǎng)學(xué)生的合作意識,加深學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解,培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度和樹立正確的價值觀。
(2)基于科學(xué)發(fā)現(xiàn)史的探究式學(xué)習(xí),對教師提出更高的要求。要求教師必須精心地設(shè)計、充分地準(zhǔn)備、巧妙地引導(dǎo)、靈活地應(yīng)變,做好教學(xué)內(nèi)容的一切準(zhǔn)備、組織、過渡和銜接等。
教學(xué)設(shè)計了兩條線索:一是科學(xué)家的研究成果逐一揭示出光合作用的過程,采用板書和磁性教具結(jié)合,逐步呈現(xiàn)出光合作用的反應(yīng)式,并將科學(xué)家與反應(yīng)物、產(chǎn)物、動力、場所等聯(lián)系起來,將對光合作用過程的探究串聯(lián)起來,使各內(nèi)容之間形散而神不散;另一線索是分析和應(yīng)用實驗設(shè)計的一般原則,以副板書的形式呈現(xiàn)出“對照原則”、“控制變量原則”等。
(3)教師在設(shè)計時時刻遵循以學(xué)生為中心的原則,教師重在對學(xué)生的引導(dǎo)。將學(xué)生分成若干討論小組,讓學(xué)生充分討論、發(fā)言,教師只在探究的方法上,加以適當(dāng)點(diǎn)撥,始終以實驗設(shè)計的幾大原則作為判斷實驗設(shè)計是否正確、如何設(shè)計正確實驗的標(biāo)準(zhǔn),讓學(xué)生養(yǎng)成良好的探究習(xí)慣。
(4)教學(xué)設(shè)計充滿詩情畫意,以兩首小詩,首尾呼應(yīng);板書設(shè)計,以光合作用反應(yīng)式為中心,科學(xué)家對光合作用的探究過程為線索,詳略得當(dāng),一目了然,使課堂洋溢著濃濃的科學(xué)與人文結(jié)合的氣息。
(1)本節(jié)課是《光合作用》的第二課時,主要呈現(xiàn)的是科學(xué)史教育,即是對初中光合作用的基礎(chǔ)知識的進(jìn)一步深化又為下節(jié)課的教學(xué)奠定了基礎(chǔ)。(2)教材還蘊(yùn)含著科學(xué)探究的一般方法和實驗設(shè)計的相關(guān)問題,是“酶”部分實驗設(shè)計原則的延續(xù),是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神的好素材。因此,對本節(jié)教材的再加工,可以為實驗設(shè)計的教學(xué)奠定基礎(chǔ),體現(xiàn)了新課標(biāo)精神。
二、教學(xué)目標(biāo)
(1)知識目標(biāo):能說明光合作用及對它的認(rèn)識過程。(2)能力目標(biāo):初步學(xué)會科學(xué)探究的一般方法和實驗設(shè)計中的兩個基本原則,并能進(jìn)行簡單的實驗設(shè)計。(3)情感目標(biāo):學(xué)習(xí)科學(xué)家實事求是的科學(xué)態(tài)度和堅忍不拔的意志品質(zhì)。
基于此,我將“光合作用的概念”作為本節(jié)課的教學(xué)重點(diǎn)。“科學(xué)探究的一般方法和實驗設(shè)計中的兩個基本原則”是難點(diǎn)所在。
三、教學(xué)設(shè)想
變教材中經(jīng)典實驗的學(xué)習(xí)過程為探究過程,以角色體驗法為學(xué)生創(chuàng)造“知識再發(fā)現(xiàn)”的探究情境,通過分層教學(xué)和引導(dǎo)探究突出學(xué)生的主體性、學(xué)習(xí)的探究性。最后以合作探究和互動討論保證教學(xué)目標(biāo)得以完整實現(xiàn)。
四、教學(xué)過程
在布置課前內(nèi)容的時候,教師將分層教學(xué)和角色體驗相結(jié)合,面向全體學(xué)生安排了較為簡單的任務(wù):重現(xiàn)普利斯特里的實驗,而安排生物學(xué)習(xí)小組展開經(jīng)典薩克斯實驗的重現(xiàn)。
(一)課題引入
先以一首小詩將學(xué)生帶入情景并引出光合作用概念,進(jìn)而轉(zhuǎn)入光合作用探究歷程。
(二)新課展開
了解環(huán)節(jié):以時間為順序,利用問題驅(qū)動法將各個事件連接起來,每個實驗都從提出問題開始,以新的問題結(jié)束,學(xué)生在一連串的問題中體驗過程,探究本質(zhì)。
(1)亞里士多德:植物長大的原料是什么?(2)海爾蒙特:植物生長的物質(zhì)來自于土壤嗎?(3)普利斯特里:植物能否從空氣中得到些什么?(4)英格豪斯:實驗為什么會失敗?(5)梅耶:光能哪里去了?(6)薩克斯:光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲存在哪?(7)恩格爾曼:光合作用在哪里發(fā)生的?(8)魯賓卡門:光合作用釋放的氧氣來自于哪?(9)卡爾文:光合作用的有機(jī)物是怎樣合成的?(10)胡貝爾等:光合作用的反應(yīng)中心是什么樣呢?
理解環(huán)節(jié):重點(diǎn)介紹光合發(fā)現(xiàn)史中的四個經(jīng)典實驗。先以普利斯特利實驗啟發(fā)學(xué)生思維,再用薩克斯實驗來調(diào)整思維,接著在恩格爾曼實驗中完成思維的形成過程,最后通過魯賓和卡門的實驗使學(xué)生的應(yīng)用思維得以發(fā)展,思維層次逐步上升。
在按時間順序介紹前三個實驗時,教師分別展示了視頻、圖片和精美課件,并引導(dǎo)學(xué)生思考下表內(nèi)容。
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教師在處理上表時要注意都從實驗原則和無關(guān)變量的處理兩個方面設(shè)置相似的問題引導(dǎo)學(xué)生思考,并逐步將學(xué)生思考的重心由對實驗結(jié)論的推斷轉(zhuǎn)移到對實驗過程的設(shè)計上來。并結(jié)合答案適時點(diǎn)撥:強(qiáng)調(diào)對照原則和單一變量原則的重要性,及無關(guān)變量對實驗的影響。
最后我把三個實驗還原到具體的科學(xué)探究方法中,安排學(xué)生填寫下邊的表格。使學(xué)生全面系統(tǒng)地理解與領(lǐng)悟,最終形成思維模式。
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見解環(huán)節(jié):提出新問題(光合作用中產(chǎn)生的氧氣到底來自于水還是二氧化碳?),由此轉(zhuǎn)入魯賓、卡門的實驗。
教學(xué)過程以“分組討論方案―自主設(shè)計實驗―組間交流整合―教師總結(jié)驗證”的形式展開。
分組討論中,隨著標(biāo)記元素的選擇、實驗變量的確定、對照實驗的設(shè)置、實驗結(jié)果的預(yù)期、實驗結(jié)論的得出等一系列問題的提出與共同解決,學(xué)生新形成的思維在應(yīng)用中得到了提升。
自主設(shè)計實驗既是對組內(nèi)討論的合理匯總,又是對科學(xué)探究方法的系統(tǒng)再現(xiàn),旨在培養(yǎng)學(xué)生思維的邏輯性與嚴(yán)密性。
組間交流能夠發(fā)現(xiàn)學(xué)生在認(rèn)識上的不足與思維上的漏洞。
這是學(xué)時實驗設(shè)計中的一些常見問題和錯誤做法:
將實驗分為三組,分別為植物提供:H2O和CO2、H2O18和CO2、H2O和CO218,第一組為對照組。(對照原則理解不深)
為植物提供H2O18和CO2,一組置于光下,另一組置于黑暗環(huán)境中。(設(shè)置實驗變量出錯)為一組植物提供H2O18和CO2,并置于光下,另一組提供H2O和CO218,置于暗處。(違背了單一變量原則)
在思維整合中,對常見問題進(jìn)行歸因與歸類解決,使學(xué)生的思維在應(yīng)用中得到了完善。
最后,教師用科學(xué)家的實驗設(shè)計及結(jié)論來驗證他們的實驗設(shè)想,更使其感受到成功的喜悅。
(三)課堂小結(jié)
綠色植物的光合作用是生物圈中最基本的物質(zhì)和能量代謝,它真實顯示出生態(tài)系統(tǒng)的自主性和高度有序性,是初中生物的重點(diǎn)和難點(diǎn)。根據(jù)新課標(biāo)的要求,讓學(xué)生通過實驗來探究光合作用的條件、原料和產(chǎn)物,初步形成光合作用的概念,即綠色植物利用光能,把二氧化碳和水合成儲存能量的有機(jī)物,并釋放出氧氣的過程。教材中有關(guān)光合作用的實驗有三個,分別是綠葉在光下制造淀粉的實驗、光合作用需要二氧化碳的實驗和光合作用產(chǎn)生氧氣的實驗。如果按教材順序分開探究的話,不利于學(xué)生對光合作用的整體認(rèn)識,也比較費(fèi)時費(fèi)力。
為了便于學(xué)生系統(tǒng)掌握光合作用知識,我對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了調(diào)整,把光合作用作為一個整體設(shè)計了一個簡單直觀的對照實驗,讓學(xué)生同時探究光合作用的條件是否有光照和二氧化碳,能否產(chǎn)生淀粉和氧氣。同時啟發(fā)學(xué)生參與實驗方法和實驗裝置的設(shè)計,啟迪學(xué)生的思維。
一、教學(xué)目標(biāo)
(一)知識目標(biāo)
1.探究光是否是光合作用的條件。
2.探究二氧化碳是光合作用的原料。
3.檢驗光合作用制造了淀粉釋放出氧氣。
重點(diǎn):領(lǐng)悟?qū)φ諏嶒炘O(shè)計原則與方法。
(二)能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、分析問題、解決問題的能力,引導(dǎo)學(xué)生逐步學(xué)會生物探究的方法。(難點(diǎn))
二、教學(xué)資源
(一)課堂上資源
多媒體。
(二)學(xué)生課前準(zhǔn)備
個人自學(xué)并在教師指導(dǎo)下以小組為單位進(jìn)行課前準(zhǔn)備。
(三)教學(xué)器材
槐樹枝葉、大號一次性注射器、一次性輸液器、小燒杯、恒溫水浴鍋、溴百里香酚藍(lán)、酒精、培養(yǎng)皿等。
三、教學(xué)思路設(shè)計
本實驗的獨(dú)到之處有內(nèi)容的整合,還有裝置的設(shè)計和化學(xué)反應(yīng)的巧妙利用。
1.裝置設(shè)計:輸液用一次性注射器,利用輸液器最前端制成了一個連通裝置。
這個裝置的巧妙之處在于:
(1)注射器透光,葉片在裝置中光合作用,直接觀察變化。
(2)注射器很方便的排凈空氣,并簡單實現(xiàn)密封,產(chǎn)生的氧氣容易收集。
(3)通過連通裝置簡單方便地向注射器中推入氣體和液體,注射器上的刻度實現(xiàn)加入物質(zhì)的準(zhǔn)確定量,很好地控制實驗變量,讓對照實驗的結(jié)果更準(zhǔn)確。
2.化學(xué)反應(yīng)的巧利用:溴百里香酚藍(lán)(BTB)這種酸堿指示劑無毒且不會對植物造成傷害,在酸性環(huán)境呈黃色、堿性環(huán)境呈藍(lán)色。首先在兩個注射器中分別計入等量的清水和葉片,排凈空氣,
然后加入等量BTB,此時液體呈淡藍(lán)色。接下來利用白醋和食用堿在另一個注射器中制備二氧化碳,并通過連通裝置通入之前的注射器,由于二氧化碳的存在,溶液變?yōu)榈S色。密封后做好標(biāo)記,一個放入光照下一個放入黑暗中形成對照。如果二氧化碳被消耗,液體顏色會再次發(fā)生變化。BTB顯色法簡單直觀,能夠讓學(xué)生直觀感受到二氧化碳是否被利用。
四、教學(xué)過程設(shè)計
(一)課前活動
1.自主學(xué)習(xí)(激發(fā)學(xué)生的好奇心)
(1)回顧綠色植物是生物圈的生產(chǎn)者,思考:綠色植物在什么條件下制造什么有機(jī)物呢?
(2)自學(xué)海爾蒙特實驗,思考:他所忽視的內(nèi)容是什么?
(3)自學(xué)普利斯特利實驗,思考:該實驗說明了什么問題?
2.小組合作交流(激發(fā)學(xué)生的求知欲和創(chuàng)造欲)
(1)綠色植物增加的質(zhì)量除了水還有空氣中的什么成分?
(2)植物更新空氣過程中,氣體成分發(fā)生了什么變化?
3.小組活動(教師巡視并及時指導(dǎo))
(1)如何利用生活中簡單物品制備二氧化碳?
(2)四人一小組設(shè)計對照實驗并觀察液體顏色變化。
(二)課堂教學(xué)
1.合作交流
課前活動中所觀察到的實驗現(xiàn)象、準(zhǔn)備過程中存在的問題。教師巡堂進(jìn)一步了解小組活動情況。
2.展示反饋
兩個典型小組展示課前活動結(jié)果,臺下小組提問或幫助分析問題,一起討論實驗結(jié)論或商討解決辦法。教師作為首席學(xué)生參與到討論中,做好引導(dǎo)和點(diǎn)撥。展示的內(nèi)容有:
(1)液體顏色變化。(光照組液體顏色又變?yōu)榈{(lán)色)
(2)用剛熄滅的火柴檢測氧氣。(光照組火柴復(fù)燃,黑暗組不復(fù)燃)
(3)分析對照實驗,討論光照是否為光合作用的條件。
其他未展示的小組也進(jìn)行驗證和討論,教師隨堂指導(dǎo)。
通過交流討論得出:光照組火柴復(fù)燃,說明綠色植物光合作用產(chǎn)生了氧氣;而對比之下黑暗組不復(fù)燃,說明光照是光合作用的條件;同時光照組液體變?yōu)榈{(lán)色,說明二氧化碳被消耗,也就是說明光合作用需要二氧化碳。
3.小組合作
檢驗光合作用是否產(chǎn)生淀粉。光照組和黑暗組分別取一個葉片進(jìn)行酒精隔水加熱脫色,此時全班用到的酒精燈數(shù)量較多,且水沸后存在不安全性,我們用恒溫水浴鍋進(jìn)行集體加熱。
教師做好指導(dǎo),在等待加熱的過程中,讓學(xué)生討論有關(guān)問題,最后學(xué)生展示結(jié)果,得出結(jié)論:綠葉光合作用能夠產(chǎn)生淀粉。
4.整合提升
(1)學(xué)生小結(jié)。(2)小組合作交流:一盆銀邊天竺葵,如何來探究光合作用的場所?進(jìn)一步提高學(xué)生探究能力并加強(qiáng)對實驗細(xì)節(jié)的重視。
五、收獲及幾點(diǎn)思考
1.說明綠色植物在光下能夠釋放氧氣。(重點(diǎn))
2.說明二氧化碳和水是綠色植物進(jìn)行光合作用的原料。(重點(diǎn))
3.能列出綠色植物光合作用基本過程的公式。
二、教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
難點(diǎn):光合作用釋放出氧氣的實驗操作。
重點(diǎn):闡明光合作用需要二氧化碳和水。
三、情感目標(biāo)
1.在實驗過程中培養(yǎng)學(xué)生的動手、動腦能力,提高生物素質(zhì)。
2.培養(yǎng)學(xué)生更加關(guān)愛大自然、關(guān)愛綠色植物。
四、教學(xué)準(zhǔn)備
1.把一盆天竺葵植株提前一晝夜放到黑暗處。
2.準(zhǔn)備分組實驗必需的器材:1000毫升大燒杯、短頸漏斗、試管、培養(yǎng)皿等。
3.金魚藻。
4.化學(xué)試劑氫氧化鉀溶液。
五、教學(xué)過程
1.導(dǎo)入新課
大家還記得普利斯特萊實驗嗎?他的“老鼠―鐘罩―植物實驗”給我們研究光合作用帶來很多啟發(fā)。(大家來看一組圖)如果移走圖中的植物,結(jié)果如何?說明了什么?老鼠死亡,蠟燭熄滅,說明植物會放出氧氣。我們知道氧氣是無色無味,看不見摸不著的,怎么證明植物光合作用產(chǎn)生了氧氣呢?今天我們就來學(xué)習(xí)植物光合作用實質(zhì)的第二課時,本節(jié)課我們將用實驗來證明光合作用產(chǎn)生了氧氣,以及光合作用需要的原料是什么,最后相信同學(xué)們一定能自己總結(jié)出光合作用過程的公式。
(設(shè)計思想:從學(xué)生已有的知識入手,很快讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)目標(biāo)和內(nèi)容,調(diào)動起學(xué)習(xí)興趣。)
2.學(xué)習(xí)新課
活動一:實驗綠葉在光下產(chǎn)生氧氣
首先我們用實驗來證明植物光合作用的另一個產(chǎn)物是氧氣。老師教你點(diǎn)小知識:氧氣不易溶于水,有助燃性,能使帶火星的木條復(fù)燃。
根據(jù)這個特點(diǎn),小明設(shè)計了一個實驗探究金魚藻在光下能否產(chǎn)生氧氣。請將實驗的正確步驟用字母表示出來:
A.把裝置移到光下。
B.把帶火星的木條試管。
C.把金魚藻放在燒杯里,再用漏斗和試管依次反扣。
D.將搜集到一定量的氣體的試管取出。
該實驗的正確順序是什么?請排序。
[演示]老師動手?jǐn)[裝置。
強(qiáng)調(diào)一些操作步驟,比如:如何放置試管和取出試管,學(xué)生分組動手操作。
思考題:
(1)試管里為什么要裝滿水?
(2)放在陽光下,現(xiàn)象是什么?
(3)如何取出試管?
(4)如何驗證是氧氣?
用帶火星的木條驗證,學(xué)生看到火星變火苗,現(xiàn)象明顯。
[講述]小資料分析,地球上的氧氣,按照正常消耗速度,三千年就沒有了,可是為什么氧氣還沒有用完?
(設(shè)計思想:通過自學(xué),觀察演示,再讓學(xué)生自己動手做,使學(xué)生明白操作要領(lǐng),由實驗現(xiàn)象得出結(jié)論,印象深刻。最后通過一個小資料進(jìn)行適當(dāng)情感教育,使學(xué)生明白植物的重要性。)
活動二:實驗綠葉在光下吸收二氧化碳
[提問]綠葉好比一個加工廠,通過光合作用制造出淀粉和氧氣,那么這個工廠的原料是什么呢?
再來看看普利斯特萊實驗給我們的啟發(fā),沒有了蠟燭和老鼠,為什么植物死了?說明光合作用需要二氧化碳。
請自學(xué)書上102頁的實驗裝置和過程,回答3個問題:
(1)A、B兩個燒瓶中分別裝了什么液體?B瓶中液體有什么作用?
(2)為何要設(shè)置兩套裝置?
(3)為何用棉花塞在瓶口?
如何證明A、B兩個葉子進(jìn)行了光合作用?脫色―漂洗―染色后觀察操作實驗,同時請同學(xué)思考幾個問題:
(1)裝置暗處理的目的是什么?
(2)酒精脫色目的是什么?
(3)加碘液染色是為了檢驗什么?
(4)實驗現(xiàn)象是什么?
[小結(jié)]二氧化碳是綠色植物進(jìn)行光合作用制造淀粉的原料。
出示光合作用和二氧化碳濃度關(guān)系曲線圖,總結(jié)二氧化碳被稱為空中肥料,對于增產(chǎn)功不可沒!
活動三:光合作用還需要水
出示實驗過程圖片(暗處理―切斷主葉脈―脫色―染色),看現(xiàn)象,分析結(jié)果
總結(jié):水也是光合作用制造淀粉的原料。
[提問總結(jié)]你能用公式的形式表示光合作用的基本過程嗎?
二氧化碳+水氧氣+有機(jī)物
課堂總結(jié):科學(xué)研究方法很多,有調(diào)查、探究等,但是,動手做實驗是最直觀的,同時我們今天也意識到了實驗操作規(guī)范是多么重要,它是順利呈現(xiàn)實驗結(jié)果的保證,希望大家今天有所收獲!
評價升華:完成課本103~104頁的自我評價和思維拓展。
六、板書設(shè)計
光合作用過程方程式:
二氧化碳+水有機(jī)物(儲存能量)+氧氣
七、教學(xué)反思
新課程提出教學(xué)要面向全體學(xué)生,提高學(xué)生的生物科學(xué)素養(yǎng),倡導(dǎo)探究性學(xué)習(xí),因此設(shè)計之初,一定要體現(xiàn)學(xué)生為主體,能讓學(xué)生動手的一定要分組動手,不能分組的也要積極主動思考實驗的要點(diǎn)和過程,讓學(xué)生真正讀懂書本,理解實驗,促進(jìn)學(xué)生各種能力的培養(yǎng)。我設(shè)計的總體思路是:拋出問題或從已有知識中提出看似簡單的問題,引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生疑問。比如:用學(xué)過的普利斯特萊實驗引出光合作用的產(chǎn)物有氧氣嗎?怎么驗證它的存在?又接著引出光合作用是否需要二氧化碳等一系列問題,讓學(xué)生可以動手做實驗探究,也可以討論已有的實驗,自己總結(jié)出結(jié)論,順利得出光合作用的過程方程式,給學(xué)生充分的展示空間和時間,讓學(xué)生真正成為學(xué)習(xí)的主體。
這節(jié)課的第二個光合作用需要二氧化碳的實驗,難度較大,因為實驗裝置較難設(shè)計,如果不做實驗,只是看動畫或者看圖,直接告訴孩子實驗結(jié)果,學(xué)生理解不深,知識點(diǎn)記憶不牢,所有動畫和視頻就是過眼云煙,自主學(xué)習(xí)就是空話了!于是,備課組老師們積極動腦筋,還是給學(xué)生展現(xiàn)了實驗結(jié)果,教學(xué)效果顯而易見。我最深的體會就是生物教學(xué)中,能讓學(xué)生自主探究的實驗一定要動手做,生物課的真正樂趣就在于此,學(xué)生在做中學(xué),做中思,通過做而得到的知識點(diǎn)比我們給他們灌輸幾遍都有用,記憶也會更深刻!另外,實驗教學(xué)中的規(guī)范操作教師首先自己要過關(guān),不做永遠(yuǎn)不知道操作要領(lǐng)是什么,所以,動手對學(xué)生來說很重要,對老師來說同樣重要!
本節(jié)課上完,學(xué)生對光合作用過程的理解更加透徹深刻,很
關(guān)鍵詞:生物科學(xué)史 新課程 光合作用
科學(xué)史的創(chuàng)始人喬治?薩頓認(rèn)為, 科學(xué)史是自然科學(xué)與人文科學(xué)之間的橋梁, 它能夠幫助學(xué)生獲得自然科學(xué)的整體形象, 從而全面地理解科學(xué)與人文的關(guān)系。高中生物課程不再只限于理論知識的講解,而是更多地引入生物發(fā)展史上的經(jīng)典事例,向?qū)W生系統(tǒng)地介紹生命科學(xué)的起源和發(fā)展。這樣不但能充分激發(fā)學(xué)生的好奇心與求知欲,同時還能培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的世界觀,養(yǎng)成勇于探索、實事求是的科學(xué)態(tài)度。本文僅就如何應(yīng)用光合作用的科學(xué)史進(jìn)行生物教學(xué)展開了討論。
早在公元前3世紀(jì),古希臘亞里士多德就提出土壤是構(gòu)成植物組分的觀點(diǎn)。這一觀點(diǎn)統(tǒng)治西方將近2000年,這也是人們對光合作用最早的認(rèn)識。
1648年,海爾蒙特的盆栽柳樹實驗證明樹木的重量增加來自雨水而非土壤,世界各地生物課本都會提到這一段記載。他所做的柳樹實驗說明光合作用過程中有水的參與,也是生物研究上劃時代的工作,向傳統(tǒng)的認(rèn)識提出了新的挑戰(zhàn),為人們的研究指明了方向。
1771年,普利斯特利通過實驗發(fā)現(xiàn),植物可以更新空氣。但是,他并不知道更新了空氣中的哪種成分,也沒有發(fā)現(xiàn)光在這個過程中所起的關(guān)鍵作用。問題的研究進(jìn)一步深化,問題更加具體化。
1779年,荷蘭科學(xué)家英格豪斯做了500多次植物更新空氣的實驗,并進(jìn)一步證實光照是這一實驗成功的秘訣,即光照是植物放氧的先決條件。
隨著化學(xué)水平的發(fā)展人們發(fā)現(xiàn)了空氣的組成,到了1782年,日內(nèi)瓦教師塞尼比爾發(fā)現(xiàn)在煮沸過的水中放入綠葉時,即使光照充足也不能收集到氧氣;只有在水中通入CO2后,才能看到氣泡的出現(xiàn)。因此,他認(rèn)為,植物在光照下如果產(chǎn)生O2就必須有CO2的存在,O2是來自CO2的;指出CO2是光合作用的原料,氧氣是產(chǎn)物,而且CO2也是產(chǎn)物氧氣的來源。
1804年,法國科學(xué)家德?索敘爾通過定量分析植物所吸收的CO2、釋放的O2及植物體的增加量發(fā)現(xiàn),綠色植物在陽光照射下,用CO2與H2O在植物體內(nèi)合成了有機(jī)物質(zhì),并產(chǎn)生了與CO2大致相等體積的O2。他提出,CO2和H2O是植物體有機(jī)物質(zhì)的來源,即兩者是光合作用的原料。
1864年,德國科學(xué)家薩克斯用天竺葵做實驗材料得出結(jié)論:天竺葵的葉子在光下制造了淀粉,同時也說明光合作用需要光,產(chǎn)物為淀粉。
1880年,美國科學(xué)家恩格爾曼用水綿和好氧型細(xì)菌進(jìn)行實驗說明:氧是葉綠體釋放出來的,葉綠體是綠色植物進(jìn)行光合作用的場所。這就有力地說明了葉綠體是光合作用的場所,氧氣是光合作用的產(chǎn)物。
1937年,英國科學(xué)家希爾將離體的葉綠體加到具有適當(dāng)氫受體的水溶液中,光照后放出氧氣,此反應(yīng)稱為希爾反應(yīng)。氫受體有2,6―二氯酚靛酚、苯醌、NADP+和NAD+等,說明氧氣是在水的光解過程中產(chǎn)生的,為人們研究光合作用產(chǎn)物氧氣的來源提出了新的見解。
1939年,美國科學(xué)家魯賓和卡門利用同位素標(biāo)記法進(jìn)行探究實驗,有力地證明了光合作用釋放的氧氣來自水。
進(jìn)入20世紀(jì)40年代,美國科學(xué)家卡爾文等用小球藻做實驗,采用放射性同位素14C做標(biāo)記,最終探明了CO2中的碳在光合作用中轉(zhuǎn)化成有機(jī)物中碳的途徑。至此,根據(jù)科學(xué)的發(fā)展進(jìn)程可歸納出光合作用的定義和反應(yīng)式:
光合作用是指綠色植物通過葉綠體,利用光能,把二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成儲存能量的有機(jī)物,并且釋放出氧的過程。即: