资料简介
《光合作用的过程》课例分析
1 教材分析
本节课内容是苏教版高中生物教材必修一《分子与细胞》第四章第二节第一部分内容。该部分在高中生物教材中的重要性与难度都是很高的,由于涉及到植物生理和部分生化方面的知识,而且较为微观,学生理解起来比较困难;加上“光合作用的过程”为高中生物学的核心概念,整节课的知识性较强,学生要从化学反应的角度去审视植物生命现象的实质,也为学习光合作用原理的应用奠定了基础。
2 教学目标
2.1知识目标:
①阐明光合作用的光反应、暗反应过程,比较二者的区别和联系
②小组合作完成光合作用的过程简图
③总结出光合作用的总反应式,概述光合作用的概念
2.2能力目标:①学会阅读资料并从中提取、分析、处理相关信息
②学会通过表格进行归纳总结
2.3情感目标:①通过对叶绿体和光合作用关系的学习,形成结构与功能相统一的观点
②通过科学家探究光合作用资料的分析,培养探究意识和科学态度,体会科学实验的严谨。
3 教学重点 光合作用的光反应、暗反应过程
4 教学难点 如何比较光反应和暗反应,构建光合作用的过程简图
5 教学过程
5.1 导入
让学生朗诵一首小诗,回顾光合作用的探究历程,引出新课。
“流传千年的真理,在不经意间蜕变,一个简单的实验,开启了光合作用发现史的新纪元。亚里士多德的哲言,由定论转为铺垫,一个个学者,因为踏上了巨人的肩,他们的视野才更高更远。
氧气如何产生?怎样更新二氧化碳?……光合作用的无数谜题,逐一揭示出答案。每一个新的发现,都足以让生物学界震撼。更多的奇迹,无穷的奥秘,等待我们去探索,等待我们去发现……”
设计意图:设疑激趣,激发学生的学习兴趣。小诗全面反映了光合作用的探究历程,学生通过朗读小诗,明确光合作用的原料、产物、场所、动力等。
5.2 活动一、回顾相关背景知识
观看视频,观察叶绿体的结构,然后小组完成有关背景知识的回顾。
设计意图:温故而知新,引导学生回顾相关背景知识,包括叶绿体的分布、结构、酶、色素的分布和功能等,完成表格中的内容(详见学案)。
5.3 活动二、探究光合作用的过程
任务1:小组阅读材料1,讨论并推导出相关的结论:在光照条件下,叶绿体产生了[H]和氧气。
材料1:1937年,希尔(Hill)设计了一组对照实验。实验中用到了氧化剂2,6-D,这是一种蓝色染料,遇到[H]会被还原成无色。
A组:光照+叶绿体+ 2,6-D,结果溶液颜色从蓝色到无色。并且释放出气泡,该气体能使带火星的木条复燃的。
B组:无光照+叶绿体+ 2,6-D,结果溶液颜色仍为蓝色,也没有气泡产生。
小组阅读材料2,讨论并推导出相关的结论:在光照条件下,叶绿体可以合成ATP。
材料2:1954年,美国科学家设计了一组对照试验:
A组:光照+叶绿体提取液+ADP+Pi,结果叶绿体中可以生成ATP
B组:无光+叶绿体提取液+ADP+Pi ,结果叶绿体中没有生成ATP
小组阅读材料3,讨论并推导出相关的结论:氧气是在类囊体上产生的。
材料3:科学家从植物叶片中分离出叶绿体,然后破坏叶绿体膜,离心得到类囊体(绿色)和基质(淡黄色)两部分。分别向两部分提供水,并给予光照,结果:类囊体部分产生氧气,而基质部分没有氧气产生。
设计意图:采用任务驱动的教学策略,通过三段实验资料的分析,阐明光反应的过程,培养学生分析实验、提取信息、得出科学结论的能力,同时也知道控制单一变量、对照等实验设计的原则。
小结1:在有 光照 (条件)下,在 类囊体 (场所)上,可分解 水 ,产生[H]并释放氧气 ,同时ADP和 Pi 合成了 ATP 。
设计意图:通过小结,总结出光反应过程的实质,从而加深对光合作用光反应阶段的理解。
设疑:若向材料3中的两部分提供二氧化碳,结果又会如何?
若给予必要的反应条件,基质部分产生了糖类等有机物,而类囊体部分没有。
任务2.阅读材料4~6,推出相关结论
材料4:卡尔文( Calvin)领导的研究小组给小球藻提供14CO2(同位素标记),光照不同时间后杀死细胞,观察14C在叶绿体基质的哪种化合物中,以确定CO2参与反应的最初产物。照光60秒:14C分布于许多化合物中,有C3、C4,C5,C6,C7化合物。照光7秒:几乎所有的14C集中在一种C3化合物上。
材料5:后来卡尔文的研究小组经过实验发现,叶绿体基质中的一种C5化合物与CO2反应生成C3化合物。在光合作用中, C5化合物是源源不断的产生的。
材料6:1954年,美国科学家阿尔农在做离体叶绿体实验时,发现即使在黑暗条件下,只要供给ATP和[H],叶绿体也能将CO2转化成糖类。
实验结论:由材料4、5可以得出: CO2 与 C5 反应生成 C3 。
由材料6得出:CO2固定产生的C3化合物在还原过程中,需要消耗 [H] 和 ATP
生成的产物是(CH2O) 和 C5 。
设计意图:采用任务驱动的教学策略,再通过三段实验资料的分析,培养学生分析实验、提取信息、得出科学结论的能力,说明暗反应的过程。
小结2:在叶绿体的 基质 (场所)中,利用光反应产生的[H] 和 ATP ,将 CO2 固定并最终还原成糖类等有机物。
设计意图:通过小结,总结出暗反应过程的实质,从而加深对光合作用暗反应阶段的理解。
5.4 活动三、构建光合作用的过程图解
结合教材P75图4-12和教材内容,各小组利用模型完成光合作用的过程图解,并展示评价交流。
设计意图:通过小组合作完成光合作用的图解,教师指导学生进行评价,并订正展示,尽量调动学生的积极性和主动性。教师尽可能让位于学生交流、学生评价,但一定给予必要的指导,让学生形成正确的结论。
5.5 活动四、列表比较光反应和暗反应的区别和联系
设计意图:通过列表对比,深化对光合作用的光反应和暗反应两个阶段的理解。
5.6 活动五、概括光合作用的概念
光合作用是指绿色植物通过 叶绿体 吸收 光能 ,将 CO2 和 H2O 合成为 有机物 并释放出 氧气 ,同时也将 光能 转化为 化学能 储存在糖类和其他有机物中的过程。
设计意图:光合作用的概念是对光合作用过程的总结,也是对本节课教学的总结。由于整节课教学中循序渐进,启发了学生的思维,学生非常顺利地构建了光合作用的概念。
5.7 活动六、总结光合作用的总反应式
设计意图:光合作用的总反应式体现了光合作用的原料、产物、场所、条件等概念,学生争相板书,并正确书写,达到了预期的教学目标。教师还借机拓展分析在光合作用过程中,反应物中各个元素的去路。
5.8 布置【课后作业】完成学案相关练习。
设计意图:反馈训练,用于巩固所学的知识。由于本节课学生活动较多,用时较长,故将该环节放在课后,把答案交给班长,由班长负责给学生校对。
6 板书设计
7 教学反思
7.1利用活动单引导学生自主学习 本节课采用活动单教学,将本节内容分成六个活动进行,学生通过一个个的活动,在活动中循序渐进地构建了光合作用的过程。
7.2组内合作,组间竞争 本节课以合作学习为主要教学组织形式,以“学进去”、“讲出来”为学生学习方式的导向和学习目标达成的基本要求,以小组积分作为课堂评价的基本形式,更好地促进了学生积极思维、大胆发言、并充分地展示自己。由于学生和教师比较陌生,一开始学生非常拘谨,随着教学进程的推进,学生慢慢增强了主动参与的意识,出现了竞相抢答和展示的局面,极大地调动了学生学习的积极性。
7.3 呈现丰富的实验资料提高学生的生物科学素养 科学家在对光合作用过程的研究中积累了大量的实验资料,可以说光合作用每一个知识点的产生过程就是一个探究的过程,体现了科学家的科学态度、科学精神。本节课呈现了丰富的实验资料作为学生学习的材料,让学生在分析材料的基础上,得出科学结论。这样,学生不是简单接受了相关知识点,而是在科学思维的过程中,构建出光合作用的原料、产物、条件、场所等,潜移默化中提高了科学素养。
7.4 采用直观教具展示光合作用过程图 在教学过程中采用了制作精美的磁性教具,逐步展示了光合作用过程中光反应和暗反应的原料、产物、能量变化等,有利于帮助学生构建光合作用的过程图解;此外,各小组还有一份打印的纸质的教具,通过小组成员的合作、粘贴,不断修正光合作用的过程图。
总之,本课作为送课下县活动中的观摩课,丰县粱寨中学的学生素质虽然较的学生稍差,但通过课堂教学的师生磨合,学生能渐入佳境,课堂气氛活跃,学生情绪高涨,在学习过程中学会学习,学会合作与竞争,乐于展示和交流。同时也养成严谨的科学态度,将探究知识、科学研究方法和培养能力有机地融为一体。
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