1、光合作用的探究歷程 賀 麗 勤 銀 川 六 中一、教學(xué)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想探究性學(xué)習(xí)作為一種學(xué)習(xí)方式，不同于科學(xué)家的探究活動(dòng)，它必須滿足學(xué)生在短時(shí)間學(xué)到科學(xué)基本知識(shí)和體驗(yàn)科學(xué)研究方法的需要。在場(chǎng)地、條件、環(huán)境、時(shí)間等因素的制約下，如何將本來(lái)不可能實(shí)施的探究方案，換一種方式，讓學(xué)生體驗(yàn)到探究的樂(lè)趣，是組織探究性教學(xué)面臨的主要難題之一。借助于資料分析的探究性教學(xué)是解決問(wèn)題的途徑之一。二、教學(xué)內(nèi)容分析1.教材分析“光合作用的發(fā)現(xiàn)”是人教版高中生物第五章第四節(jié)第二課時(shí)的內(nèi)容。教材介紹的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)還蘊(yùn)含著科學(xué)探究的一般方法，是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的好素材。因此，對(duì)本節(jié)教材的再加工和深度開(kāi)發(fā)，可以為高三實(shí)驗(yàn)

2、設(shè)計(jì)的教學(xué)奠定基礎(chǔ)，體現(xiàn)了新課程標(biāo)準(zhǔn)精神，突出了生物學(xué)科重視科學(xué)探究能力培養(yǎng)的學(xué)科特點(diǎn)。2.重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：探究光合作用原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所、條件的方法；了解科學(xué)探究的一般過(guò)程。 教學(xué)難點(diǎn)是：光合作用發(fā)現(xiàn)過(guò)程中恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的原理和方法,運(yùn)用原理設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn).三、學(xué)情分析在初中階段，學(xué)生對(duì)光合作用有了一些很膚淺的了解，通過(guò)上節(jié)課的學(xué)習(xí)學(xué)生已經(jīng)知道，光合作用發(fā)生的場(chǎng)所。學(xué)生一定很渴望更深入的了解光合作用的知識(shí)。教學(xué)中可以利用學(xué)生的知識(shí)基礎(chǔ)并遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，通過(guò)適當(dāng)?shù)亟虒W(xué)策略，以了解光合作用原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所、條件為本節(jié)課的主線，使學(xué)生有效的學(xué)習(xí)和研究探究實(shí)驗(yàn)的一般方法。四、教學(xué)目標(biāo)（1） 知識(shí)與

3、技能： 通過(guò)研究經(jīng)典實(shí)驗(yàn)，從而認(rèn)識(shí)人類探索光合作用的歷程；了解經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的方法及結(jié)論；能說(shuō)出光合作用的原料、產(chǎn)物、場(chǎng)所、條件等。（2） 過(guò)程與方法： 體驗(yàn)前人設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的技能和思維方式；經(jīng)歷科學(xué)探究的一般過(guò)程；初步學(xué)會(huì)合作交流、控制實(shí)驗(yàn)條件、設(shè)置對(duì)照等方法。（3） 情感態(tài)度與價(jià)值觀 ：感受科學(xué)家實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和堅(jiān)韌不拔的意志品質(zhì)。激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣，培養(yǎng)學(xué)生敢于大膽質(zhì)疑，不斷探索的科學(xué)精神。五、教學(xué)方法課堂教學(xué)應(yīng)該盡可能讓學(xué)生多動(dòng)腦想、動(dòng)手做、動(dòng)眼看、動(dòng)嘴說(shuō)，讓學(xué)生親自去體驗(yàn)知識(shí)的形成過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生自主探究、主動(dòng)參與課堂問(wèn)題解決的習(xí)慣。所以本節(jié)課采用了“過(guò)程式教學(xué)”模式，在教學(xué)過(guò)程中充分體現(xiàn)教

4、師的主導(dǎo)作用和學(xué)生的主體地位，通過(guò)設(shè)疑質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生觀察、分析并得出結(jié)論，使學(xué)生在積極參與的基礎(chǔ)上強(qiáng)化科學(xué)思維，提高科學(xué)探究能力。六、教學(xué)媒體多媒體課件光合作用的探究歷程在生命科學(xué)史上有一定的代表性。它歷經(jīng)200多年、集眾多科學(xué)家的心血和智慧，通過(guò)一系列的實(shí)驗(yàn)從一定程度上反映了科學(xué)實(shí)驗(yàn)探索的一般方法，對(duì)于學(xué)生創(chuàng)新和實(shí)踐能力的培養(yǎng)大有裨益。重復(fù)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程是困難的，但在教學(xué)活動(dòng)中可以充分利用現(xiàn)代教學(xué)媒體的優(yōu)勢(shì)，再現(xiàn)科學(xué)家們的探索過(guò)程，借此過(guò)程使學(xué)生對(duì)本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)、知識(shí)主題獲得更深一層次的認(rèn)識(shí)，從而促進(jìn)學(xué)生形成創(chuàng)新能力，強(qiáng)化科學(xué)素質(zhì)。七、教學(xué)過(guò)程學(xué)習(xí)活動(dòng)教學(xué)說(shuō)明(課堂時(shí)間安排)創(chuàng)設(shè)情境導(dǎo)入新課

5、：引言：出示袁隆平和雜交水稻圖片，袁老先生曾獲得美國(guó)科學(xué)院外籍院士的獎(jiǎng)項(xiàng)，由此可見(jiàn)雜交水稻對(duì)人類的貢獻(xiàn)，也回答了外國(guó)人的一個(gè)疑問(wèn)，貧窮落后的十三億中國(guó)人誰(shuí)來(lái)養(yǎng)活？觀察普通水稻和雜交水稻回答：二者的區(qū)別有哪些？從現(xiàn)象上看，雜交水稻莖桿粗壯高大，果實(shí)大子粒多產(chǎn)量高。從實(shí)質(zhì)上看它吸收了更多的光能，合成了更多的有機(jī)物，儲(chǔ)存了更多的化學(xué)能。而這個(gè)過(guò)程就是光合作用，光合作用怎樣進(jìn)行？二、光合作用的原理和應(yīng)用回顧初中階段學(xué)過(guò)的光合作用總反應(yīng)式co2 h2o c6h12o6 o2對(duì)光合作用過(guò)程的研究現(xiàn)在已深入到了分子水平，然而在200多年以前，人們對(duì)光合作用過(guò)程還一無(wú)所知，短短200年科學(xué)家對(duì)光合作用的探究取

6、得了豐碩的成果，在這個(gè)探究歷程中，科學(xué)家的探究方法和探究精神很值得我們學(xué)習(xí)。（一）光合作用的探究歷程1出示圖片顯示亞里士多德對(duì)植物生長(zhǎng)的認(rèn)識(shí)。2出示圖片顯示海爾蒙特實(shí)驗(yàn)的結(jié)論：植物增重的來(lái)源是水。3展示普利斯特利的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，讓學(xué)生看到就是這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)，敲開(kāi)了探究光合作用的大門。從此以后對(duì)光合作用的研究逐步深入讓學(xué)生閱讀教材p101p102的內(nèi)容，發(fā)放表格，總結(jié)比較前人探究光合作用實(shí)驗(yàn)。（下面給出樣例）1.英國(guó)科學(xué)家普利斯特利（j.priestley）的實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)時(shí)間1771年實(shí)驗(yàn)方法把點(diǎn)燃的蠟燭與綠色植物一起放在一個(gè)密閉的玻璃罩內(nèi)將小鼠與綠色植物一起放在一個(gè)密閉的玻璃罩內(nèi)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象蠟燭不容

7、易熄滅小鼠不容易因窒息而死亡實(shí)驗(yàn)說(shuō)明的問(wèn)題植物可以更新空氣未解決的問(wèn)題不知道植物更新了空氣中的哪種成分。沒(méi)有發(fā)現(xiàn)光在這個(gè)過(guò)程中所起的關(guān)鍵作用。 教師提示最初的探究在現(xiàn)在看起來(lái)是低層次的，但是人類對(duì)科學(xué)的探索正是從看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題入手。2.荷蘭科學(xué)家英格豪斯（j.ingen-housz）的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)間1779年實(shí)驗(yàn)內(nèi)容做了500多次植物更新空氣的實(shí)驗(yàn)。新發(fā)現(xiàn)普利斯特利的實(shí)驗(yàn)只有在陽(yáng)光照射下才能成功。植物體只有綠葉才能更新污濁的空氣。未解決的問(wèn)題依然沒(méi)弄清植物吸收和釋放的究竟是什么氣體。光能哪里去了？起什么作用？后續(xù)補(bǔ)充直到1785年，由于發(fā)現(xiàn)了空氣的組成，人們才明確綠葉在光下放出的氣體是氧氣，吸收

8、的是二氧化碳教師提示你認(rèn)為應(yīng)該如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，才能有這兩個(gè)發(fā)現(xiàn)？從我國(guó)科學(xué)家的成就入手，達(dá)到一種情感價(jià)值觀的教育，激勵(lì)每個(gè)學(xué)生奮發(fā)向上，讓每個(gè)學(xué)生都有刻苦學(xué)習(xí)的愿望回顧初中學(xué)習(xí)過(guò)的內(nèi)容，在原基礎(chǔ)上進(jìn)行加深和提升分析結(jié)論錯(cuò)誤的原因。哪位 科學(xué)家進(jìn)行了更正？普利斯特利科學(xué)探究往往從身邊最簡(jiǎn)單的事物開(kāi)始。按小組進(jìn)行閱讀討論后填寫表格（全部?jī)?nèi)容）。教師巡視，參與某些小組的活動(dòng)。學(xué)生填寫表格，總結(jié)比較后，每個(gè)實(shí)驗(yàn)的有關(guān)問(wèn)題選某個(gè)小組的代表匯報(bào)，用第一人稱講述 ，讓學(xué)生體驗(yàn)前人的探索歷程和方法。第一組: 普利斯特利 陳述本實(shí)驗(yàn)結(jié)論并指出不足之處.。第二組:英格豪斯在前人的基礎(chǔ)上又有哪些新的發(fā)現(xiàn) ?又提出了什

9、么問(wèn)題? 學(xué)習(xí)活動(dòng)教學(xué)說(shuō)明3. 德國(guó)科學(xué)家梅耶（r.mayer）的推論時(shí)間1845年內(nèi)容植物在進(jìn)行光合作用時(shí)，把光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存起來(lái)科學(xué)依據(jù)能量轉(zhuǎn)換和守恒定律存在的問(wèn)題光能轉(zhuǎn)換成化學(xué)能儲(chǔ)存于什么物質(zhì)中？教師提示體會(huì)科學(xué)家的思維。4.德國(guó)植物學(xué)家薩克斯（j.von sachs）的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)間1864年實(shí)驗(yàn)方法將綠色植株放在暗處幾個(gè)小時(shí)，目的是消耗掉葉片中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。選定葉片，對(duì)葉片的一半進(jìn)行遮光處理，另一半曝光。光照一段時(shí)間。用碘蒸氣處理該葉片實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象曝光的一半呈深藍(lán)色，遮光的一半沒(méi)有顏色變化實(shí)驗(yàn)結(jié)論證明光合作用的產(chǎn)物除氧氣外還有淀粉教師提示學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法光合作用的原料和產(chǎn)物已經(jīng)清楚了，

10、光合作用的場(chǎng)所究竟在什么地方呢？給出材料：早在100多年前美國(guó)科學(xué)家恩格爾曼就以水綿和好氧細(xì)菌為實(shí)驗(yàn)材料，很好地解答了這個(gè)問(wèn)題！ 細(xì)胞內(nèi)哪一部位進(jìn)行光合作用？可檢測(cè)的指標(biāo)是有氧氣放出，怎樣檢測(cè)？先假設(shè)光合作用的場(chǎng)所在葉綠體上，但是細(xì)胞質(zhì)是流動(dòng)的，葉綠體很可能也隨著流動(dòng)，就不好檢測(cè)了，怎么辦呢？用水綿這種植物 水綿是常見(jiàn)的淡水藻類 每條水綿由許多個(gè)結(jié)構(gòu)相同的長(zhǎng)筒狀細(xì)胞連接而成。 水綿很明顯的特點(diǎn)是：葉綠體呈帶狀，螺旋排列在細(xì)胞里。 把水綿和好氧細(xì)菌這兩種材料提供給學(xué)生，讓學(xué)生先設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)而與恩格爾曼實(shí)驗(yàn)進(jìn)行對(duì)比，開(kāi)啟學(xué)生思維，并加深印象光束對(duì)照明暗對(duì)照恩格爾曼實(shí)驗(yàn)的巧妙之處在于：選材好，一箭三

11、雕至此，光合作用總反應(yīng)式已經(jīng)比較完整，但科學(xué)家探究的腳步依然沒(méi)有停止，一步一步地向光合作用的過(guò)程邁進(jìn)。繼續(xù)提出問(wèn)題：光合作用放出的氧氣來(lái)自h2o還是co2？5.美國(guó)科學(xué)家魯賓（s.ruben）和卡門（m.kamen）的實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)時(shí)間1939年實(shí)驗(yàn)方法利用同位素標(biāo)記法進(jìn)行探究。用18o分別標(biāo)記h2o和co2，使它們分別成為h218o和c18o2，分兩組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：第一組實(shí)驗(yàn)的原料第二組實(shí)驗(yàn)的原料h2o和c18o2h218o和co2其他實(shí)驗(yàn)條件都相同。實(shí)驗(yàn)結(jié)果光合作用釋放的氧氣全部是o2。光合作用釋放的氧氣全部是18o2。實(shí)驗(yàn)結(jié)論光合作用釋放的氧氣來(lái)自水教師提示初步建立科學(xué)探究的能力?？茖W(xué)探究永無(wú)止境

12、，通過(guò)以上經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)，我們有哪些收獲和感受？第三組:梅耶他的推論及依據(jù)是什么?繼續(xù)提出了什么問(wèn)題?第四組:薩克斯薩克斯實(shí)驗(yàn)的方法,現(xiàn)象,結(jié)論是什么?如果檢測(cè)時(shí)沒(méi)有顏色變化，說(shuō)明什么問(wèn)題？下一步該怎么辦？學(xué)生能聯(lián)想到使用好氧細(xì)菌檢測(cè)，好氧細(xì)菌聚集的部位應(yīng)該是進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所。這是一組實(shí)驗(yàn)，卻是一個(gè)對(duì)照實(shí)驗(yàn)，學(xué)生又新學(xué)到了一種對(duì)照實(shí)驗(yàn)前后對(duì)照。結(jié)論：氧氣是由葉綠體釋放出來(lái)的，葉綠體是光合作用的場(chǎng)所。 回顧以上四個(gè)實(shí)驗(yàn)，與學(xué)生一起寫出光合作用總反應(yīng)式并得出光合作用的概念簡(jiǎn)要介紹同位素標(biāo)記法。展示動(dòng)畫課件，加深印象。利用科學(xué)探究的一般過(guò)程統(tǒng)領(lǐng)本節(jié)課的教學(xué)，將教材介紹的經(jīng)典實(shí)驗(yàn)置于這個(gè)科學(xué)探究過(guò)程

13、的共同模式中，使學(xué)生通過(guò)對(duì)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)和分析，初步建立科學(xué)探究的能力。（1）不迷信權(quán)威，敢于質(zhì)疑。（2）要有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度和縝密的科學(xué)思路（3）結(jié)論的得出要通過(guò)實(shí)驗(yàn)而不能只憑經(jīng)驗(yàn)（4）科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步與科學(xué)探究相伴而行 八梳理歸納，簡(jiǎn)要小結(jié)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們總結(jié)出了科學(xué)家進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究的一般方法和過(guò)程：提出問(wèn)題作出假設(shè)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析得出結(jié)論再提出問(wèn)題結(jié)合教材中的四個(gè)經(jīng)典實(shí)驗(yàn)我們探究得知：綠色植物進(jìn)行光合作用的場(chǎng)所是葉綠體；條件是光能；產(chǎn)物有淀粉和氧氣；而且知道氧氣中的氧全部來(lái)自于反應(yīng)物水九反饋練習(xí)，作業(yè)延伸課堂練習(xí)、如圖某植物經(jīng)過(guò)暗處理后，其上的葉片再由光照射一段時(shí)間，然后脫色并用碘處理，結(jié)

14、果有錫箔覆蓋的位置不變藍(lán)，而不被錫箔覆蓋的部位呈藍(lán)色該實(shí)驗(yàn)證明（）光合作用需要二氧化碳 光合作用需要光 光合作用需要葉綠體光合作用放出氧 光合作用合成淀粉課堂練習(xí)如圖甲是綠色植物在有光照條件下進(jìn)行光合作用釋放氧氣的裝置圖；乙、丙和丁是另外三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置圖則驗(yàn)證綠色植物是否在有光照條件下釋放出氧氣的對(duì)照實(shí)驗(yàn)裝置圖和驗(yàn)證在有光照條件下是否由綠色植物釋放出氧氣的對(duì)照裝置圖依次是（）、乙和丁、乙和丙 、丙和乙、丙和丁3書面作業(yè):請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究光合作用的過(guò)程中需要co2十、教學(xué)評(píng)價(jià)本節(jié)課內(nèi)容的教學(xué)效果可以從課堂回答、反饋練習(xí)、鞏固練習(xí)和課后作業(yè)四個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)。課堂回答通過(guò)不斷設(shè)置問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生分析和解決

15、問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生獲取知識(shí)的能力；反饋練習(xí)是一般的知識(shí)性練習(xí)題，目的是檢驗(yàn)學(xué)生當(dāng)堂課對(duì)知識(shí)的掌握情況，根據(jù)學(xué)生的回答情況及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)程；鞏固練習(xí)是能力性練習(xí)題，通過(guò)學(xué)習(xí)本節(jié)課內(nèi)容，使學(xué)生具備了一定的科學(xué)素質(zhì)，對(duì)科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的科學(xué)方法和邏輯思維有了一定的認(rèn)識(shí)，在此基礎(chǔ)上，理論聯(lián)系實(shí)際，注重知識(shí)的深化和應(yīng)用；課后練習(xí)是綜合性練習(xí)題，從思維能力、知識(shí)運(yùn)用能力和解決實(shí)際問(wèn)題能力等方面對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合檢測(cè)。十一、課后反思本堂課依據(jù)過(guò)程式課堂教學(xué)設(shè)計(jì)模式，在教學(xué)活動(dòng)中，教師不是直接把知識(shí)教給學(xué)生，而是著眼于知識(shí)獲取的過(guò)程、學(xué)習(xí)方法和能力的培養(yǎng)，使學(xué)生自己觀察、思考、分析和總結(jié)，親身經(jīng)歷知識(shí)的獲取過(guò)程，從中學(xué)到知識(shí)和方法，發(fā)展多種能力。例如，在“普里斯特利的實(shí)驗(yàn)植物對(duì)空氣的影響”這一部分內(nèi)容中，包含了科學(xué)精神、科學(xué)方