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北师大最新版大单元设计案例
4.3 植物通过光合作用和呼吸作用获得生命活动必需的物质和能量，有助于维持生物圈中的碳氧平衡
一、单元（或主题）教学设计说明：
本单元对应《义务教育生物学课程标准（2022年版）》学习主题四“植物的生活”，需要帮助学生形成重要概念4.3 植物通过光合作用和呼吸作用获得生命活动必需的物质和能量，有助于维持生物圈中的碳氧平衡。在这一单元中，学生通过两条主线去把握物质和能量的转化，从而形成重要概念，其中光合作用的教学流程可以设计成如此：分析光合作用发现史——实验验证“重复科学家探索光合作用的历程”——制作叶片临时装片探索光合作用的主要器官——以实验活动形成的感性认识为基点，讨论、归纳光合作用的实质和意义；这是第一节光合作用的主线，而第二节呼吸作用的主线则为“演示三个实验观察植物的呼吸现象”——探究植物其他器官的呼吸作用——以实验活动形成的感性认识为基点，讨论、提炼呼吸作用的实质和意义。两条主线围绕着物质和能量的转变展开，光合作用“劳动”产生有机物，贮存能量，呼吸作用则为消耗物质，释放能量，概念多，故应以学生的生活经验为基础，为学生提供大量的感性材料和创设情景以及实验操作来激发学生的兴趣和求知欲。
居于上述原因，进行本单元教学设计时，需反复研读新课标，以它为一个指导思想，把教学设计成以学生为主体的课堂模式，引导学生通过科学史等资料，了解科学家对光合作用的探究历程，认识到科学的发展是众多科学家经过长期探索、共同努力的结果；结合学生的生活经验，通过实例分析，引导学生关注植物生命活动的原理在生产生活中的实际应用，结合当地的农业生产实践，设计简单的任务，指导学生运用植物生理过程的相关知识、跨学科知识等，尝试分析和解决实际问题。本单元通过小组合作探究、实验、讨论、分析总结等多种途径有效培养学生的核心素养。
二、单元（或主题）学习目标与重点、难点：
大概念 重要概念 次位概念
概念4 植物有自己的生命周期，可以制造有机物，直接或间接地为其他生物提供食物，参与生物圈中的水循环，并维持碳氧平衡 4.3 植物通过光合作用和呼吸作用获得生命活动必需的物质和能量，有助于维持生物圈中的碳氧平衡 4.3.1 植物能利用太阳能(光能),将二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物，同时释放氧气 4.3.2 细胞能通过分解糖类获得生命活动所需的能量，同时生成二氧化碳和水 4.3.3 光合作用和呼吸作用原理在生产生活中有广泛的应用 4.3.4 植物可以为生物圈中的其他生物提供有机物和氧气 4.3.5 植物在维持生物圈中碳氧平衡方面具有重要作用
（一）课程标准的相关要求∶
本单元属于学习主题四“植物的生活”的内容。通过本主题的学习，学生能够理解植物生命活动的基本过程和原理，运用这些生命活动原理分析、解释、解决生产生活中的某些实际问题，并从物质循环和能量变化的角度阐明植物在生物圈中的重要地位。
本单元主要是通过实验活动来形成学生的感性认识，帮助学生形成次位概念：
4.3.1 植物能利用太阳能(光能),将二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物，同时释放氧气
4.3.2 细胞能通过分解糖类获得生命活动所需的能量，同时生成二氧化碳和水
4.3.3 光合作用和呼吸作用原理在生产生活中有广泛的应用
4.3.4 植物可以为生物圈中的其他生物提供有机物和氧气
4.3.5 植物在维持生物圈中碳氧平衡方面具有重要作用
再通过问题导向，和任务驱动学生探索光合作用和呼吸作用的联系逐步完成对知识的探索，同时形成物质与能量的生命观念；在比较、归纳中发展科学思维；在实验中提升探究实践能力；在学习和实践中，无一不彰显着科学家严谨求实，勇于质疑和探索的科学态度，影响着学生，在无形中形成了树立了正确的态度责任。
（二）根据新课程标准和学生实际，设计单元学习目标与重点难点如下∶
单元学习目标：
1.实验验证并概述光合作用的原料、产物、条件、场所，形成探究实践核心素养。
2.探究叶片与光合作用相适应的结构特点，形成结构与功能相适应的生命观念。
3.分析归纳光合作用的实质和意义，发展科学思维。
4.应用光合作用原理，分析、解决在生活中、生产中的实际问题，形成社会态度责任核心素养。
5.认识光合作用的重要性，养成实事求是的科学态度和爱护花草树木的习惯。
6.观察绿色植物的呼吸现象，说出实验结果，发展科学思维。
7.分析归纳呼吸作用的实质和意义，发展科学思维。
8.探究呼吸作用过程中物质和能量的变化，形成物质与能量的生命观念。
9.了解呼吸作用在日常生活中的体现和应用，并能够解释相关现象，形成社会态度责任核心素养。
重点、难点
重点：
1.探索光合作用的原料、产物、条件和场所的实验。
2.叶片与光合作用相适应的结构特点。
3.光合作用的实质和意义。
4.植物的呼吸现象。
5.探究植物细胞的呼吸作用实验。
6.呼吸作用的概念和意义。
难点：
1.光合作用的发现简史。
2.探究影响叶绿素形成的环境因素实验。
3.制作和观察叶徒手切片。
4.植物细胞都进行呼吸作用。
5.呼吸作用的概念。
三、单元（或主题）整体教学思路（教学结构图）：
本单元的第1课时主要讨论分析科学家发现光合作用的历史，初步认识光合作用和科学本质。第2课时通过指导学生完成“验证绿叶在光下合成淀粉”的实验，形成探究实践核心素养。第3课时主要是观察分析两个实验：一是检验光合作用释放氧气；二是检验光合作用需要二氧化碳，通过分析实验现象，发展学生科学思维。第4课时通过指导学生完成“验证植物进行光合作用需要叶绿素”的实验，形成探究实践核心素养，并认同严谨的科学态度。并在前面一系列的实验活动的基础上，引导学生分析归纳光合作用的实质和意义，发展了科学思维并认同生态文明观；第5课时先从宏观上观察叶，知道叶的形态和“表皮、叶肉、叶脉”三个基本结构，再制作叶的临时装片，从微观上去观察叶的表皮细胞、保卫细胞、叶肉细胞及导管、筛管，最后画图进一步规范生物作图，体验严谨求实的科学态度，在整个实验活动中，学生不单提升实践能力，发展科学思维，还形成了结构与功能相适应和生命观念。第6课时通过观察关于植物的呼吸现象的三个实验，让学生通过现象说出结论，实现从感性认识到理论，从形象到抽象的飞跃，在观察和分析中，发展了科学思维；并指导学生探究植物其他器官的呼吸作用，知道植物任何器官的活细胞都能进行呼吸而不只是种子，让学生认同严谨求实的科学态度；第7课时主要是；1.归纳呼吸作用的原理和意义，形成物质变化与能量转化的生命观念。2.归纳呼吸作用和光合作用原理在生产生活中的广泛应用，引导学生把知识用于生产实践，形成一种社会态度责任感。
课时安排：本单元安排7个课时。
四、单元教学评思路设计
为了实现4.3.1、4.3.2、4.3.3、4.3.4、4.3.5的学习目标，将围绕以下核心问题展开，这两个核心问题将通过7个教学任务来解决。同时，在学习评价中，将以课堂表现、成果展示、评价量规等多种形式促进学生学习及评估学生的学习效果，具体如下：
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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3.4.1.5叶是植物光合作用的主要器官 教学设计
课题名称 4.3.1 植物能利用太阳能(光能),将二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物，同时释放氧气 叶是植物光合作用的主要器官 单位 XX中学 执教者 XXX
解读课标 在2022年版的义务教育生物学课程标准中，本节课是课程内容四《植物的生活》中的大概念4《植物有自己的生命周期，可以制造有机物，直接或间接地为其他生物提供食物，参与生物圈中的水循环，并维持碳氧平衡》里的重要概念《4.3 植物通过光合作用和呼吸作用获得生命活动必需的物质和能量，有助于维持生物圈中的碳氧平衡》当中的次位概念《4.3.1 植物能利用太阳能(光能),将二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物，同时释放氧气》，课程标准提出，要针对学生的年龄特点创设学习情境，结合学生的生活经验，通过观察叶片的结构的实践活动，来提升探究实践能力。
解读学生 1.学生初步具备一定的探究实践能力。 2.学生具有一定的分析实验现象能力。
解读教材 教材分析 本课时选自北师大最新版七年级上册生物学第三单元《植物的生活》第4章《绿色开花植物的生活方式》第1节《光合作用》。这部分内容主要是观察叶片的结构，教材围绕活动，让学生亲自体验科学家实验的过程，活动前着重分析方法步骤，为学生顺利活动的开展打好基础。通过本课时教学内容的学习，发展了学生的科学思维，也形成了探究实践的核心素养。
教学目标 1.生命观念：知叶为光合作用关键器官，明其结构与功能适应，及在植物能量转换、物质合成中的核心作用，形成结构与功能观。
2.科学思维：借观察、实验等，分析叶适合光合作用的特点，培养推理、归纳能力，提升对生物现象的逻辑认知。
3.科学探究：通过探究叶与光合作用关系的活动，掌握探究方法，提高观察、实验与数据分析能力，培育科学探究精神。
4.社会责任：
晓叶光合作用对生态和人类的意义，树保护植物、维护生态的意识，积极践行环保行动。
教学重点 1.制作徒手切片，制作临时装片。 2.观察临时装片，识别叶片的结构。 3.归纳叶片与光合作用相适应的结构特点。
教学难点 1.制作徒手切片。 2.引导学生归纳叶片与光合作用相适应的结构特点。
解读方法 教学方法 情境教学法、任务驱动法
学习方法 自主学习法、合作实验探究法
教学手段 多媒体教学（八桂教学通平台、希沃白板5）
教学过程 教学 环节 教学 内容 教师活动 学生活动 设计意图
问题导入 【播放校园植物的视频】 师：上课前请大家跟着老师的镜头，欣赏我们校园的各种植物，想想：这些植物的叶子形态一样吗？它们大多是什么颜色？为什么？作用是什么？ 学生观看视频后，回答。 生：叶子形态不一样，它们大多是绿色的，因为它们含有叶绿素，它可以吸收光，进行光合作用。 通过播放校园植物的视频，创设情景，导入课题。
任务驱动 解决问题 【学习任务一】认识叶片 师：是的，叶子形态各异，但是基本结构是相同的，请同学们看这些叶子（展示各种叶子），它们的形状、边缘、叶序（对生、互生、轮生）都不一样，你们知道为什么叶片不会重叠排序，而是镶嵌式排列吗？ 生：镶嵌式排列更利于阳光的照射。 通过设问引导学生有目的观察。
师：是的，有了阳光，植物叶子就能进行光合作用，那叶片还有哪些与光合作用相适应的结构特点呢？要解决这个问题，就得先认识叶片结构，你们看这片叶子（展示实物），谁能说出叶片的基本结构？ 学生拿实物展示讲解：这是叶片的上表皮，这是下表皮，上下表皮之间是叶肉，支撑叶片的是这些叶脉。 用实物来创设学习叶片结构的情景，更形象直观
师：这位同学讲解的非常好，你们看这视频中的荷叶上的滚来滚去的水珠，为什么水不会打湿叶片？ 学生阅读课本，回答。 生：因为表皮有角质层。 通过看，撕，认识叶表皮的结构特点
师：你说得对，那请你到这来，把这片芦荟叶子的表皮撕下来，告诉同学们，它有颜色吗？ 学生用手撕下叶表皮观察，回答：表皮是无色透明的。它起保护作用。
师：刚才这位同学带大家认识了表皮的结构特点，那谁来带大家观察认识叶脉？（老师拿出另外两片叶脉不同的叶子） 生：我来。（学生拿起叶子，做出相应的讲解）种叶脉交织成网，是网状脉；而这个没有交织成网的，是相互平行的，叫平行脉。它们可支撑叶片。 用实物来创设学习叶脉的情景，更形象直观
师：是的，叶脉如同人的骨，可以支撑，除此之外，它还能起运输作用，具体今后再学习。 学生听
师：大家看这张纸上我用叶子用力擦下的划痕，是什么颜色，什么色素？它是位于叶片的哪个结构？（展示纸张） 生：划痕是绿色的，它是叶绿素，是在叶肉里。 通过展示直观现象引发好奇，顺势引导学生对叶上表皮总是比下表皮绿这一现象产生疑问，培养学生发现问题、提出问题的能力。
师：对，叶绿素主要在叶肉里，叶的表皮是无色透明的，因此叶片呈现出绿色，也主要是叶肉的功劳，大家看这些叶子，为什么叶上表皮总是比下表皮绿呢？ 生：因为上表皮在上面，被阳光直射，得到阳光比较多，所以比较绿。
师：如果是因为上表皮接受阳光直射变得更绿，要是我们把叶片反转过来，颜色是否会发生反转呢？同学们过后可以尝试实验，下面我们将通过实验加以学习，或许同学们能从另一角度寻求到答案。 学生听，思考
任务驱动 解决问题 【学习任务二】观察叶片的结构 师：为了更深入的了解叶片的结构，下面请同学们观看徒手切片视频，并尝试说出徒手切片成功的关键点在哪？ 学生观看视频，思考回答 生：切片要足够薄。为了得到薄的切片，我认为要注意以下几点：一要捏紧双面刀片；二要迅速连续切割几次；三要把双面刀片沾到水中，接触到水，再借助毛笔把切片刷到水中，避免切片断，碎。 明确实验关键点，保障实验能顺利进行，体会科学实验的严谨，树立正确科学态度。
师：这位同学总结得非常到位，除了这三点外，大家还要特别注意安全，刀片很锋利，在实验过程中，需要注意安全，手拿刀片不对人，切完放好，不戏耍。现在请每个小组开始分工：组织委员召集组员再学习；两位操作员要遵守纪律，相互协作，避免安全事故；纪律委员做好监督工作；记录员要作好相关记录。（巡堂指导） 小组进行分工，开始徒手切片 进行徒手切片，体验严谨的科学态度
师：同学们徒手切片环节已经完成得差不多了，是否成功，还得制作成临时切片才知道，现在请大家挑取水中最薄的一片来制作，并放到显微镜下观察，观察时作好记录。 学生开始制作临时切片 通过制作临时切片，体验严谨的科学态度，形成探究实践核心素养
师：同学们，有些组已经观察到了，没有观察到的小组可以移步去别组学习。已经观察完的小组请完成实验报告单，推选一人进行汇报。 学生完成实验报告单 让学生养成实验有始有终的严谨科学态度
任务 驱动 解决 问题 【学习任务三】汇报归纳 师：大家的实验报告单已经完成了，哪一组同学先作汇报。 生投影报告单讲解叶片的结构，其他同学倾听观看 通过汇报，让学生体会合作交流的重要性。
师：哪组可以给刚才汇报的这个小组进行点评？ 生：我认为刚才这组的同学画叶片的结构图时，叶肉的栅栏组织和海绵组织的特征基本体现，上下表皮保卫细胞有体现，但是跟表皮细胞画法区别不大，难以区别。 引导学生点评，相互学习 （时间允许，可以继续汇报，再点评）
师：那你能尝试用希沃笔进行作画批改吗。 该生到讲台，用希沃笔进行作画批改：把保卫细胞画成成对半月形结构。并解释：表皮上有成对的半月形细胞是保卫细胞，跟表皮细胞不一样。
师3：非常好，你观察的很仔细，保卫细胞是成对的，如果它们吸收了水，就会涨开，中央就有了孔隙，这就是气孔，是气体出入的窗口，也是水分散失的门户，如果失水，气孔就会关闭。 学生听
师：通过实验和汇报，同学们对叶片的结构有了更深入的了解，那我们回过头来解决前面的问题：叶的上表皮为什么比下表皮的绿？前面有些同学认为是因为上表皮得到阳光的直射，这个疑惑老师希望同学们课后可以用实验去验证，如果老师给你从刚刚你所学到的知识中去寻找答案，你的答案又是什么呢？ 生：因为上表皮接近叶肉的栅栏组织，栅栏组织的叶绿体比海绵组织的要多，在光下产生的叶绿素比较多，所以无色透明的上表皮看起来就比下表皮更绿一些。 引导学生从不同角度去思考问题，鼓励学生从实践中探索知识
师：通过前面的学习，我们知道叶是光合作用的主要器官，你们想想看叶片有哪些结构特点是跟光合作用这一功能相适应的？ 生1：叶肉含有叶绿体，可以进行光合作用。 生2：表皮上保卫细胞，有气孔，可以让二氧化碳进到叶肉的叶绿体里，进行光合作用。 生3：表皮是无色透明，可以让光线穿透，到达叶肉细胞。 生4：表皮外有角质层，可以减少水分的散失，保证原料充足进行光合作用。 引导学生从不同角度去思考问题
师：是的，除了这个还有没有其他的结构特点与光合作用相适应的吗？大家可以从条件、原料角度去思考。刚才**同学从场所——叶绿体去讲，**同学又从原料——二氧化碳去讲，那还有水原料，和光这个条件，分别跟叶片的哪个结构有关联呢？大家可以从这两个角度去思考？ 学生听
课堂总结 老师和学生通过思维导图共同总结 落实教学目标，树立以生物知识指导健康生活的生命观念。
练习巩固 展示【数字教材】的内嵌资源完成教材中的练习； 使用【数字课件】的习题库添加练习。 做练习 对所学知识进行巩固。
拓展延伸 1.观察校园的植物，记录植物名称、叶序、叶脉类型； 2.探究影响叶绿素形成的环境因素。 3.探究上表皮比下表皮更绿的因素。 三选一来完成 通过活动，形成探究实践核心素养。
学习评价 项目细则分值自我评价小组评价综合评价 【学习任务一】认识叶片能说出叶片的结构10能说出叶片结构的功能 10 【学习任务二】观察叶片的结构能徒手切片20能制作临时切片20能识别叶片的结构10能画出叶片的结构图10 【学习任务三】汇报归纳能完成实验报告单10能说出叶片结构与光合作用功能相应的特点10总分100
板书设计 4.3.1 植物能利用太阳能(光能),将二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物，同时释放氧气 叶是植物光合作用的主要器官 叶片的结构 上表皮 表皮 表皮上有保卫细胞，表皮外有角质层 下表皮 栅栏组织：接近上表皮，有较多的叶绿体 叶肉 海绵组织：接近下表皮，有较少的叶绿体 叶脉：支持、运输功能，分网状脉和平行脉
教学效果 1.通过徒手切片和制作临时切片，形成探究实践的核心素养。 2.通过汇报交流，形成科学思维核心素养。 3.通过归纳学习叶片适于光合作用的结构特点，形成结构与功能相适应的生命观念。
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