北京版七年级生物上册第四章《第二节 绿色植物的光合作用》教学设计

教 学 基 本 信 息
课题
第四章 第二节 绿色植物的光合作用
学科
生物
学段：初中七年级上学期
相关领域
植物学
授课教师
姚洁 北京市牛栏山一中实验学校
教材
书名：北京市义务教育教科书
出版社：北京出版社 出版日期： 2013年6月第1版
指导思想与理论依据
建构主义认为:概念是学习者在一定的情境即社会性背景下，借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，利用必要的学习材料，通过意义建构的方式而获得的。依据皮亚杰的观点， 学生的学习、概念的形成是同化、顺应的认知过程。
生物学课程标准强调关注重要概念的学习。围绕生物学重要概念来组织和开展教学活动，能有效地提高课堂效率，有助于学生对知识的深入理解和迁移应用。 根据上述思想和理论，本节课的设计是：以黑藻为实验材料，通过创设问题情境，引导学生通过“绿叶在光下是否会制造淀粉这样的有机物？”“光合作用是否产生了氧气？”“光合作用是否需要二氧化碳？”三个探究实验，完成光合作用概念的构建。同时训练学生的实验分析能力和实验操作能力，培养学生严谨求实的科学精神。
教 学 背 景 分 析
教材分析：
本节课是七年级上册第四章《生物体的营养》第二节《绿色植物的光合作用》里的第二部分内容，是在认识了“光合作用的主要器官—叶”上进一步探讨绿色植物的光合作用。
本节内容课程标准要求学生能阐明绿色植物的光合作用，概述绿色植物为许多生物提供食物和能量，说明绿色植物有利于维持生物圈的碳氧平衡，举例说出绿色植物光合作用原理在生产上的应用。
本节课教师需要引导学生通过“绿叶在光下是否会制造淀粉这样的有机物？”“光合作用是否产生了氧气？”“光合作用是否需要二氧化碳？”三个探究实验帮助学生完整构建光合作用的概念。同时，帮助学生认同绿色植物在生物圈中的重要地位，树立起爱护绿植和保护环境的社会责任。
学情分析：
(1)学生已有的认知和技能
通过之前的学习，学生对光合作用已有所了解，知道“光合作用的主要器官—叶”，“叶肉细胞的功能，进行光合作用，制造有机物”，所以教学设计的起点，就从这里开始。教师通
过为学生创设问题情境，提供形式多样的学习材料，让学生通过思考和尝试去进行探究实验，符合学生的认知规律。同时学生已初步掌握了探究实验的基本原则和步骤，能够设计简单的实验，喜欢动手操作，具有一定的与他人合作学习的生物学探究的能力。
(2)学生在学习过程中可能存在的困难
初一学生对于新材料、新情境的分析能力有待提升。
教学策略：
由学生已具有一定的探究能力，因而本节课将验证性实验变为探究性实验，选用光合作用效率较高的黑藻作为实验材料，指导学生于课前完成解析“绿叶在光下是否制造了淀粉这样的有机物”“光合作用是否产生了氧气”“光合作用是否需要二氧化碳”的探究主题，并以小组为单位，确定探究目标，运用实验原理，自行设计探究方案。这样不仅很好的激发了学生的学习兴趣和主动学习的热情，同时还进行了思维训练和动手操作能力的锻炼。
重视实验后的分析与讨论过程，培养学生务实、严谨的科学态度。在教学中，既要鼓励学生积极分析问题，更要引导学生正确的进行观察描述。在分组实验中，强调小组合作、规范操作。
教学重点：
?理解光合作用的实质和其对生物圈的重要意义。
教学难点：
1、完成“绿叶在光下是否制造了淀粉这样的有机物”的实验探究。
2、构建光合作用的概念。
六、 学 习 目 标：
（一）知识目标：
1、概述光合作用的原料、产物、条件和场所
2、阐明光合作用的实质
（二）能力目标：
1、利用给定材料，设计简单实验，证明光合作用的原料、产物、条件和场所
情感、态度、价值观目标：
1、通过探索实验，初步领会生物科学探究的一般方法，养成实事求是的科学态度。?
2、认同绿色植物在生物圈的重要角色，树立环保意识。
教学流程
教 学 过 程
教学 环节
教师活动
学生活动
设置意图
环节一
导
入
环节二
新课讲解
温故知新
【提问】为什么说叶是光合作用的主要器官？
【提问】那同学们能不能设计一个实验来探究一下光合作用究竟产生了何种有机物？
探究一
教师课前给出学习材料，引导学生确定并提出如下科学问题“绿叶在光下是否会制造淀粉这样的有机物？”
教师进一步追问
Q1：怎样才能证明这种有机物是淀粉呢？
出示资料：淀粉遇碘液变蓝。
Q2：直接将碘液滴加在绿叶上行吗？怎么办？
Q3：本实验要研究的变量是什么？如何设置对照？
教师指导学生在高倍镜（40×）下分别观察照光组和遮光组叶片脱色前、脱色后、染色后叶绿体的颜色变化。
展示实验结果图片，引导学生分析讨
论。
【提问】光合作用的产物除了有机物还有没有其他物质？
教师讲述普里斯特利实验
并得出结论植物产生了某种气体可以更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气。
探究二
教师课前给出学习材料，引导学生确定并提出如下科学问题“光合作用是否产生了氧气？”
教师进一步追问Q1：如何将植物光合作用产生的气体收集起来呢？
出示资料：排水集气法收集气体。
Q2：怎样才能证明这种气体是氧气呢？
根据现场展示的实验现象引导学生分析讨论。
【提问】植物的生长是不是也需要由于蜡烛的燃烧或动物的呼吸而变得污浊的空气呢？
展示教师依据普里斯特利实验所做的拓展实验来引出探究三。
探究三
教师课前给出学习材料，引导学生确定并提出如下科学问题“光合作用是否需要二氧化碳？”
教师给出资料：有一种化学试剂BTB（溴麝香草酚蓝）水溶液颜色变化可反映出水中二氧化碳含量变化，原理如图所示。
根据现场展示的实验现象引导学生分析讨论。
教师讲述光合作用除了需要二氧化碳以外还需要水作为原料。
幻灯片展示产物、条件、原料、场所、氧气、水、二氧化碳、淀粉、叶绿体、光这些词，然后引导学生利用上述名词，加上适当的连接符（加号、箭头、等等），构建光合作用的反应式。
根据光合作用的反应式帮助学生分析光合作用的意义（物质合成、能量转化、环境保护）。
继续完善光合作用的反应式
解决了老师提出的3个问题后，第一组学生代表介绍实验材料黑藻，视频汇报该探究实验的实施过程
1、2组学生制作照光组脱色前、脱色后、染色后黑藻叶片的临时装片，3、4组学生制作遮光组脱色前、脱色后、染色后黑藻叶片的临时装片，显微镜下观察叶绿体的颜色，完成任务单。
小组分析讨论实验结果，得出结论：
1、绿叶在光下制造了淀粉
2、光是光和作用的必要条件
3、叶绿体是光合作用的场所
思考
倾听
思考并回答问题
解决了老师提出的2个问题后，第二组学生代表视频汇报该探究实验的实施过程并现场检验气体成分。
小组分析讨论实验结果，得出结论：光合作用产生了氧气
倾听，思考
倾听
第三组学生代表视频汇报该探究实验的实施过程并现场展示实验结果。
小组分析讨论实验结果，得出结论：光合作用需要二氧化碳
尝试构建光合作用的概念
温故知新，引出让同学设计一个实验来探究一下光合作用究竟产生了何种有机物？
依托学生课前实验设计准备，课上通过学生分组实验，在显微镜下观察黑藻叶片在不同处理下叶绿体的颜色变化，让学生从宏观认识进一步提升到微观认识，认同了叶绿体为光合作用的场所，形成了结构与功能相适应的生物学观点。同时得出结论：1、绿叶在光下制造了淀粉。2、光是光和作用的必要条件。3、叶绿体是光合作用的场所。从而锻炼学生的动手实践能力。培养学生对可观察现象的描述能力，培养学生尊重事实，收集证据的能力。
通过兴趣小组的实验展示，增加同学们对实验结果的认同感，一起收集证据从而得出结论光合作用产生了氧气。
通过老师的探究实验，自然而然引出探究植物的生长是不是也需要由于蜡烛的燃烧或动物的呼吸而变得污浊的空气。
通过兴趣小组的实验展示，增加同学们对实验结果的认同感，一起收集证据从而得出结论光合作用需要二氧化碳
通过三个探究实验完整构建光合作用的概念，引导学生理解光合作用的实质和其对生物圈的重要意义，从而树立环保意识。
环节三应用提升
光合作用原理的应用
1、教师讲述合理密植、间作套种。
2、从合理利用光照的角度为我校开心农庄设计植物配置方案
倾听思考
运用知识，解决生活生产实际问题
板书设计
光合作用
学习效果评价
通过科学探究实验，逐渐发展了学生实事求是的科学态度，学生通过自己观察，探究和总结，完整构建了光合作用的概念，理解了光合作用的实质和其对生物圈的重要意义，认同绿色植物在生物圈的重要角色，树立环保意识。通过课后联系反馈来的信息发现学生对本节课的知识理解较为透彻，也会指导生活，达到了预期的效果。
教学设计特色说明
一、优选材料，创新设计，完整构建光合作用概念
生物学概念的建构需要丰富的事实提供支撑，而观察和实验是获取事实、形成概念的重要途径。在本实验设计中，我们优选材料，创新设计，以黑藻为实验材料完成光合作用产生有机物、光合作用产生氧气、光合作用需要二氧化碳、叶绿体为场所和需要光照条件等一系列实验，把教材中相对分散的内容进行重新编排，相较于课本中运用天竺葵进行实验，不仅实验简便高效，可操作性强，成本低廉，实验效果直观，更重要的是，这种设计有利于学生运用黑藻一种实验材料在相对集中的时间内构件多个下位概念，最终形成完整的光合作用概念，具有更好的连贯性。
在探究“光合作用是否会产生淀粉这样的有机物”的实验中，在显微镜下观察黑藻叶片在不同处理下叶绿体的颜色变化，让学生从宏观认识进一步提升到微观认识，认同了叶绿体为光合作用的场所，形成了结构与功能相适应的生物学观点。
科学探究，练思维，重实践，增趣味
将课本中的验证性实验转变为探究性实验，在课前准备和教学过程中，让学生亲历材料选择，实验设计，实验操作和结果分析等一系列探究活动过程，任何一个学习目标的达成，均是通过学生自己观察，探究和总结，这样的学习过程自觉主动，充满乐趣，充分体现了学生的主体作用，培养学生实验设计能力和分析解决问题的能力，养成实事求是的科学态度。