光合作用的探究历程
一、学习目标：
（1）认识光合作用的发现过程，从中理解光合作用的概念
（2）培养学生分析实验、设计实验的能力
（3）体验科学家经历的探究历程，认识科学研究的重要性
二、学习重点：
通过对经典实验的分析、讨论，培养学生分析实验、设计实验的能力
三、学习难点：
（1）理解实验探究的科学原理和方法，并能在实验设计中运用
（2）尝试组织学生小组分析、设计、重归经典实验
四、课时安排：1课时
五、学习过程:
课前准备：
（1）制作多媒体课件
（2）学生分10人一组，在课前搜索有关光合作用探究历程中相关科学家的研究材料，同时思考科学家实验设计的巧妙之处。
情境创设：
教师：我们常听到这样的一句话：万物生长靠太阳。为什么这么说呢？请同学们观察以下数据：据统计：（1）地球表面上的绿色植物每年大约制造了4400亿吨有机物；（2）地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7.11×1018kJ,这个数据大约相当于240000个三门峡水电站每年所发出的电力，相当于人类在日常生活、工业生产和食物营养上所需能量的100倍。
教师：根据以上资料，我们可以得出什么结论呢？
学生：对于绝大多数的生物来说，其生长、发育、繁殖所需的能量最终来自太阳的光能。
教师：那么太阳的光能是通过什么途径进入植物体内的呢？
学生：光合作用。
教师：那么光合作用这个过程发生在植物叶肉细胞的哪个结构中？
学生：叶绿体。
教师：光合作用的过程经由科学家发现是发生在叶绿体中，那么，光合作用这个过程是如何在叶绿体中进行的？科学家是一开始就知道叶绿体能将无机物合成有机物的吗？
学生：不是，要经过多次的试验和前人的经验总结。
教师：很好，科学家对光合作用的探索历经漫长的时间，才有了较为清楚的认识，今天我们就一起沿着科学家研究的脚步，去感受、探知科学发现的奥秘和惊喜。
（设计意图：开节设计情境，让学生对于光合作用的重要性有个先行的了解，然后设计问题串层层递进，导入本节课的内容）
（显示板书：第四节
第2课时
光合作用的探究历程）
[师生互动]
教师：假设将一粒种子埋入土壤中，几年之后便会长成参天大树，植物生长之后跟之前的重量相比较，有什么不一样？（显示一粒种子到参天大树的图片）
学生：重量肯定是增加了的。
教师：是的。那么植物生长所需的物质来自哪里？
学生：思考。
教师：2400年以前，亚里士多德认为植物生长和生活所需要的一切物质都是通过根从土壤中得到的。植物的“根”就像是动物的“嘴巴”一样，可以从土壤中吸取大量的营养。
（板书：1.亚里士多德：植物增重来自土壤）
教师：受亚里士多德观点的影响，随后很长的时间里，人们普遍认为：种子是吸取了“土壤汁”而长成参天大树的。真的有“土壤汁”吗？（投影显示：海尔蒙特实验）
教师：1648年，比利时科学家海尔蒙特提出了质疑，并进行了一个著名的实验：
用铁制的花盆栽种重量为2.3kg的小柳树苗，栽种前，花盆里的土壤烘干称重为90.8kg。随后的5年中，他每天只给柳树浇水，没有往铁盆中添加任何物质。5年后，重新将柳树和泥土分开称重，发现柳树的重量变成了76.6kg，而泥土烘干后的重量为90.7kg。数据列表
如下：
项目
实验前
实验后
变化
土壤干重
90.8kg
90.7kg
-
0.1kg
柳树
2.
3kg
76.6kg
+74.3kg
教师：观察海尔蒙特的实验数据，你们可以得出什么结论？（提示:可先分析实验的变量，因变量是由自变量引起的结果）
学生：按课前分好的小组进行讨论：自变量是水，因变量是柳树和土壤的干重。
（提出质疑：没有设置对照实验？建议应该增设一组对照实验：用铁盆栽种重2.3kg的小柳树苗，土壤干重为90.8kg，5年内不做任何处理。）
教师：很不错。能发现科学家实验设计的缺陷，说明你们也具备成为科学家的潜质。5年内小柳树不经任何处理，在5年之后的重量是否会发生改变我们不清楚，但是如果是在自然条件下，是否会发生改变呢？所以，为了避免其他因素的影响，小柳树在成为大柳树的时间轴上可形成自身前后对照。因此分析5年前后的实验数据，你们可以得出什么结论？
学生：植物的增重来自水分。
教师：是的，海尔蒙特认为植物的增重来自水分，水是光合作用的原料。
（板书：2.海尔蒙特-植物增重来自水分）
教师：海尔蒙特的实验结论推翻了亚里士多德的观点，那么他的观点是否完全正确呢？
学生：思考回答。
教师：刚才同学也有提到实验的设计问题，从柳树生活环境的角度分析，能仅仅考虑水分吗？
学生：不能。
教师：还应考虑什么因素的影响？
学生：阳光、空气、气候、雨水和湿度等。
教师：是的。植物是生活在大自然环境中，其生长发育受到多种因素的影响。但是直到18世纪中期，人们一直以为只有土壤中的水分是植物建造自身的原料，而没有考虑到植物能否从空气中得到什么。直到1771年，英国科学家普利斯特利通过实验证实植物在更新空气中的作用。（投影显示：普利斯特利实验）
教师：为什么小鼠和蜡烛单独放置在密闭玻璃罩和分别与植物放置在密闭玻璃罩的结果会不同？
学生：小组讨论回答：植物可以更新因蜡烛燃烧或小鼠呼吸而变得污浊的空气。
教师：对。通过对四组实验进行比较分析，发现只有在有绿色植物存在的情况下，小鼠才不会死亡，蜡烛才不会熄灭。
（板书：3.普利斯特利—植物可以更新空气）
教师：不同的人重复普利斯特利实验，得到的结果不太一样，有的成功，有的失败，问题出在哪儿？
学生：忽略光照在实验中所起的重要作用。实验失败可能是在无光条件下做的这个实验，因为无光时，植物不进行光合作用，只进行细胞呼吸，产生二氧化碳。
教师：是的。这个问题引起学术界极大的关注。其中荷兰科学家英格豪斯重复500多次植物更新空气的实验，终于发现其中的奥秘。同学们，你们能否从英格豪斯的实验中也发现其中的科学秘密呢？（投影显示：英格豪斯的实验）
学生：小组讨论回答：只在光下才有绿叶的植物能更新空气。
教师：不错。同学们的预习做得很到位，为自己鼓掌吧！
（板书：4.英格豪斯—绿色植物只有在光下才能更新空气）
教师：英格豪斯的实验设计与前人相比较，改进在什么地方？
学生：小组讨论回答：①.设计了对照实验；②.控制单一变量—有光和无光（黑暗）条件；③.对实验过程进行重复，避免了偶然现象对实验结果的干扰。
教师：说得好。现在思考一下，植物究竟更新了空气中的什么成分？
学生：吸收空气中的二氧化碳，释放氧气。
教师：对的。直到1785年，由于发现了空气的成分组成，人们才进一步明确：绿叶在光下放出的是氧气，吸收的是二氧化碳。现在我们明确了植物在光下通过光合作用可以吸收空气中的二氧化碳，释放出氧气。那么，植物吸收的光能去哪里了呢？
（板书：5.植物在光照时吸收CO2释放O2）
学生：小组思考讨论。（叶绿体,产物，化合物，液泡…….）
教师：（投影显示：）1845年德国科学家梅耶经研究发现，植物在进行光合作用时把光能转变成化学能储存起来了。那么，梅耶得出这个结论的依据是什么呢？
学生：根据小组课前预习，讨论回答：依据“能量的转换和守恒定律”。
教师：不错。能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只是从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另外一个物体，在转移或转化的过程中其总量是会保持不变的。
（板书：6.植物在进行光合作用时把光能转变成化学能储存起来）
那么能量究竟是转化到哪种化学物质中储存起来了呢？
（投影显示：）1864年
德国
萨克斯的实验
学生：各组派代表起来回答。1.先将天竺葵在暗箱中放置几小时；2.再将天竺葵的叶片一半用锡箔纸遮住，另一半曝光；3.一段时间后，将叶片分组置于培养皿中，用碘蒸气处理叶片，观察曝光组和遮光组的颜色变化情况。
教师：非常不错。（投影：萨克斯的实验流程）
学生：派小组代表发言。
教师：分析得非常到位，那么现在就对实验变量进行分析。本实验的自变量是？因变量是？实验组和对照组分别是？
学生：自变量是光照的有无，因变量是叶片有无变蓝色，实验组和对照组分别是：曝光组和遮光组。
教师：根据你们对萨克斯实验的分析，你认为他会得出什么结论？
学生：绿叶在光合作用中产生了淀粉。
教师：是的，根据实验结果曝光的一半呈深蓝色，遮光的一半没有颜色变化，可以证明光合作用的产物中含有淀粉。进一步思考一下：这个实验还说明了什么？
（板书：7.萨克斯—绿叶在光合作用中制造淀粉）
学生：认真分析实验条件并思考：光照！绿叶要在光合作用中产生淀粉，前提是必须在光照条件下！
教师：不错。光照是进行光合作用的必要条件。到现在为止，我们对光合作用的认识可以用下面的式子表示：
在光照条件下，二氧化碳和水在叶绿体中进行复杂的变化，最终生成淀粉和释放氧气。那么，氧气到底是来自水还是二氧化碳呢？
学生：水、二氧化碳……
教师：任何结论的得出都需要有实验作为依托。曾经人们一度认为氧气是来自同为气体的二氧化碳，但是随着技术的进步，为人们解决这个问题提供了技术支持。
（投影展示：1941年美国科学家鲁宾和卡门的实验）
鲁宾和卡门采用了什么先进的方法来进行实验？
学生：同位素标记法
教师：根据已提供的实验材料，如何设计实验？
学生：派各组组长代表发言，也可用简图表示。
教师：根据你们设计的实验分析一下，自变量、因变量分别是什么？
学生：自变量：标记物的不同；因变量：小球藻释放的气体中是否具有放射性。
教师：很好，那么现在预测一下，可能会出现什么实验结果？
学生：充分发散思维，大胆假设。
教师：进行归纳总结：探究性实验的结果虽然可预测的有很多种，但实际结果只会出现一个，鲁宾和卡门的实验结果表明光合作用释放的氧气来自水。
（板书：8.鲁宾和卡门—光合作用释放的氧全部来自水）
到此刻我们已经充分了解光合作用中气体产生的来龙去脉，光合作用除了产生氧气外，还有一个非常重要的作用是产生供给植物生长发育所需的有机物，那么有机物是怎样合成的呢？
学生：二氧化碳（提示：根据有机物含有C元素的说法）
教师：你们的答案是否正确光靠我说的不算，我们来看一下美国科学家卡尔文的研究结果吧？（投影展示：卡尔文的实验）
（板书：9.卡尔文—光合作用中有机物中的碳来自CO2）
教师：卡尔文所采用的科学实验方法与之前的鲁宾和卡门的有何异曲同工之妙？
学生：都采用同位素标记法，不过标记对象不同，后者是C，前者是O，因为探究的对象不同。
教师：很好，到现在为止，我们一起来梳理一下，光合作用这个历时多年的艰巨的探究过程。（组织同学看板书，回顾本节课的内容）结合上节课的内容，是不是有什么时间段给遗漏了？
学生：叶绿体！光合作用场所的的发现！
教师：棒极了！光合作用的探究历程怎么漏掉恩格尔曼的伟大发现呢！
（板书：10.恩格尔曼—叶绿体是进行光合作用的场所）
现在，大家能不能用自己的语言，概述一下光合作用的概念？
学生：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并释放出氧气的过程。
教师：很好。概括光合作用的过程，要留意四点：原料、产物、场所和条件。这样理解概念会更透彻。（投影展示：光合作用的概念）刚才我们体验了科学家们探索发现光合作用的历程，学习了他们的科学研究方法，那么接下来的学习历程中，你们也要试着模仿科学家设计实验的方法，看看自己能否创造性地设计实验探究光合作用的奥秘。
（设计意图：在整个师生互动的过程中，前半部分主要是老师在引导学生认识科学家的实验设计过程，目的是让学生体验科学探究的一般过程：通过观察、发现问题—提出问题、进行假设—制定计划、设计实验—观察实验、获取证据—检验假设、得出结论），并让学生认识到科学发现的艰难、科学研究方法的重要性。后半部分从萨克斯实验开始，着手让学生根据提供的实验材料和用具去设计实验。学生通过自己动手动脑筋去思考如何科学的设计一个实验的过程中，其实就是在体检科学家在设计实验过程中需要具备的基本素质。实验的设计不仅要有整体的思维、清晰的思路和操作的可行性，而且必须遵循对照原则、单一变量原则、重复性原则和科学性原则等。）
六、随堂练习
1、光合作用的产物中，氧气、糖类中的碳、糖类中的氢、糖类中的氧依次来自于（
）
①二氧化碳
②气孔直接吸收
③水的分解
④叶绿素的分解
A．①②④③
B．③①②④
C．③①③①
D．①③①③
2、济南植物园中有一个用透明玻璃围成的热带植物馆，该馆内除了生长着一些热带植物 外，还有少量的以这些植物为食的小动物。
若在馆内释放一定量的用18O标记的氧气，若干天后含有18O的有机物的存在情况是（
）
A.只在植物体内
B.动植物体内均有
C.只在动物体内
D.动植物体内均无
3、德国科学家萨克斯将绿色叶皮放在暗处数小时“饥饿”处理（消耗掉叶片中的淀粉）后，再把叶片的一部分遮光，其他部分曝光。一段时间后，将该叶片经脱色、漂洗再用碘液处理，结果遮光部分不变蓝，曝光部分变蓝。下列有关本实验的分析及结论合理的是（
）
①本实验未设对照组
②有无光照是遮光和曝光区域显示不同结果的唯一原因
③实验初始时遮光和曝光区域均达到无淀粉状态
④实验证明叶绿体利用光能将CO2转变成了淀粉
A.
②③
B.
①②③
C.
②③④
D.
①②③④
七、教学反思：
光合作用是生物界乃至整个自然界最基本的物质代谢和能量代谢，光合作用也真实地显示出生命系统的自主性和高度有序性。初中阶段，学生通过一系列的探索性实验，已初步形成光合作用的概念，而高中阶段为学生提供的光合作用的研究史料，期望学生不仅能从光合作用的发现过程中深化对概念的理解，而且能受到科学家崇高的精神境界的熏陶，领悟科学探究的方法，同时能形成一定科学实验设计的思维，并将其加以应用。课堂上穿插典型练习题，可及时进行强化、巩固知识，达到一定的学习效果。
思考：这四组实验的自变量和因变量分别是什么？
实验目的：探究光合作用的产物是否是淀粉
实验材料：生长状态相同的天竺葵若干株，碘蒸气，烧杯，培养皿，酒精灯，台灯，锡箔纸、暗箱等其他实验器材。
请简要写出你的实验思路。
思考：
（1）萨克斯为何要用碘液来检测光合作用的产物 其他检测试剂为何不可？
（2）实验前暗处理的目的是什么？
（3）为什么让叶片一半遮光，一半曝光？
（4）在碘液处理之前，为何要用酒精进行脱色处理？（请联系上节课：绿叶中色素的提取）
实验材料：生长状况相同的小球藻，台灯，试管，分别用18O标记的H2O和CO2，自然状态下的H2O和CO2，放射性检测仪器等。
1、将生长状态相同的小球藻均分成两组，分别置于两组试管中，编号1和2
2、向1组试管中注入一定量的H218O和CO2，向2组试管注入等量的H2O和C18O2
3、将两组试管置于相同且适宜的条件下，光照相同的时间，检测两组试管释放的气体有无放射性。
卡尔文最终探明了CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径，这一途径称为卡尔文循环。人教版
高中生物
必修1“分子与细胞”
第5章
第4节“能量之源—光和光合作用”第2课时
光合作用的原理和应用
——光合作用的探究历程
教学设计
【教材内容分析】：
本节是人教版高中生物必修1“分子与细胞”第5章第4节“能量之源—光和光合作用”第2课时的内容。学生在初中阶段对光合作用的发现过程的经典实验已经有所了解，对光合作用场所、条件、原理等也有一定的认知基础。
本节内容的学习应该是建立于初中学习基础上的知识的进一步深化。科学发现史历程，实际上揭示了人们对于未知领域探究的思维方法。引导学生学习贯穿于实验设计的科学思维、逻辑推理过程与研究方法，解析蕴含其中的学科思想方法，对学生自主建构概念，掌握光合作用的过程和本质，学习科学研究一般方法，培养科学素养有重要意义。为学生学习光合作用原理奠定基础。
【学情分析】：
1．学生认知发展特点：
高中学生学习动机相对稳定，对事物的认知开始从现象到本质逐步深入，具有一定的分析、归纳的深层思维能力。
2．知识基础：
①
学生通过初中阶段的学习，对海尔蒙特实验，普利斯特利实验，英格豪斯实验，萨克斯实验等有了初步的认识，但同位素标记法，卡尔文循环等内容是新知，需要联系化学知识，进行一定知识铺垫。
②
学生通过初中观察叶片结构的实验、绿叶在光下制造有机物的实验、光合作用释放氧气的演示实验等，已经形成对光合作用概念的基本了解。
3．能力基础：
学生有进行科学探究实验的实践基础，对科学探究方法有初步认识，已掌握科学探究的一些基本的方法。
【教学理念】：
以布鲁纳的发现学习理论为依据，引导学生通过课件动画展示，阅读教材资料，提取信息、分析并发现问题、讨论解决问题，在其过程中构建自己的知识体系、升华自己的情感。
【教学策略】：
本节采用逻辑思维方法教育的教学策略：（1）关注初高中衔接，引导学生联系旧知识进入新学习；（2）学习理解教材内容；（3）辅导学生总结归纳；（4）依据回馈进行校正，深化理解。
【教学目标】：
知识目标：
①概述光合作用发现过程经典实验的背景、原理、内在逻辑、研究结论与产生的新问题。
②学习光合作用探索过程，说明光合作用的原料、产物、条件和元素的来龙去脉。
能力目标：
①通过分析前人设计实验，经历科学探究一般过程；学习生物科学研究的科学方法，能遵循对照
实验原则与单因子变量原则尝试进行实验分析与设计。
②通过小组交流与讨论，培养分析、归纳与表达、交流能力。能对问题的思考、推论等进行顺畅
表达。
情感目标：
①讨论光合作用的发现历程，认同科学发现艰难、漫长曲折的过程；
②关注科学家不惧权威，实事求是、勇于探究的科学精神，
③领略和感悟科学家在探究过程中的科学思维方式（如何去发现问题，分析并解决问题），科学
研究方法的重要性,以及综合利用各学科的成果和研究手段的重要性，确立学科素养。
【教学重点】：通过对科学实验的分析，掌握对照试验的设计原则及变量分析。
【教学难点】：解释光合作用科学试验的原理。
【教学内容】：
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
一、温故知新，引入课题（8分钟）
学习任务1：（8分钟）展示初中光合作用发现史经典实验资料流程图，引导学生完成流程图中右列内容。
学生回顾旧知识
创设情境，引发学生思考，导入新知。激励同学们不要迷信权威，要实事求是、勇于探索，认同科学探究往往需要一个曲折的发展历程。
二、任务驱动，自主探究（31分钟）
学习任务2：（4分钟）提出思考：光能的转化。指导学生读“梅耶的科学研究”小资料，引出结论：植物通过光合作用将光能转换成化学能储存，那么贮存到什么物质中呢？
阅读资料，联系物理学知识总结归纳。
激发思维，引导思考。
学习任务3：（8分钟）回顾流程图中的萨克斯实验。针对实验设计设置问题：①实验中的自变量、因变量、无关变量分别是什么？②为什么要对绿叶进行暗处理？这样做的理由是什么？③对同一片叶子进行一半曝光一半遮光处理，体现了科学研究中的哪些原则？
④实验可以得出的结论是什么？师生共同归纳总结出生物学实验的一般原则：（1）科学性原则（排除干扰因素、正确选材等）（2）重复原则（避免偶然性）（3）对照原则（设置对照组）（4）单一变量原则
学生分析讨论实验，教师引导，共同总结结论。再次巩固科学探究方法所应遵循的基本原则。
利用问题串，引导学生积极思考。在对实验的分析中，深化对科学研究一般方法的理解与应用。
学习任务4：（13分钟）提出问题：光合作用释放的O2到底是来自H2O，还是CO2呢？知识联系：化学学习中区别同一元素的同位素的方法。（如区分氕、氘、氚通常采用的方法是什么？）引导总结：同位素的特点，同位素为什么可以追踪物质的运行和变化规律。学习同位素标记法的概念提出问题：要如何利用同位素法进行实验设计？用什么元素的同位素？分别标记什么物质？可能出现什么实验现象？课件展示：1939鲁宾和卡门利用同位素标记法的实验得出结论：光合作用释放的氧气来自于水提出思考问题：尝试设计用H的同位素来追踪光合作用中的氢原子的转移途径？各小组的实验设计交流与讨论。交流实验感悟。
学生小组讨论，小组代表发言。尝试进行实验设计。各小组交流讨论。师生共同归纳分析鲁宾和卡门实验原理。
引导学生进行学科间知识渗透和迁移运用。激发学生进行科学探究的兴趣。引发思考，进行思维训练，理解实验原理。让学生感悟科学实验设计的严谨与巧妙。进一步检测学生是否理解同位素标记法
学习任务5：（4分钟）提出问题：光合作用的有机物是怎样合成的？课件展示：卡尔文利用同位素标记14C探明CO2中的碳在光合作用中转化成有机物中碳的途径。引入卡尔文循环概念。
学生自主阅读，与小组同学交流学习收获。
培养信息获取能力与表达交流能力
学习任务6：（2分钟）总结归纳出示光合作用概念图：
师生共同归纳概念图。
引导知识整理，学习绘制规范的概念图。指导学生自主建构概念。
三、巩固深化、评价反馈（6分钟）
1、请学生重温经典，简述光合作用的发现过程及其经典实验：①海尔蒙特实验②1771普利斯特利和1779年英格豪斯的实验③1785年人们明确绿叶在光下放出O2，吸收CO2；④1845年梅耶指出光合作用时转化成化学能⑤1864年萨克斯的实验⑥1880年恩格尔曼实验⑦1939年鲁宾和卡门的实验⑧20世纪40年代，卡尔文循环2、请回答以下问题：①普里斯特利实验设计的不足之处：还需要增设无光环境下的对照实验。改进建议：增设不透光的钟罩；或用黑布把玻璃钟罩遮住……②萨克斯实验得出的结论是：光合作用产生淀粉。③恩格尔曼用水绵和好氧细菌以极细光束照射，曝光是作为对照处理，证明了氧气由叶绿体释放出来，叶绿体是绿色植物进行光合作用的场所。④鲁宾和卡门用同位素分别标记CO2和H2O，供绿色植物利用，分析各自放出的氧——证明光合作用释放的氧气全部来自H2O。
师生共同梳理。学生回答，教师纠集补充完善。
锻炼归纳总结与表达能力。教学反馈，查缺补漏，落实教学评价。
教学反思：
重视初高中衔接，体现学习延续性。
本节课的引入利用初中光合作用发现史的流程图，帮助学生回忆初中学习，温故知新。流程图的呈
现高效精炼的展示了光合作用发现过程中的几个重要经典实验，学生在初中知识的基础上展开学习，提高了学习效益，避免了重复学习对教学时间的浪费。
（2）
分析科学发现史，进行逻辑思维训练。
科学经典实验蕴含了丰富的生物学科学方法教育资源，科学发现过程，就是人们探究未知事物，获得新认知的思维过程。实验中体现的科学思维方法，可以有效地提高学生提出假设、设计实验的能力，能帮助学生深刻理解知识、理解科学的本质。设计问题串，引导学生带着问题逐步思考，培养逻辑思维能力，促使学生学习能力得到一定程度的提升。因此，在教学过程中花了较大的比重对萨克斯实验，鲁宾和卡门实验进行分析，目的是为了帮助学生归纳科学探究的一般方法与原则。学生借助学习活动和思维策略解决认知冲突，利用归纳、分析、对比等思维方式来建构新的认知结构，培养了科学思维能力，深化了知识理解。
（3）
引发情感体验，促使科学价值观形成。
学生通过对本节课的学习，感悟到科学的道路的曲折和艰辛，知道科学知识来之不易，任何一项科学成果的取得和发现都是后人在继承前人经验的基础上，经过不断的探究才获得的。这些体会有助于培养学生实事求是的科学态度和坚忍不拔的科学精神，从而形成尊重科学、崇尚科学和献身科学的价值取向，奠定其将来从事科学研究的基础。
（4）
关注迁移联系，帮助知识理解。
本节课涉及到一些物理与化学知识，需要进行物理、化学基础知识补充，才能帮助学生理解同位素标记法，因此，充分研究学生的知识基础，关注学科间的衔接，才能保证课堂教学活动顺利有效开展。
本节课设计中，利用了教材中科学史的潜在教育功能，在引导学生尝试像科学家那样去设计实验、去理性思考，旨在进一步培养学生进行探究性学习的能力，激发学生的创新思维。
（5）
落实教学评价，促进概念深化。
概念的获得是一个知识内化的过程，需要有巩固强化的环节，通过师生互动或是设置思考题，可以帮助学生梳理已掌握知识，建立良好的知识网络体系。
本节课中利用流程图引入学习，利用概念图对学习进行总结与归纳建构概念，首尾呼应。教学评价环节中师生共同回顾光合作用发现史的过程，并利用其中某些经典实验设置习题检测学生的学习目标是否达成，体现了建构主义教学“基于问题解决来建构知识，通过问题解决来学习”的基本思路。
1782年，瑟讷比埃通过实验证明光照时绿色植物吸收二氧化碳，释放氧气。
光合作用的原料是二氧化碳，产物是氧气。
海尔蒙特的柳苗实验与1804年索绪尔实验
水是光合作用的原料
1864年，萨克斯实验
光合作用的产物是淀粉
1880年恩格尔曼证实叶绿素是接受光的色素，叶绿素存在于叶绿体中。
叶绿体是光合作用的场所
1771年，普利斯特利实验
绿色植物能够净化污浊的空气
1779年，英格豪斯重复普利斯特利实验，发现在黑暗中实验失败。
光是光合作用的必需条件《光合作用的探究历程》教学设计
教材分析
本节课为高中必修1《分子与细胞》（人教版）第5章
第4节能量之源——光与光合作用中的内容。第4节包括“捕获光能的色素和结构”、“光合作用的原理和应用”两大部分，其中“光合作用的探究历程”这部分内容往往被许多老师在上课时一带而过，并未加以重视。事实上，光合作用探究过程中的经典实验，从一定程度上反映了科学探究的一般方法，是培养学生科学精神、科学态度和科学研究方法的好素材，为后面众多的实验打下一个良好的感知基础，也为讲述光合作用的原理、过程做好知识铺垫。因此，“光合作用的探究历程”这部分内容相当重要，不容忽视。本节教学设计是该节的第一课时内容。我准备让学生以经典的光合作用研究历史中的重要事件为线索，以光合作用的反应式为主线，遵循科学家的探索思路，总结出光合作用的探究历程。了解科学家探究科学的艰辛历程和学会探究的一般方法，为以后的学习打下基础；同时在学习过程中借助传感器来测定CO2含量的变化，让学生认识到技术的发展在科学研究中的作用。
学情分析
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。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，让学生在问题引导下进行课堂探究活动，是学生顺利由感性认识向理性认识过渡。
设计思想
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”的课程理念来设计教与学的过程。最想突出的处理：
1．还原科学研究的历史面貌，突出生物学的“实验学科”特点；2．结合光合作用的反应式以实验探究贯穿整个教学；3．借助现代生物仪器来开展教学，让学生认识到技术的发展对研究的作用。
四、教学目标
知识：1、光合作用的发现过程（A：知道）
2、光合作用的概念及反应式（C：理解）
能力：1、学生能够正确使用一般的实验器材；
2、学生能客观地描述生物现象，并通过观察提出与生物学相关的问题；
情感态度与价值观：
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”；
2、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
五、教学重点和难点
重点：光合作用的发现过程、光合作用的概念及反应式
难点：光合作用发现过程的几个著名实验的设计思想。
六、教学准备及用具
教师课前完成《验证绿叶在光下产生淀粉的实验》，制备实验过程的投影片，收集相关图片和素材，制备幻灯片，CO2传感器，收集氧气装置等。
七、教学过程
教学环节
教学过程
设计意图
教师活动
学生活动
创设情景、引入课题
播放绿色植物硕果累累的图片【演示幻灯】3.12植物节的标志
学生观察
激情引趣，引起学生对光合作用的重视。
一、光合作用的探究历程
通过这个有意义的活动，我们知道植物对人类有着非常重要的影响，最关键是因为绿色植物能进行（光合作用）。初中我们已经学过了绿色植物在光照下能够吸收（CO2），放出（O2），这个看似很简单的过程是如何发现的呢？今天我们就一起来体验科学家对光合作用的探索历程。
学生倾听，回答
激发学生的探究欲望和学习兴趣。
实验一：1648年，海尔蒙特柳树实验
【演示幻灯】
“公元前3世纪，古希腊科学家亚里士多德提出，植物生长在土壤中，土壤是构建植物体的唯一原料。”→提出问题：事情果真这样吗？教师：这种观点对于当时的科学发展水平而言还是比较先进的，因此在较长的一段时期内被奉为经典。
学生大胆猜想
通过情景导入使学生尝试提出问题，作出假设。情感教育。
教师：一直到17世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特做了一个简单而有意义的实验，一切才开始改变。【演示幻灯】海尔蒙特(Helmont)柳树实验装置（教师简述实验的过程）得出结论：水分是建造植物体的唯一原料！（板书——H2O）
学生倾听，思考
培养学生的理解能力。
进一步提问：你同意海尔蒙特的观点吗？
忽略空气对植物的影响。
提出矛盾，激发学生思考，再逐步释疑，效果更好。
实验二：1771年普里斯特利实验
【演示幻灯】普里斯特利的两组实验图片
观看图片演示
观察能力的培养
根据实验内容，提出问题
1、这两组实验的现象是什么？
单独密封的蜡烛很快熄灭、老鼠很快死去，与绿色植物一起的蜡烛暂时不会熄灭、老鼠会存活很长时间。
了解对照实验原则、单因子变量原则实验中的相关应用。
2、有无植物的两组实验装置，起什么作用？
实验说明什么问题？
对照作用、绿色植物可以
更新空气。
实验三：利用CO2传感器开展实验，检验两个问题：一、光的重要性；二、光照下CO2会减少
普里斯特利的实验说明了空气对植物体是有影响的，但由于科学水平的限制，他并不知道植物更新了空气的哪种成分，当然现在我们知道所更新的是氧气，吸收的是二氧化碳。他的实验成果是很伟大的，在当时引起了很大的反响，但其他科学家在重复他的实验时，发现实验时而成功，时而失败，这到底是为什么呢？事实证明该实验只有在光下才能成功。（板书——光）那我们今天利用现代仪器来检验在密闭空间内，光对绿色植物吸收CO2的影响。教师介绍实验的装置，包括CO2传感器、数据收集器、玻璃钟罩、天竺葵等。环节一：教师现场演示实验：把天竺葵放置钟罩内，用不透光的材料把钟罩遮住，打开CO2传感器，看下在黑暗中CO2含量的变化？（预期结果——上升，说明植物体的生长与光有关系）环节二：用CO2传感器来测密闭的钟罩内CO2的含量下降，验证了普里斯特利实验，植物体吸收的是CO2。（板书——CO2）环节三：利用现有的装置我们能够进一步探究的课题：探究光照强度对光合作用的影响？（自变量：光照强度，用台灯的数目来控制；因变量：相同时间内CO2下降的幅度）
学生大胆猜想。
学生体会到成功需要通过不断的实践才能获得的。
学生倾听、观察学生结合所学的知识发表自己的看法
让学生认识到技术的发展在科学研究中的作用。锻炼观察能力及语言表达能力
实验四：（重复）英格豪斯实验
关于氧气的变化，我们可以采取这套装置，引出英格豪斯的实验：【演示幻灯】英格豪斯的金鱼藻集气排水实验图片（教师讲述该装置组成）教师动手演示：金鱼藻在光下产生的气体是带火星的木条复燃，得出结论：产生的气体是O2（板书——O2）
学生分组展开实验。确定了植物起到
“净化”空气的作用。
能够正确使用一般的实验器材；培养学生尊重科学且用发展的观点看待科学、树立辨证的科学观
。
实验五：1864年，（重复）德国萨克斯实验
教师问：反应式平衡了吗？当中的C与H等元素变成什么物质了呢？为了寻找这一问题的答案，有一位科学家（萨克斯）做了一个经典的实验，指导学生看书P102萨克斯的实验。老师在课前按照他的实验步骤做了一个实验，我们一起来看看到底经典在哪里？【演示幻灯】将盆栽天竺葵放到黑暗处一昼夜，然后让一个叶片一部分曝光，一部分遮光。过一段时间后，把这个叶片放入盛有酒精的小烧杯里，隔水加热，除去叶片含有的叶绿素，再滴加碘酒，发现遮光的部分无颜色变化，曝光的一部分则呈深蓝色思考三个问题：1．为什么对天竺葵先进行暗处理？2．为什么让叶片的一半曝光，另一半遮光呢？3．这个实验说明什么问题？
倾听，认真观看，提出问题。讨论答出：1．暗处理是为了将叶片内原有的淀粉运走耗尽。2．部分遮光部分曝光，是为了进行对照。3．碘遇淀粉变蓝，结果证明绿叶在光下制造了淀粉
锻炼学生的观察能力以及表达和交流能力。感受科学发现过程，提高学生探索求实的科学素养。进一步培养学生科学实验探究的原则和方法
自然过渡
到这里我们已经能写出光合作用的反应式，（板书——（CH2O））：设疑：这一整个化学反应过程是发生在整个植物细胞中呢？还是集中在细胞中的某个区域？
学生思考，猜想
实验六：1880年恩格尔曼实验
【演示动画】恩格尔曼的实验过程
观察思考
根据现象（结果）推出正确的结论，培养学生逻辑思维、推理、判断能力。
现象：装片中好氧细菌分布在叶绿体所有受光部位的周围。
结论：氧气是由叶绿体释放出来的，叶绿体是光合作用的场所，光是条件。
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）2、为什么选黑暗且没有氧气的环境？
（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）3、为什么先用极细光束照射水绵，而后又让水绵完全曝露在光下？（证明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）4、实验结论是什么？（光合作用的场所是叶绿体，产物是氧气，条件是光照）板书——叶绿体
学生思考并尝试回答
二、小结
所以为反应光合作用的实质，其反应式又可以表示为：通过反应式，师生共同总结出光合作用的概念：绿色植物通过叶绿体,利用光能,把二氧化碳和水转化成储存着能量的有机物,并且释放出氧气的过程。
通过学生主动参与建构概念的整个过程，加深对概念的理解。培养学生提炼和归纳能力。
八、作业布置
完成课后习题。
九、同行的点评：
生物组刘会坚老师的课题是《探究光合作用的探究历程》，这节课充分体现了《课标》中“面向全体学生，提高生物科学素养，倡导探究性学习”的课程理念，鼓励学生主动参与，勤于动手，乐于探究，有利于培养学生的创新精神，着眼于学生终身学习的需要，是一节难得的好课。
一、教学目标具体、明确，符合课标精神
会坚老师在课堂上充分落实了新课标的教学理念，通过还原当年科学家发现光合作用探究历程过程的实验，有些在课堂上现场演示，引导学生动脑、动手，通过亲自动手操作，学生的印象深刻，提高学生的动手操作能力；同时本节课在初中基础上渗透了对照实验中的基本原则（单一变量）等，进一步提升了学生分析问题和解决问题的能力，三维目标得以成功实现。
二、以学生为中心，符合学生发展实际
可以感受到，会坚老师的这节课是做了充分准备，花了很多的心思。整堂课的教学设计以“问题”为主线，从光合作用的反应式为基点，通过一个一个的小问题，一步一步引导学生思考，最终让学生体会到光合作用是这样被发现的。问题的设计由浅入深，符合中学生的认知规律，所以学生能积极主动的参与讨论，质朴不做作。课堂上鼓励学生积极思考，课堂气氛活跃，学生的表达力，思考力，想象力在课堂中逐渐养成。
三、内容编排合理，教材处理得当
新课程要求教师做教材的研究者和参与者，要学会用教材教，平时教学可以根据自己的实际需要，对教材的内容进行适当的整合，包括加减，调序等。本节课仅仅围绕着光合作用的反应式出发，在萨克斯实验的基础上进一步分析光合作用的场所，引出恩格尔曼的实验，对教材进行了整合，符合发现的基本规律，衔接顺畅，可见会坚老师对教材的钻研和整合能力很强。
四、充分应用了现代生物仪器，提高教学水平
在本节课上，会坚老师很好地展示了现代仪器CO2传感器在教学中的应用，在课堂上借助现代仪器将密闭中的植物在光照下CO2的减少量显示出来，将看不见摸不着的物质形象化，直观化，让学生有种豁然开朗的感觉，这也是本节课的亮点，同时会坚老师在仪器操作方面也相当地娴熟。
这节课给听课同行以示范，为大会献上一节精彩的科学探究学习课例，获得与会专家和同行的一致好评。
图1－教师展示实验仪器
图2－陕西师大张迎春教授和省普教室林建春老师（点评）
图3－专家、老师在倾听《光合作用探索历程》教学设计
一、教材分析
教材内容：本节课是必修一《分子与细胞》（人教版）中第5章“细胞的能量供应和利用”的第4节“能量之源——光与光合作用”中“二、光合作用的原理和应用”的第一课时内容“光合作用的探究历程”。光合作用相关知识，是整个高中阶段的重点，也是高考必考的知识点。但是这部分内容往往被许多老师在上课时一带而过，并未加以重视。事实上，光合作用探究过程中的经典实验，从一定程度上反映了科学探究的一般方法，是培养学生科学精神、科学态度和科学研究方法的好素材，为后面众多的实验打下一个良好的感知基础，也为讲述光合作用的原理、过程做好知识铺垫。因此，“光合作用的探究历程”这部分内容相当重要，不容忽视。地位作用：本节教学内容是对初中光合作用基础知识的进一步深化，更具体地阐明了光合作用发现过程中的几个著名实验。通过光合作用的探究历程让学生学习几位科学家实验设计的方法和巧妙之处，体验和认识科学研究的过程，并初步掌握简单的实验设计方法，学会具体的科学研究思路和方法，逐步形成科学探究的科学素养，为以后深入学习实验设计的方法、步骤和解题思路打下基础。
二、学情分析
由于在初中生物课中学习过有关光合作用的知识，高二学生对光合作用已经具有粗浅的了解，但是，对于光合作用的发现历史却较为陌生，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，对实验现象和结果进行解释、分析和处理的能力还教弱。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，对事物的好奇心强，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。故在教学中，教师要尽量创设学生活动的机会，通过设置适量的问题情景，让学生成为学习活动的主体，激发学生的学习兴趣，培养分析、归纳、概括的能力。
三、依据标准
课程标准：说明光合作用以及对它的认识过程。2014年福建省理科综合考试说明：具备验证简单生物学事实的能力，并能对实验现象和结果进行解释、分析和处理。
四、设计思路
本节课以“光合作用的探究历程”为主线，遵循科学家的探索思路，通过对几个经典实验的讨论分析，采取“提出问题—作出假设—设计实验—进行实验—分析实验—表达与交流”的教学方法，层层递进，环环相扣，让学生对科学探究有一个比较完整的认识，从中领悟科学探究的原则和一般方法。在教学中，采用多元化的教学方式：利用图片、动画等教学手段，让学生对实验过程有直观感性的认识；通过学生课前设计实验，实施实验，充分调动学生学习主动积极性；把学生分为若干小组活动，使学生在较短的时间内确定实验方案，培养团队合作精神；通过师生共同总结并同步板书，让学生更深入地理解光合作用的概念和总反应式中的各个部分；通过课堂实验设计，及时加深巩固本节课所学习、涉及到的实验原理和方法，培养学生的科学素质和创新精神。在探究问题的过程中，使学生感受到知识产生与发展是受当时科学发展水平限制的，并通过一些具体的数据：2000多年前，500多次、让学生体会到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，更好地理解为什么说生物学的发展史就是一部众多生物学家不计个人名利为科学事业奉献毕生精力的奋斗史，对学生进行情感教育，这也是本节课的重中之重。
五、教学策略
1.随即进入式策略：创设诗情画意的画面，直接引入新课，激发学生学习兴趣。2.支架式策略：通过几个科学家的经典实验的过程、结果和分析总结出变量的判断、控制的方法，以及实验设计基本原则，进而进行简单的实验设计。3.自主学习策略：在教师问题引领下，通过阅读梅耶的推论、卡尔文循环和同位素标记法的内容，提高自主学习能力。
六、教学目标
知识和技能目标：（1）会评述光合作用的发现史；（2）能写出光合作用总反应式。过程和方法目标：（1）分析普利斯特利的实验，初步学会应用单一变量原则；（2）分析英格豪斯的实验，初步学会应用等量性原则；（3）分析海尔蒙特、普利斯特利和英格豪斯实验的自变量、因变量和无关变量的控制，能完成简单的实验设计。情感态度和价值观目标：认识到科学发展的艰难、科学研究方法的重要，感悟科学家崇高的精神境界、实事求是的科学态度。
七、教学重点和难点
项
目
内
容
解
决
措
施
教学重点
1．光合作用的探究历程；2．实验设计的基本原则和方法。
1.利用多媒体课件中的文本、图片加上学生的自学以及教师的引导，结合光合作用总反应式进行梳理、总结。2.通过分析海尔蒙特的实验方法、结果和结论，初步理解实验设计中要排除无关变量的影响；分析普利斯特利的实验方法、结果和结论，初步学会应用对照原则和单一变量原则；分析英格豪斯的实验方法、结果和结论，初步学会应用等量性原则。在分析每一位科学家的实验时都不断地强调基本原则和变量的判断、处理并让学生自己设计一个简单的实验，课堂练习巩固。
教学难点
实验设计的方法
同上第2点
八、教学准备
多媒体设备、教学课件、实物展示平台（展示学生的实验结果）等。
九、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
教学媒体（资源）
设计意图、依据
（一）创设情景引入课题
【展示清新图片】同时播放音乐--清晨.MP3以题头诗引入：
请学生朗诵新叶沐浴着和煦的阳光，鸟儿在绿叶间尽情欢唱：“是你给了我生命的甘露，是你给了我无穷的能量！”
观看美景、聆听清脆的鸟儿叫声，朗诵优美诗句
PPT课件，图片
以诗情画意，创设情景，激发学生兴趣和求知欲。
（二）回眸历史亚里士多德的观点
【思考】植物为什么长大 所需的营养物质来自何处？【出示资料】2000多年前，古希腊哲学家亚里士多德根据经验推测得出结论：“植物是由土壤汁构成的”。【讲述】果真是来自土壤吗？亚里士多德的结论实际上只是一个经验上的推测，并没有进行相应的科学实验。
倾听、思考、回答问题
PPT课件，文本、图片
使学生认识到科学的结论的得出需要严谨的实验为基础。
①海尔蒙特的柳树实验
【讲述小故事】开启探索之旅【出示资料】海尔蒙特的柳树实验。【提问】如果亚里士多德的结论是正确的，推测一下，5年后柳树增加的重量与土壤减少的重量是怎样的关系？
观察、思考、分析、回答问题
PPT课件，文本、图片
故事引入，再次激发学生学习兴趣。让学生学会科学推测。
【出示资料】海尔蒙特的实验结果：柳树重量增加了76.43kg而土壤只减少了约0.1
kg。【引导学生思考回答】1.海尔蒙特的实验可以得出什么结论？2.海尔蒙特在实验设计中，考虑到土壤要已知“干重”、要“加桶盖”，只用“纯净的雨水”，有何意义？【归纳总结学生的答案】排除无关变量对实验结果的影响。【副板书】排除无关变量【引导学生思考回答】柳树真的只需要水就能长大吗？海尔蒙特忽视了哪些因素？
观察、思考、分析、得出结论并回答问题思考并回答问题
PPT课件，文本、图片
培养学生分析问题的能力，以及面对现象提出合理假设的能力。
②普利斯特利的实验
【展示本堂主题思路】科学探究的一般历程
回忆并回答问题
PPT课件，文本、图片
初步建立科学探究的能力
【引导讲述】引导学生根据科学探究一般历程写出普利斯特利实验方案
观察、分析、思考、得出结论并回答问题
PPT课件，文本、图片
培养学生分析问题的能力以及通过现象得出合理结论的能力。
普利斯特利的实验可以分成两个实验【提问】实验的自变量、因变量分别是什么？对照组和实验组分别是？玻璃钟罩的作用 【提问】这个实验说明了什么问题呢？结论是？该实验体现出实验设应遵循什么原则。【总结】该实验体现了实验设计的“对照原则和单一变量原则”。写【板书】
观察、分析、回答问题
PPT课件，文本、图片
分析实例学会运用实验设计的基本原则。
③英格豪斯的实验
【承上启下】有人重复他的实验，但不能成功，这是为什么呢？请“荷兰的英格豪斯”，针对这个问题给大家作简要的报告。【提问】这个实验结论是？该实验体现出实验设应遵循什么原则。【总结】该实验体现了实验设计的“等量性原则”以及对照原则和单一变量原则。【板书】等量性原则
“英格豪斯”扮演者：课件演示普利斯特利实验的实验方案，并指出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
PPT课件，文本、图片
分析实例学会运用实验设计的基本原则。
【提问】由于当时化学发展水平的限制，不清楚植物吸收、释放气体的成分，同学们根据现有的知识，知道是什么吗？【讲述】直到1785年，随着化学学科的发展，发现了空气的组成成分，人们才明确绿叶在光下放出的气体是氧气，吸收的气体是二氧化碳。可见生物科学的发展需要建立在其他学科的基础上。
其他学生回答：吸收CO2，放出O2。
使学生体会科学的研究需要不懈的努力，认识科学是逐渐发展的过程，不同学科在科学发展过程中相互促进。
④梅耶的推论
【过渡】在这一过程中，光能哪去了？请“德国的梅耶”，谈谈他的看法。【提问】光能转换成化学能，贮存于什么物质中呢？指出植物在进行光合作用时，把光能转换成化学能储存起来。【过渡】植物光合作用除了释放氧气，还产生什么物质呢？
思考，倾听“梅耶”扮演者用课件显示能量转换和守恒定律
PPT课件，文本、图片
培养学生自学能力。
⑤萨克斯的实验
【布置课前探究】给学生提供实验材料，让学生设计实验，并让“萨克斯”扮演者介绍实验实施方案（根据科学探究一般历程）【提问】1.实验前为什么要将植株放在暗处几小时？2.为什么一半曝光一半遮光？3.在光下培养一段时间的目的？4.酒精脱色的目的是？5.为什么最后叶片一半变成蓝一半不变蓝？【播放动画】萨克斯的实验过程【提问】1.实验中自变量和因变量分别是什么？对照组和实验组分别是什么？2.该实验的结论是什么？【总结】
“萨克斯”扮演者介绍萨克斯实验实验过程及展示各组的课前提前做的实验现象。（每组遮光的性状位置有点差别，共5组思考回答问题结合动画，观察、分析、思考、得出结论并回答问题。
PPT课件，文本、图片
进行实验设计能力的培养，学习该实验设计的巧妙之处。
课堂巩固练习
设计实验证明光合作用需要二氧化碳。【总结】实验设计
小组合作讨论完成实验设计，进行交流。
PPT课件，文本、图片
进行实验设计能力的培养。
⑥恩格尔曼的实验
【出示资料】水绵的细胞结构模式图，介绍水绵和好氧细菌的特点【播放动画】简述实验一，二的过程【提问】1.实验中自变量和因变量分别是什么？对照组和实验组分别是什么？2.该实验的结论是什么？3.讨论实验中有什么巧妙之处？为什么水绵和好氧细菌是合适的实验材料？实验是如何控制实验条件的？【总结】
倾听、观察、分析、思考、得出结论并回答问题。
PPT课件，文本、图片
进行实验设计能力的培养，学习该实验设计的巧妙之处。
鲁宾、卡门的实验
【提问】产物氧气中的氧元素是来自反应物中的二氧化碳还是水呢？【播放动画】鲁宾和卡门实验【讲述】介绍同位素标记法及鲁宾和卡门的实验。【提问】1.实验中自变量和因变量分别是什么？对照组和实验组分别是什么？2.该实验的结论是什么？【总结】
阅读教材中有关同位素标记法的内容。倾听、观察、分析、思考、得出结论并回答问题。
教材，文本PPT课件，图片
培养学生自学能力。
卡尔文循环
【过渡】光合作用的探究到此结束了吗？光合作用产生的有机物中的碳
，是否来自CO2呢？【讲述】简介卡尔文循环。
阅读教材中有关内容。
教材，文本
培养学生自学能力。
探索历程小结
与学生一起按时间轴总结教材中光合作用探究历程每位科学家的实验结论。
回答科学家的实验结论。
PPT课件，文本
梳理本节内容，学生能简述光合作用的探究历程。
（二）课堂小结
请学生用用文字表述光合作用的概念并用反应式表示（用文科手笔写出生物浪漫：“你是阳光，我是叶绿体，只有遇见你，我才能释放氧气”）
尝试写出光合作用反应式。
培养学生总结归纳的能力。
【指出科学发展的道路是很艰难的】流传千年的真理，在不经意间蜕变，一个简单的实验，开启了光合作用发现史的新纪元。亚里士多德的哲言，由定论转为铺垫，一个个学者，因为踏上了巨人的肩，他们的视野才更高更远。氧气如何产生？怎样更新二氧化碳？……光合作用的无数谜题，逐一揭示出答案。每一个新的发现，都足以让生物学界震撼。更多的奇迹，无穷的奥秘，等待我们去探索，等待我们去发现……总结：生物学的发展史就是一部众多生物学家奉献毕生精力的奋斗史。
感悟科学道路的艰辛
PPT课件，文本
情感上得到升华
（三）课堂练习
幻灯片22、23，24,25的练习题（共4题）
解题
PPT课件，文本
实验设计基本原则的巩固练习。
十、板书设计
第4节
能量之源——光与光合作用一、光合作用的发现过程
1.亚里士多德的经验推测
2.海尔蒙特的柳树实验——光合作用原料H2O的证明3.普里斯特利的实验——植物可以更新空气4.英格豪斯的改进实验——光合作用条件光的证明5.梅耶能量守恒定律——光合作用时把光能转变成了化学能6.萨克斯的实验——光合作用产物淀粉证明7.恩格尔曼的实验——光合作用产物O2和场所叶绿体的证明8.鲁宾和卡门的同位素标记实验——证明O2的来源9.卡尔文的实验——证明有机C的来源二、实验设计时要遵循的原则——对照原则，单一变量原则，等量性原则，可重复性原则三、光合作用的概念四、光合作用总反应式
十一、教学反思、总结
本节亮点：教学思路清晰，课堂气氛活跃，通过多种形式的活动大大地提高了学生的的学习兴趣，如开头以诗情画意，创设情景，激发学生兴趣和求知欲，后面通过几个科学家的经典实验的过程、结果和分析总结出变量的判断、控制的方法，以及实验设计基本原则，最成功的是让学生针对萨克斯实验课前设计实验，实施实验，从而充分调动学生学习主动积极性，培养学生的团队合作精神，另外还有一个亮点是让学生当堂进行简单的实验设计，大大地培养了学生的科学精神，科学态度，科学素养，设计实验，分析实验的能力，以及得到了科学道路艰辛的情感教育。本节缺点：①因变量和因变量的观测指标没有仔细交代②出先单一变量原则和等量原则概念性的重复③水绵植物口误说成是单细胞藻类④遮光的目的最好将
“消耗营养物质”改为“消耗淀粉”
希望今后能更加努力，扬长避短，争取能把课上得更加精彩！
