课件22张PPT。第三节 光能的捕获和利用原始大气主要成分：氢气、二氧化碳、氨气、甲烷、硫化氢和氰化氢 观点：植物体由“土壤汁”构成，即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。问题：植物生长所需的物质来自何处？亚里士多德(Aristotle)土壤减少的重量=植物增加的重量1642年海尔蒙特(比利时) 柳树实验图C结论：
植物生长所需的养料主要来自于水，而不是土壤。干燥土壤：90.743kg
柳树：76.7kg2.3kg1642年海尔蒙特(比利时) 柳树实验图C结论：
植物生长所需的养料主要来自于水，而不是土壤。干燥土壤：90.743kg
柳树：76.7kg2.3kg通过实验，海尔蒙特推翻了亚里士多德的观点，那他的实验结论完全正确吗？1771年普利斯特利的实验1.几组实验的现象是什么？
2.有无植物的两组实验装置起什么作用？
3.该实验装置中玻璃罩有什么作用？ 对照原则
单一变量原则1779年，荷兰的英格豪斯 通过500多次实验，得出结论：普利斯特利的实验只有在阳光照射下才能成功，植物体只有绿叶才能更新空气。 到1785年，发现了空气的组成，人们才明确绿叶在光下放出的是O2，吸收的是CO2。有人重复了普利斯特
利的实验，却得到相
反的结果，为什么？1864年德国的植物学家萨克斯采用碘液检测淀粉的方法进行实验萨克斯，J.von Sachs (1832～1897) 暗处理叶片部分遮光光照滴加碘液实验现象问题1：暗处理这一步是否可以省略，为什么？问题2：本实验是否存在对照组，若有，请指出单一变量。问题3：这个实验可得出什么结论？光合作用的场所究竟在什么地方呢早在100多年前美国科学家恩格尔
曼就以水绵和好氧细菌为实验材
料，很好地解答了这个问题！ 水绵是常见的淡水藻类
每条水绵由许多个结构相同的长筒状细胞连接而成。
水绵很明显的特点是：叶绿体呈带状，螺旋排列在细胞里。 恩格尔曼实验恩格尔曼的实验说明了什么问题？问题1：为什么选用水绵做为实验材料？ 因为水绵不仅有细而长的带状叶绿体，而且螺旋分布于细胞中，便于进行观察和分析研究 问题2.为什么选用黑暗并且没有o2的环境？ 为了排除实验前环境中光线和氧的影响，确保实验的准确性 问题3．为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全暴露在光下？ 先选极细光束，用好氧细菌检测，能准确判断水绵细胞中释放氧的部位；而后用完全曝光的水绵与之做对照，从而证明了实验结果完全是光照引起的，并且氧是由叶绿体释放出来的。 1897年，人们首次把绿色植物的上述生理活动称为光合作用。这样，柳苗的生长之迷也终于被揭开了。 绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。CO2＋H2O （CH2O）＋O2光能叶绿体糖类8/10光合作用反应式光合作用定义光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2，
还是两者兼而有之呢？ 提出问题：探究光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水？五、1939年美国的科学家鲁宾（S.Ruben）和卡门（M.Kamen）利用同位素标记法进行了探究实验。 1、需要标记什么元素？
2、如何作出假设？
3、需要设计几组实验？
4、每组实验如何设计？
5 、 如何观察实验结果？问题讨论：预测1：第一组为O2，第二组为18O2，来自H2O；
预测2：第一组为18O2 ，第二组为O2 ，来自CO2；
预测3：两组既有18O2、也有O2，来自两者。第一组第二组预测1：第一组为O2，第二组为18O2，来自H2O；
结论：光合作用释放的氧气来自水 第一组第二组科学探究的一般过程提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达与交流（光合作用需要二氧化碳吗？）（光合作用需要二氧化碳）（设计方案、预期结果…）（按预定方案进行实验）（分析实验结果，得出结论……）（总结，写实验报告并适当交流）提示：NaOH溶液吸收CO2继续探究：你还可以设计实验证明植物光合作用需要CO2吗？同位素标记法
放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用放射性同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。你知道常用的O的同位素吗？教学设计
教学主题
光能的捕获和利用
一、教材分析
光合作用是绿色植物最重要的生理作用之一，与生物的生活、环境的变化息息相关。教材将光合作用的发现史列在整个章节之前，通过海尔蒙特揭示的柳树生长实验，普里斯特利揭示的植物释放氧气实验，及英格豪斯、萨克斯、等人的实验，旨在向每位师生说明科学上的每一项发明和发现的背后都凝聚着无数探索者的辛勤劳动，学生通过学习能够更好地体会到一个正确的科学结论是经过许多的生物科学家不断完善的过程，是来之不易的，也为学生后面学习众多的实验打下基础。
二、学生分析
学生在初中生物课中学习过有关光合作用的知识，而且生活实践中也对光合作用有所了解。但是，对于光合作用的发现历史却很陌生，关键对于我们这节课要达到的目标“科学探究的一般方法”知之甚少。高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，但还很不完善，对事物的探索好奇，又往往具有盲目性，缺乏目的性，并对探索科学的过程与方法及结论的形成缺乏理性的思考。在教学过程中，教师要尽量创设学生活动的机会，让学生成为学习活动的主体，教师只是为学生的学习提供必要的指导和知识铺垫。
三、教学目标
知识目标
认识光合作用以及对它的发现过程；
光合作用的概念及反应式。
过程与方法?
通过分析科学家发现光合作用的过程，尝试提出问题、做出假设，设计方案验证假设。理解假设的提出要有实验和观察的依据，需要严谨的推理和大胆的想象，并通过观察和实验进一步验证和完善。同时，理解实验技术的进步所起的作用。
情感、态度、价值观
讨论科学史上的经典人物和实验，避免知识“去背景”和“简单化”。
明确科学的研究态度在实验探究中的重要性
认识到技术的发展在科学研究中的作用，尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观?。
学会参与、合作和交流
能力目标
掌握科学实验探究的一般原则，重点是对照实验原则和单因子变量原则；
培养观察、分析综合能力。
四、教学环境
□简易多媒体教学环境 □√交互式多媒体教学环境 □网络多媒体环境教学环境 □移动学习 □其他
五、信息技术应用思路（突出三个方面：使用哪些技术？在哪些教学环节如何使用这些技术？使用这些技术的预期效果是？）200字
使用了多媒体课件展示各种实验过程，提供图片、故事、视频、文字资料、流程图等丰富的信息。提出各种问题，。利用信息技术创设教学情境，激发学生学习兴趣，丰富教学资源，培养学生的创新精神，化抽象为直观，突破教学难点，充分发挥学生的学习积极性，开阔学生视野，发展学生智力，为培养创新型人才提供更多的可能性。
六、教学流程设计（可加行）
教学环节
（如：导入、讲授、复习、训练、实验、研讨、探究、评价、建构）
教师活动
学生活动
信息技术支持（资源、方法、手段等）
导入
展示原始大气组成
提出问题：现在地球之所以有丰富多彩的生物，我们应该感谢谁？是什么过程制造了氧气？
学生回答以后提出;这一伟大过程是如何发现的呢？
观看课件
回答问题：光合作用
展示原始地球荒芜景象
实验一：海尔蒙特
课件展示：植物生长所需的物质来自何处？最早对此研究的是亚里士多德，他提出：植物是吃土长大的。
提问：你认为他的想法对不对呢？如何验证亚里士多德的理论是否正确呢？
学生回答
做实验
课件展示亚里士多德
课件显示海尔蒙特实验，要求学生把海尔蒙特实验结果用表格统计出来。
根据数据得出结论
练习如何统计实验数据
课件展示图片
过渡
进一步提问：通过实验，海尔蒙特推翻了亚里士多德的理论。那么，海尔蒙特的结论又科学吗？
实验二：普利斯特里
出示动画
观看动画演示
动画演示，展示问题答案
提出问题：1.几组实验的现象是什么？
2.有无植物的两组实验装置起什么作用？
3.该实验装置中玻璃罩有什么作用？
通过讨论，了解对照实验原则、单因子变量原则实验中的相关应用。
但是，后来很多科学家在重复普里斯特利的实验时，总是有时成功，有时却会失败！这是什么原因呢？
学生大胆猜想。
很好，英格豪斯也是这么想的。
他重复普里斯特利的实验，但始终在光下进行
学案总结光合作用条件：需要光
展示英格豪斯实验及结果
过渡
设疑：光合作用除了生成气体，更新空气外，还有其他物质生成吗？
实验三：萨克斯
学生初中学过此实验
直接要求学生根据图片说出实验过程
学生复述实验过程
提出有关该实验的几个问题：
黑夜中消耗有机物这一步是否可以省略？为什么？
本实验是否存在对照组？若有，请指出单一变量。
实验可以得出的结论是什么？
学生讨论得出答案。学案总结：光合作用制造淀粉
课件展示实验过程，出示答案
过渡
绿叶在光合作用中产生了淀粉，一定需要光照。并设疑：什么是光合作用的场所呢？
实验四：恩吉尔曼
动画演示，重现恩格尔曼的实验过程
观察思考
恩格尔曼实验在设计上有什么巧妙之处？
小组讨论发言，归纳巧妙之处。
学案总结：光合作用释放出氧气
课件显示水绵特点，作为解答问题的参考资料
过渡
经过科学家一百多年的不间断努力，终于揭开了光合作用的神秘面纱，柳树的生长之迷也终于被揭开了。
根据上述实验，请同学们总结光合作用的反应条件、产物、反应物。
根据反应式总结光合作用概念。
初步得出光合作用的反应式
课件展示
过渡
光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2，还是两者兼而有之呢？
实验五：自己设计实验验证光合作用产生氧气
1939年美国的科学家鲁宾和卡门利用同位素标记法进行了探究实验。
阅读资料：同位素标记法：放射性同位素可用于追踪物质的运行和变化规律。用放射性同位素标记的化合物，化学性质不会改变。科学家通过追踪放射性同位素标记的化合物，可以弄清化学反应的详细过程。
你知道常用的O的同位素吗?
提出问题：探究光合作用释放的氧气到底来自二氧化碳还是水？
学生小组讨论，构建实验
课件展示问题。出示答案
学生小组推举代表上台展示实验，并讲解实验。
小结
从光合作用发现实验过程，你能总结科学探究的一般过程吗？
学生尝试总结
继续探究
你还可以设计实验证明植物光合作用需要CO2吗？
学生自己设计实验，完成后展示
出示提示NaOH溶液吸收CO2
总结
经历了近200多年的时间，科学家们才对光合作用的发现过程有了比较清楚的认识。因此科学发现是艰难的。没有科学的研究方法，以及综合利用各学科的成果和研究手段，不会有科学的发现。今天这节课里，我们介绍了光合作用的发现历程。对于这部分内容，同学们不要只记住结论，更重要的是学习科学家们坚韧不拔持续努力的精神。
对学生进行情感教育
七、教学特色（如为个性化教学所做的调整，为自主学习所做的支持、对学生能力的培养的设计，教与学方式的创新等）200字左右
在教材处理上，按时间线索对有关光合作用的经典实验纵然书上没有的也进行了补充学习，沿着科学家的脚印进行了光合作用的发现探究之旅。使学生在体会科学的艰辛和严谨的同时，体验掌握了科学探究的一般方法。
在设计本课的教学过程时，充分考虑学生的认知心理，循序渐进，通过相应的现象或情境引入，然后让学生自己观察实验现象，通过讨论由学生自己去归纳，做出结论，再总结得出实验设计原则，掌握科学实验探究的一般原则，重点是对照实验原则和单因子变量原则，最后要求学生自主设计实验，在学生能力上层层递进，?充分发挥了学生的主观能动性，使学生进入到一种主动学习的状态。
