光合作用與能量轉化論證式教學設計

韓景剛

中圖分類號：A?文獻標識碼：A?文章編號：（2021）-40-014

一、教材分析

“光合作用與能量轉化”位于人教版高中生物學必修1第5章第4節，通過分析光合作用的不同階段逐步揭示光合作用過程中發生的物質及能量變化。通過對光合作用過程的學習可加深學生對細胞代謝的認識并能夠為影響光合作用的學習打下基礎。因此本部分內容是高中生物學學習的核心內容。

二、學情分析

在知識方面，關于“光合作用的原理”這部分內容，通過調查發現，學生存在“水分構成生物體、光合作用產生O2中的氧原子來自于CO2或H2O和CO2、光合作用過程中光能轉變為有機物。”等前概念，并且此時學生已經知光合作用發生的場所;能力方面，學生能夠根據所給出的資料進行推斷和總結，并能根據資料對所得結論進行辯駁，但是這一能力還需加強;思維方面，學生對科學史的學習比較感興趣，但是無法以批判的思維對其進行分析。

三、教學目標

通過學習光合作用的原理，說明植物細胞吸收二氧化碳、水，接受光能，并將物質轉化為氧氣和有機物，并將能量轉化為有機物中的化學能。

通過搜集論證有關資料，并通過分析已有資料對提出的觀點，以及前概念進行辯駁，提示批判思維以及對信息總結歸納的能力。

通過學習科學家們探究光合作用過程的實驗，能夠嘗試進行探究實驗的設計，預測所得結果并對結果進行分析。

通過認識光合作用過程中涉及的物質，能夠為農作物的產量提升提出建議。

四、教學重點

光合作用的過程

五、教學難點

運用論證式教學進行概念模型建構，并論證和完善概念模型

六、教學過程

（一）創設情境，導入新課

播放向日葵等植物向光生長現象的視頻。

教師介紹：萬物生長向太陽，我們通過對光合色素的學習，知道是他們吸收太陽光，來進行植物的光合作用，那么植物的光合作用到底是如何進行的呢？其中涉及了怎樣的變化過程？多位科學家為解決這一現象展開了探究。進而引出本節內容，教師提供資料。并將學生進行合理分組，展開論證式教學。

設計意圖：通過創設論證情境，結合學生生活經驗，使得學生對于本部分接下來的學習能夠更加有興趣。

（二）材料展示，簡單論證

展示光合作用探究歷程資料，引導學生建構光合作用概念模型并進行簡單論證

PPT展示資料一：海爾蒙特實驗

揭示海爾蒙特得出的結論：水是構建植物體的原料。引導學生發現這一實驗中存在的問題，并引導學生提出質疑，是否空氣也會為植物體的構建提供原料？

PPT展示資料二：普利斯特利的實驗

介紹實驗過程及結論，并介紹其他科學家重復實驗得到實驗結果相反。引導學生分析其中存在的問題。并引出資料三。

PPT展示資料三：英格豪斯實驗

通過英格豪斯的實驗，你能總結出光合作用發生必須有哪一必要條件？既然光是光合作用發生的必要條件。能量不能憑空消失。那么在這一過程中，光能哪里去了？

PPT展示資料四：梅耶實驗

提出問題：光能轉化成化學能儲存在什么物質中？

PPT展示資料五：薩克斯實驗

提出問題：從這個實驗中能夠知道光合作用產生了什么物質？

它是由什么物質轉化而來的呢？為了探究這一問題，卡爾文做了下述實驗。

PPT展示資料六：卡爾文實驗

通過這一實驗，可以了解到有機物的來源。那么光合作用產生的氧氣與二氧化碳有關嗎？

科學家考慮了參與光合作用的物質，發現含有氧原子的物質還有水，于是進行了這樣一個實驗。

PPT展示資料七：魯賓卡門實驗

通過這一實驗，我們知道了氧氣的來源。引導學生通過以上資料讓學生總結觀點建構模型。并為所建構的概念模型進行組內簡單論證。教師指導學生將本小組最終所建構模型以及論證過程展示于黑板上。

設計意圖：在正式開展論證前，教師通過課件展示光合作用探究歷程的資料，通過引導

學生進行分析資料，初步建構起光合作用過程的概念圖，并展開初步論證。通過這一過程，即可完成PCRR論證模型第一步，呈現階段，由此順利推進論證過程的進行。

（三）課堂批判，自我反思

教師為學生提供便簽，各組同學對除本組外其他小組所展示的概念模型以及展示論證過程進行評價，將所評定的優勢之處以及不足之處寫在便簽上。

將對其他小組的評價記錄在便簽上，貼在展示的概念模型及論證過程旁。

設計意圖：在這一階段，學生通過對他人的判斷，可以反思自己的內容;學生根據收到建議，可以完善概念模型及論證過程。

（四）引導反思，進行改進

引導學生根據其他同學的批判意見，對不足之處進行反思。若是確實存在批判中指出的錯誤，則根據具體情況進行改進。在這一過程中要讓學生從可能存在的三種問題的角度展開反思。

設計意圖：通過這一階段可對概念模型進一步完善。

（五）精煉論證，熟練掌握

改進完成后，引導各小組同學對所建構的概念模型以及論證過程進行精煉。將論證過程中的證據修正的更加精準。引導學生將提煉后的概念模型以及論證過程，用不同顏色的筆進行標注改進部分。

設計意圖：使學生熟練掌握PCRR論證模型。

（六）課堂小結

引導學生討論學到了什么以及還有什么問題，以及所學內容如何應用，引導學生舉出實例。并對論證過程進行總結。在討論過程中，首先引導學生根據前概念建構概念模型，學生在論證過程中通過分析資料搜集證據可將前概念成功轉變為科學概念。