第3单元第4章《绿色植物是生物圈中有机物的制造者》教学设计

《绿色植物是生物圈中有机物的制造者》
教学设计
模式介绍
对于初中学生而言，他们多数已有植物能够进行光合作用的认识。但是，对于光合作用的产物是什么？光合作用必须在光下进行吗？光合作用有什么意义？等具体内容，是不太清楚的。而对绿色植物在生物圈中的巨大作用，更是不甚了解。所以，在这一节的教学中，不仅要引导学生通过探究实验，明确绿色植物在光下能够制造有机物（淀粉），理解绿色植物在生物圈中的巨大作用，还要让学生初步学会生物科学研究的一些基本方法，从而培养学生的观察能力，实验能力和思维能力。
根据课文内容的安排，教学设计的需要，教学中最主要的教学模式就应该是探究模式了。以自主探究为主，教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主探究或合作讨论为基本形式，以教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的一种教学形式。让学生对当前教学内容中的主要知识点进行自主学习、深入探究并进行小组合作交流，以自我获取，自我求证的方式深化知识的理解和运用。从而较好地达到课程标准中关于认知目标与情感目标要求的一种教学模式。其中认知目标涉及与学科相关知识、概念、原理与能力的掌握。
教材分析
本章内容由三部分构成。第一部分介绍绿色植物通过光合作用制造有机物，这是重要的生物学概念。学生对这一概念的建构以实验“绿叶在光下制造有机物”为基础，通过亲自动手实验、分析实验现象认识到淀粉是光合作用的产物，光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。在实验之后，教材叙述了什么是光合作用，重点介绍了叶绿体，叶绿素的功能。
第二部分讲述在植物体内光合作用制造的有机物的用途。一是为细胞生命活动提供能量，二是用来构建植物体。教材分别从细胞，器官，个体水平，用实例帮助学生理解构成植物体干重的绝大部分物质是有机物，从而认识有机物对于植物生活的重要意义。
第三部分是第二部分内容的延伸，拓展。讲述的是绿色植物制造的有机物不仅养育了自身，而且养育了生物圈中的其他生物。这部分内容的叙述是以学生已有的关于食物链食物网的知识作为理解新知识的基础，帮助学生认识绿色植物通过光合作用制造的有机物对于整个生物圈的重要意义。
在实验中重视科学原理·科学方法的教育和操作技能的培养：
本章实验“绿叶在光下制造有机物”，方法步骤简明扼要，却蕴含着重要的科学原理科学方法。例如，步骤1“把盆栽的天竺葵放到黑暗处一昼夜”，其中的科学原理是为了计算天竺葵在黑暗中把叶片中原有的淀粉全部转运和消耗，这样实验中用碘液检验的淀粉只可能是叶片在实验过程中制造的，而不可能是叶片在实验前贮存的。又如，步骤2“用黑纸片把叶片的一部分从上下两面遮盖起来”，其中蕴含的科学方法是对照实验法：叶片被遮盖的部分和没被遮盖的部分构成一组对照实验。
教学目标
【知识与能力】
1.知道绿色植物通过光合作用制造有机物。
2.运用实验的方法检验绿叶在光下制造淀粉。
【过程与方法】
让学生尝试设计实验方案，并掌握一定的实验操作技能。
【情感态度与价值观】
培养学生不断探求知识和合作精神，树立严谨求实的科学态度。
教学重难点
【教学重点】
1.绿叶在光下制造有机物的实验。
2.光合作用的条件。
【教学难点】
绿叶在光下制造有机物的实验设计及操作。
教学准备
1.教学材料
多媒体教学课件，学生实验操作录像，结果分析比对表等。
2.实验器材
酢浆草（取材容易且脱色明显），黑纸片，曲别针，酒精，碘液，小烧杯，大烧杯，培养皿，酒精灯，三脚架，石棉网，镊子，火柴，清水等。课前先对酢浆草叶片进行光处理和暗处理，处理完后剪下待用。
教学过程
【教师】[创设情境]让学生观看图片资料，从中认识阳光对绿色植物，对自然界的作用，请学生说说这方面的认识。
【学生】观察，思考。学生回答自己已掌握的相关信息。
【设计意图】情境引入，导入实验，激发学生的兴趣。
【教师】从实验题目一“绿叶在光下制造有机物”来考虑，你能提出哪些探究性问题？
展示实验目的，提出本实验需探究的两个内容：光合作用的条件与产物。
【学生】学生提出问题，例如，光合作用是在绿叶中进行的吗？ 绿叶必须要在光下制造有机物吗？绿叶在光下制造的有机物是什么？
【设计意图】提醒学生明确实验目的。
【教师】实验目的1：检验绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉。
【学生】学生思考并回答：用碘液。
【教师】引导学生思考：如何检验淀粉？
【学生】学生思考并回答：用碘液。
【教师】淀粉遇碘会有什么变化？
【学生】淀粉遇碘会变蓝。
【设计意图】启发学生探究实验方法。
【教师】有的同学的实验为什么没看出明显的颜色反应？
【学生】叶子的 “绿色”干扰了淀粉遇碘变蓝的颜色反应。
【教师】该如何去掉干扰的“绿色"？
【学生】用酒精溶解叶片中的叶绿素。
【设计意图】巩固和提高实验方法的操作。
【教师】如何加快酒精溶解叶绿素的速度？能直接加热吗？
【学生】加热可加快叶绿素在酒精中的溶解，但酒精易燃，需要隔水加热。
【教师】为缩短脱色时间，还有其他需注意的细节吗？（小技巧：将叶片放在开水中浸约10s，能加快酒精溶解叶绿素的速度）。
【学生】用开水加热，水量不能太多......（附：酢浆草的脱色及滴碘反应）酢浆草——去叶绿素——滴碘液。
【设计意图】正确验证淀粉的特性。
【教师】进一步思考：完成了刚才的操作，即绿叶去除叶绿素后，滴碘液就可以检验绿叶在光下制造的有机物是不是淀粉了。你认为这种想法对吗？为什么？
【学生】学生思考并回答：不对，因为这些操作还不能证明这些有机物是在光下制造的还是在黑暗中制造的。
【教师】实验目的2：探究光是不是绿叶制造有机物不可缺少的条件。
【学生】小组讨论设计方案。
【设计意图】指导学生进一步明确实验目的。
【教师】如何进行探究？分小组以“光”为变量设计对照方案。
【设计意图】增强小组合作信心的能力。
【教师】我发现同学们主要有以下三种不同的设计思路。（展示A.B.C方案）。
【学生】小组交流方案。常出现的方案会有A：遮光植物与见光植物叶片的对照；B：同一株植物遮光叶片与见光叶片的对照；C：同一株植物同一片叶片遮光部分与见光部分的对照。
【教师】从对照实验的变量单一性来考虑，哪一种方案设计更严谨？
【学生】分析后回答：C方案更严谨，因为在该对照实验中，除了光这个变量外，其他条件都应该相同，有可能存在的变量最少。
【设计意图】教学实验分析，有助于概念的理解。
【教师】思考：现在可以将C实验材料放在阳光下照射，让它制造有机物了吗？
【教师】提示：想一想，这样的叶片中有没有可能储存有以前所制造的有机物，如果有，那叶片的遮光部分，见光部分都有有机物的存在，对实验现象有干扰。那该怎样消除这些干扰呢？
【学生】思考并回答：让遮光时间足够长或在黑暗处放置一昼夜，让叶片中原有的淀粉转运消耗掉。
【教师】请按照我们一起设计的实验流程完成实验，并进行结果记录和分析吧!
【学生】学生实践操作。摘取叶片，在开水中浸约10s清水漂洗，滴碘观察。
【教师】教师巡视指导学生进行实验操作。暗处理，摘取叶片等教师课前已作处理，学生从去叶片夹开始。
【教师】听取小组交流，指导修正，表扬鼓励。
【学生】四名同学为一个小组，快速完成操作。小组观察结果，填写实验分析表。小组之间相互交流结果及提出疑问。
【设计意图】鼓励学生整理好实验结果与客观分析。
【教师】我们来总结一下，通过这个实验，我们验证了光合作用的条件和产物，你可以得出什么结论？关于这个实验，你还有什么疑问吗？（引导学生自己回答解决这些问题）
【学生】学生得出结论：绿叶在光下制造的有机物是淀粉。光是绿叶制造有机物不可缺少的条件。产生疑问：光合作用能产生其他有机物吗？ 没有叶子的植物能进行光合作用吗？
【教师】进一步思考：绿色植物制造有机物为什么必须要有光？（提示：光是一种能量，叶绿体是能量转换器等知识基础）
【教师】小结：光合作用的产物，条件，场所。（建议播放视频资源《绿叶在光下制造有机物》。）
【学生】思考并回答：光能可以转变为化学能，储存在有机物中，没有光能就没有有机物中的化学能。
【设计意图】总结提升。
板书设计
一、设计绿色植物制造有机物的实验方案
二、绿叶在光下制造有机物实验
1.实验结论
①叶片的见光部分产生了有机物——淀粉。
②光是绿色植物制造有机物不可缺少的条件。
2.光合作用概念：绿色植物利用光提供的能量，在叶绿体中合成了淀粉等有机物，并且把光能转变成化学能，储存在有机物中的过程，叫光合作用。
3.光合作用的意义
①光合作用制造的有机物，满足自身生长、发育、繁殖的需要。
②为生物圈中的其他生物提供了基本的食物来源。
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