1、高中生物人教课标版必修1细胞的能量供应和利用教学设计光合作用的过程和原理应用 内容简介：本教学设计以建构主义为理论依据、以高中生物课程标准为设计理念，对光合作用的过程和原理进行了一课时的设计。本教学设计在对教材和学生进行充分分析的基础上，从创设情景激趣导入、精心设计探求新知、深入思考知识升华、拓展探究严谨态度四个环节突破了本节内容的教学重、难点，达成教学目标。关键词：光合作用、光反应、暗反应一、教材分析：光合作用的过程和原理应用是高中生物人教版教材必修1分子与细胞第五章“细胞的能量供应和利用”，第4节能量之源-光与光合作用第3课时内容。本节课是在学习了细胞的分子组成、细胞的基本结构、酶、ATP
2、、细胞呼吸和叶绿体色素、光合作用的发现历程的基础上进行教学的。生态系统的功能主要是能量流动和物质循环。能量流动和物质循环都离不开生产者的光合作用。它是生物界最基本的代谢过程。学习光合作用能够帮助学生更深刻的理解酶和ATP在新陈代谢中的作用、叶绿体的功能、呼吸作用中有机物的能量来源等。进而为生态系统的结构和功能的学习奠定基础，便于学生理解光合作用是生物界最基本的代谢过程。有利于学生树立结构和功能相统一、局部与整体相统一的辩证唯物主义观点和理论联系实际的思维。二、学情分析：高中生有较强的求知欲望，思维活跃，具有一定的自学能力。通过初中阶段的学习，学生已经初步形成光合作用的概念，高中生物学课本则为学
3、生提供了光合作用的研究史料，色素提取和分离实验。但本节内容特别是光合作用的过程比较抽象、复杂，离学生的生活实际较远，给学生的理解带来一定难度。所以，本节课将采用讲述、启发和探究、演示实验等多种教学方式相结合进行教学。三、教学目标：1知识目标：1）说明光合作用的过程，比较光反应和暗反应的区别、联系2）研究影响光合作用的环境因素3）说出光合作用原理的应用2情感态度与价值观：1）通过对光合作用光反应和暗反应阶段的对比学习，培养学生局部与整体、结构与功能相统一的观点，树立科学的辨证观点。2）光合作用与当今世界面临粮食短缺问题密切相关，通过本节课的学习培养学生关注社会，提高自己的社会责任感。3能力目标：
4、1）学会确认和控制变量。2）运用已有的材料进行合理的实验设计和操作。四、教学重、难点：1教学重点：1）光合作用的光反应、暗反应过程及其相互关系2）影响光合作用强度的环境因素2教学难点：1）光合作用的光反应、暗反应过程2）探究影响光合作用强度的环境因素五、教学方法：讲述、启发和探究、演示实验等多种教学方式相结合。六.学法指导：1指导学生主动参与探究过程，培养学生获取新知识的能力；2指导学生掌握设计实验中自变量、无关变量的确定和控制方法；3. 指导学生在实验中观察、分析现象。七、设计理念和理论依据设计理念：以高中生物课程标准的“提高科学素养；面向全体学生；倡导研究性学习；注重与现实生活的联系”的课
5、程理念为指导方针，以有助于学生较深入地理解生命活动中物质的变化、能量的转换；领悟观察、实验、比较、分析等科学方法；科学地理解生命的本质，形成辩证唯物主义自然观为目的来设计教学过程。指导理论：建构主义学习理论强调以学生为中心，认为学生是认知的主体。因此首先，利用多媒体提供图文声并茂的多重感官刺激，激发学生学习光合作用知识的兴趣和探究欲望。其次，多媒体技术因为能够提供形象、直观的学习环境，充分发挥学生的主动性，引导学生去主动探索、主动发现。八、教学策略：九、教学过程：教学环节教师活动学生活动设计意图创设情景激趣导入出示稻田、玉米田和麦田图片玉米、水稻、小麦的种子中都富含淀粉，植物通过什么过程产生淀
6、粉？光合作用是生物圈的原初生产力，为生物圈带来了巨大的财富。没有光合作用，地球上的生命将无法生存。光合作用除了能够产生淀粉以外，还能产生什么？植物的光合作用过程具体是怎样的呢？观看图片，思考利用图片和语言，给学生以震撼，激发学生学习光合作用知识的兴趣和探究欲望，导入新课过渡在初中，我们已经学习过光合作用的相关内容，我们一起来写出光合作用的反应式。板书光合作用的反应式。回忆初中所学知识，写出光合作用反应式。接下来的内容以反应式为主线进行。精心设计探求新知-光反应过程引导探索：（1）根据鲁宾、卡门实验，光合作用产物氧气中氧元素的来源是什么？（2）氧气是如何产生的？边讲边板画光反应过程板画光反应过程
7、，引导学生分析具体光反应过程回忆所学知识，思考探索问题结合教师讲解画出的板画和教材内容讨论归纳光反应过讲解同时画出板画为学生突破抽象思维和空间想像中的障碍起重要作用。由于有鲁宾、卡门实验做铺垫，再通过板画形式层层深入，学生可以自主形成光反应中物质、能量变化的基本结论。此环节的教学环节教师活动学生活动设计意图光反应过程光反应过程的场所、条件、物质变化和能量变化程的场所、条件、物质变化和能量变化设计既是对所学知识的反馈评价，同时也是对所学知识的归纳提升。过渡提问：通过光合作用的反应式可以看出光合作用的反应物还有二氧化碳。但是光反应的整个过程没有二氧化碳的参与，那二氧化碳去哪了？又生成了什么物质呢？
8、关注光合作用总反应式引导学生关注光合作用的总反应式，导入暗反应过程的学习。精心设计探求新知-暗反应过程教学环节出示资料引导学生分析暗反应过程中碳转移途径。教师活动阅读资料：美国科学家卡尔文用含14C的CO2研究了光合作用中C元素的转移途径，在实验开始时，给植物提供一定量的含14C的CO2 ，追踪发现，当空气中的14CO2减少后，14C首先出现于C3分子中并迅速增加，随着时间的推移，C3分子中的14C逐渐减少，糖类等有机物中的14C开始增加。分析暗反应过程中碳转移途径学生活动展示暗反应的科学发现过程，使学生在阅读过程中重温科学家的探索过程，体会到科学家探索生物学过程的艰辛和一些巧妙的设计。学生写
9、出暗反应过程中碳转移途径，就能够了解暗反应的大体过程。设计意图精心设计探求新知-暗反应过程教学环节在分析资料的基础上，提出如下问题。（1）从化学性质上看，二氧化碳为什么必须先形成C3分子（2）二氧化碳形成C3分子的过程需要什么物质的参与？（3）光合作用过程中，C5会越来越少吗？（4）暗反应的条件有哪些？（5）暗反应需要的能量由什么物质提供？（6）C3分子还原成糖类的过程中，什么物质作为还原剂？（7）画出暗反应过程的图解对学生的板画进行相应的讲评修正。引导学生归纳暗反应过程的场所、条件、物质变化和能量变化，并与光反应阶段进行比较。flash课件演示光合作用模拟过程教师活动依据导读提纲，阅读教材、
10、思考提纲的问题画出暗反应过程。（学生代表上黑板展示：将暗反应图解，并与光反应图解连接成整体图）自主讨论、归纳暗反应过程的场所、条件、物质变化和能量变化观看动画，加深理解学生活动引导学生阅读教材培养学生自主学习的能力（1）-（3）问题先引导学生构建暗反应过程中的循环过程。再通过接下来的问题具体解决本节的重中之重-二氧化碳的还原和能量变化过程。引导学生画出暗反应图解，并与光反应图解连接成整体图，帮助学生直观的理解暗反应过程和光合作用的完整过程。 帮助学生建立完整、系统的知识。理解光反应和暗反应之间的联系及实质。设计意图小结师生共同总结光合作用过程共同总结光合作用过程加深理解，以至应用深入思考知识升
11、华提问：（1）如果突然停止光照，短时间内，C3、 C5的含量会怎么变化？突然停止CO2供应呢？（2）当光合作用的光反应过程被人为阻断，你认为暗反应会停止吗？反过来暗反应过程被人为阻断，你认为光反应会怎样？讨论、交流引导学生分析问题、帮助学生进一步认识到光合作用的每一步反应并不是孤立的，光反应与暗反应是缺一不可的整体。理解暗反应过程本身不需要光，但是没有光，植物也不能进行暗反应。通过这一环节，培养学生的比较和综合分析的能力，而且也是对学生学习光反应过程进行的反馈评价。小结从光合作用发生的生化反应可以看出，光合作用是一个氧化还原过程。在绿色植物体内，以叶绿素吸收光能作为反应的推动力，在各种酶的参与
12、下，将水光解为O2和H，并用H去还原CO2，最终生成富含能量的有机物共同总结加深理解，以至应用拓展探究严谨态度-光合作用原理的应用出示导入中庄稼地的图片，提出问题：（1）一望无际的庄稼，给我们提供了赖以生存的粮食和氧气。粮食短缺问题导入光合作用原理的应用知识教学环节教师活动学生活动设计意图拓展探究严谨态度-光合作用原理的应用教学环节一直是全世界人民最关心的话题之一，怎样才能在有限的土地里尽可能的增加粮食产量呢？ （2）从光合作用的过程看，什么因素会影响光合作用强度呢？ （3）这些影响因素是我们推理出来的，如何证明它们确实影响光合作用呢？ 下面我们以光照强度为影响因素设计实验探究光照强度对光合作
13、用强度的影响。提问：实验中应该控制的自变量是什么？因变量是什么？应该控制哪些无关变量？ （4）进行演示实验提问：1实验结果如何？可以得出什么结论？2是否光照强度的增强，光合作用强度无限增强？3采取什么措施可以增加大棚中的作物产量？ 教师活动根据反应式思考、回答可能会回答到光合作用强度加强、间作套种等等可能的回答：需要进行实验证实引导学生确定因变量可以是氧气产生速率积极思考如何设计实验、如何控制变量，注意观察实验现象，得出结论观察实验过程、结果、分析结论分析问题学生活动首尾呼应，帮助学生了解光合作用与我们的生活密切相关。引导学生分析作物产量与光合作用强度之间的关系，理论联系实际。确定探究光照强度
14、对光合作用强度的影响实验的自变量、因变量和无关变量之后，进行演示实验，激发学生的兴趣，开拓思路，养成严谨的科学态度。而且通过巧妙的引导和启发，还可以提高学生观察实验现象，分析结果、总结结论的能力。在观察现象的过程中，感悟生命科学的原理，分析总结的过程中进行思维活动，从而促进思维，获得知识，发展观察力、想像力和思维力。设计意图小结和练习师生共同小结师生共同小结和练习小结本节课内容，进行课堂练习，评价学生知识性目标达成情况十、课堂评价：根据课程标准和具体的教学目标，以增强学生的学习自信心、提高学习生物学的兴趣、激发学习动力为目的，从以下几个方面评价学生。1通过课堂参与程度进行评价。2利用精选的课堂练习题进行巩固训练和评价
