1、“光合作用的发现”教案1 教材学情分析本节课是苏教版高中生物必修 1 第四章光合作用中的第二节光合作用的第一课时，教材通过介绍 6 位科学家的经典实验，揭开光合作用发现之谜。本课内容与原教材内容变化不大，教师在教这部分内容时，为了节省时间，如果直接用讲授法教学即“教师讲，学生听” ，让学生记忆实验的名称和结论，就很难激发起学生学习的积极性，只能达到知识目标，能力和情感目标就无法达到。要想在教学中贯彻新课程的理念，达成三维目标，就必须精心设计，而本节课又是教材中落实 HPS 教育的好素材。考虑到同类型内容的课在本教材中还有很多，如何探索这一类的教法，是一个值得研究的问题。笔者根据新课程的要求，在
2、教学中尽量创设情境，再现科学家发现光合作用实验的过程，教学过程中注重学生获得知识的过程，而非知识的本身，学生在形象直观的课件和小组合作学习中，体验到科学家实验的艰辛的同时学会实验设计的方法，培养学生敢于质疑的科学精神和态度。2 教学目标的确定21 知识目标（1） 知道光合作用的发现过程，理解光合作用的概念（2）认识科学家实验设计的巧妙之处，了解有关实验设计的基本知识。22 能力目标（1）通过光合作用发现过程的学习，培养学生分析问题、解决问题的能力。（2）能够设计简单的实验，进行简单的实验探究，学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，以及设置对照组和重复实验。（3）在有关实验、资料分析、思考与讨
3、论、探究等的问题讨论中，运用语言表达的能力以及分享信息的能力。23 情感目标（1）通过光合作用发现过程的学习，让学生认识到科学发现的艰幸，培养学生的科学精神和科学态度。（2）通过研究科学家对光合作用原理的探究历程，认同科学是在不断的观察、实验、探索和争论中前进的；认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和勇于实践的科学精神与态度。3 教学重点和难点31 教学重点通过对光合作用发现过程中经典实验的分析、讨论，培养学生严谨的科学态度和分析实验、设计实验的能力。32 教学难点通过对光合作用发现过程中经典实验的分析、讨论，是学生真正领会光合作用发现过程
4、的几个著名实验的设计思想，并运用到设计一些简单的实验中。4 教学过程教学环节 教师活动 学生活动 设计意图提问：关于光合作用的内容在七年级我们已经学过，有谁能够为我们讲一讲什么是光合作用？学生回答 建立与初中知识的联系导入新课生物学是一门以观察和实验为基础的科学，那么科学家是怎样设计实验探索发现光合作用的呢？今天我们学生阅读教材 P62 页教创设问题情境，初就一起来回眸历史，揭开光合作用之谜。出示图片，早在公元前 2 世纪，古希腊的哲学家亚里士多德认为，植物生长发育所需要的物质全部来自土壤，这句话对吗?你能用实验证明吗？引出实验 1材内容学生讨论步了解教材内容激发学生的求知欲望新课（呈现学习材
5、料，学生合作探究）实验 1、1648 年比利时海尔蒙特实验运用多媒体展示海尔蒙特的实验过程和结果，提出问题：（1）海尔蒙特是带着什么问题来设计这个实验的？（2）实验结果土壤减少了，减少的是什么物质？（3）实验能得出什么结论？通过学生讨论，师生共同归纳：实验中土壤减少的是无机盐，实验结论是：植物生长发育所需的养料主要来自水分。进一步提出问题：海尔蒙特的实验中要对木桶中的土壤干燥处理，且木桶上还要加盖，目的是什么？结论完全正确吗？忽略了什么因素的作用？学生分组讨论，代表回答问题学生思考回答激发学生积极思维，主动探索知识总结实验方法，承上启下，引出实验 2新课（呈现学习材料，学生合作探究）实验 2、
6、1771 年，英国普里斯特利实验 运用投影出示普里斯特利实验过程及现象，按 4 人一组讨论：（1）普里斯特利实验想解决什么问题？（2）能得出什么结论？（3）告诉我们什么实验方法？有何设计巧妙之处？（4）后来科学家重复他的实验，发现有时候成功，有时候失败，失败的最可能原因是什么？学生回答后总结：本实验采用了对照的方法控制变量，用蜡烛和小白鼠巧妙地创造条件，使自然环境中无法观察到的空气成分变化显示出来。后来科学家重复实验失败的原因是光照，有光时成功，无光时失败，说明植物更新空气需要光。而普里斯特利实验忽略了光对植物的影响。学生分组讨论后每组派代表回答设置悬念，激发学生的求知欲望承上启下，引出实验
7、3新课（呈现学习材料，学生合作探究）实验 3、1779 年，荷兰英根豪斯实验 讲解实验过程，设问：（1）英根豪斯实验采用什么实验方法，得出什么结论？（2）假如你来做荷兰英根豪斯实验，释放的气体如何收集和检验？能画出装置图吗?总结的基础上出示以下图解，强调学科之间是相互渗透的。讨论回答用排水法收集气体，再用带火星的木条检验，画图注意学科之间的渗透那么植物在有光照的情况下产生了什么有机物呢？新课（呈现学习材料，学生合作探究）实验 4、1864 年德国科学家萨克斯的实验边讲解边讨论：（1）要验证光合作用是否产生淀粉，怎么检验呢？（2）怎样保证淀粉是光合作用产生的呢，如何设置对照实验呢？（3）怎样排除
8、叶片中原有的淀粉和叶片颜色对实验结果的干扰？（4）根据实验结果图解，请用语言描述一下现象（5）该实验能得出什么结论？通过前面的实验已经知道光合作用的原料是 CO2 和H2O，产物是淀粉和氧气，那么植物光合作用产生的氧气中的氧是来自 CO2 还是 H2O 中的氧呢？学生边听讲边思考，边回答教师的问题师生共同体验实验的严谨和巧妙之处新课（呈现学习材料，学生合作探究）实验 5、1940 年美国的鲁宾和卡门实验提问：鲁宾和卡门实验研究的是什么问题？采用的是什么方法？这个实险的目的是为了弄清楚在光合作用中产生的氧到底是来自水还是二氧化碳？还是既来自于水又来自于二氧化碳？介绍同位素标记法的应用，并提问：鲁
9、宾和卡门实验中如果要用同位素标记, 应标记哪一种元素？如何设计这个实验才能说明问题呢？实验：（1）用 18O 分别标记 H2O 和 CO2。（2）、向绿色植物提供 H218O 和 CO2、向绿色植物提供 H2O 和 C18O2通过这个实验,可以证明光合作用释放出来的氧气全部来自于水。学生回答同位素标记法引导学生讨论，与学生共同完成实验设计介绍同位素标记法的应用学生学会用对照的方法设计实验实验 6、1948 年美国的卡尔文实验阅读材料，分析卡尔文采用的实验方法是什么？（用 14C 标记的 CO2追踪光合作用过程中 C 元素的行踪）看书回答问题课堂小结通过以上 6 位科学家设计的实验为我们揭开了光
10、合作用的奥秘，那么我们一起来看这 6 个实验分别建构了光合作用的什么知识呢？请完成下列表格在的内容：经典实验 对光合作用知识的建构1648 年海尔蒙特实验1771 年普利斯特莱实验1779 年扬英根豪斯实验1864 年萨克斯实验1940 年鲁宾和卡门实验1948 年梅尔文卡尔文实验学生看书填写表格，完成对光合作用知识的建构知识小结，完成本节课的知识建构总结光合作用的定义：是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物，并且释放出氧气的过程。可以用下列式子概括：CO2 + H2O 有机物 + O 2光能叶绿体课堂小结通过回顾科学家的实验，建构光合作用的知识是一个方面，但
11、是更重要的是体验和学习科学家设计实验的思想和方法。提问：科学家的实验设计思想及方法，对你有什么启发？总结（1）设置对照实验（如萨克斯的曝光和遮光实验、扬英根豪斯将枝条放在光下和放在暗处）（2）控制单一变量（鲁宾和卡门分别标记水和二氧化碳中的氧）（3）显性化的实验现象（普利斯特莱实验利用蜡烛创造条件，使无法观察到的空气成分变化表现出来）提问；科学家研究问题的方法是什么？ 总结：提出问题，作出假设 制定计划，实施实验实验结论和应用学生讨论回答科学家的实验设计思想小结体验成功多媒体展示课堂练习，训练设计实验的能力 学生课堂练习三维目标的检测布置作业完成对 6 个经典实验的归纳总结 课后完成 教学目标
12、的巩固5 教学反思51 以学生为主体，圆满完成各项教学目标。本节课在介绍每个科学家通过实验得出结论的过程中，引导学生发现问题，解决问题，并帮助学生思考问题，从而让学生认识到光合作用的发现从不完善到完善，从模糊到清晰。学生通过小组合作探究学习，不仅建构了光合作用的相关知识，而且在讨论中充分体验了科学家设计实验的方法和思想，并能够对其中的实验进行完善设计尝试，学生参与度高，学习兴趣浓，很好的完成了三维目标。52 倡导探究性学习。生物课程标准指出生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。探究性学习是贯穿于依照课程标准编制的教材的全部文字和设置的各个栏目之
13、中的，因此教学过程的组织和实施，应该落实好探究活动。组织学生开展探究活动，不要只关注结论的正确与否，甚至急于求得结论。因为提供给学生进行探究性学习的题目，其结论在科学上已有定论。之所以还要学生去探究、去发现，是想让他们去体验和领悟科学的思想观念、科学家研究自然界所用的方法，同时获取知识。本节课从一开始就通过提出问题产生了悬念，一步一步引导学生解决了一个问题又引出一个新问题，环环相扣，层层深入，循循善诱，帮学生将复杂的实验简单化，是他们在探究中学到知识，培养能力，在快乐的活动中轻松的解决问题。53 在教学中要渗透 HPS 教育HPS 是科学史、科学哲学和科学社会学 History Philoso
14、phy and Sociology of Science 的缩写词。把科学史科学哲学和科学社会学的有关内容纳入科学课程中以提高科学教育的质量，是近年来国际科学教育界高度重视的一个课程理论课题。科学课程中有了 HPS 的内容，可以使学生更好地把握科学本质，使学生懂得科学究竟是什么，科学知识是怎样产生的，科学在社会发展和进步中的作用，科学和科学方法的优点与局限性等等。只有对当代科学有了这样全面的辩证的认识，才能区分科学与非科学和伪科学，才能驱散唯科学主义的迷雾，正确认识科学技术对社会发展的推动作用。本节课通过对科学家 6 个经典实验进行有机整合，变成具体的情境材料，使学生接触问题情境;帮助学生认识情境材料中包含的问题;引导学生思考提出的问题和做出假设;启发学生讨论和设计实验; 形成结论.，同时体验到科学家实验的艰辛，学会实验设计的方法，培养了学生敢于质疑的科学精神和态度。54 要充分整合不同版本教材中的课程资源。目前教材呈现一标多本的现状，在教学中要博采众长，为我所用。关于光合作用的内容，初中教材、原来高中人教版教材、现在新人教版教材、新苏教版教材等，而每一版本的教材都有其长处，我在教学准备过程中整合了各个版本教材的优点，尽量将每一个实验的图解直观化，围绕“提出问题、设计实验、得出结论”的思路设计制作教学课件，提高了教学的效率。
