生物學概念學習進階與問題解決整合的教學設計

宗濤

【教學內容】

“植物的光合作用”是蘇科版七年級上冊生物教材中的一個重要概念。這一概念涉及植物生長、發育的基礎知識和光合作用的基本過程。

【教學目標】

1.理解光合作用的概念及基本過程，掌握光合作用的場所和所需條件。

2.掌握光合作用中的物質變化和能量傳遞，理解光能轉化為化學能的過程?？偨Y光合作用的過程、重要反應物質和能量轉換，強調光合作用在生態系統中的重要性和意義。同時通過案例分析，學生了解光合作用在實際生活中的應用。

3.能夠解釋光合作用對植物生長和生態系統的重要性，了解光合作用在農業生產中的應用。通過小組討論的方式，學生自己總結光合作用的過程和重要反應物質，并展示討論結果。然后通過實驗驗證光合作用的產物，進一步鞏固學生的理解。

4.培養學生的探究精神和合作意識，提高學生解決實際問題的能力。

【教學重點】

1.光合作用的概念及基本過程；光合作用的場所和所需條件。

2.光合作用中的物質變化和能量傳遞；光能轉化為化學能的過程。

3.光合作用對植物生長和生態系統的重要性；光合作用在農業生產中的應用。

【教學難點】

1.理解光合作用中的物質變化和能量傳遞，特別是光能轉化為化學能的過程。

2.能夠解釋光合作用對植物生長和生態系統的重要性，了解光合作用在農業生產中的應用。

3.培養學生的探究精神和合作意識，提高解決實際問題的能力。

【課前預習】

學生了解植物的光合作用是什么，光合作用的場所和基本過程，并收集相關的資料和案例。同時，思考一些與光合作用相關的問題，例如，為什么只有植物才能進行光合作用？以激發學生的學習興趣和探究精神。

【教學過程】

一、導入新課

師：親愛的同學們，歡迎來到生物學的奇妙世界。今天，我們將一起探索一個有趣而又神秘的主題——植物的光合作用。

讓我們來想象一下，為什么植物需要光合作用呢？在自然界中，每一種生物都有其獨特的生存方式。植物作為生態系統中的重要一員，它們需要利用陽光、水和二氧化碳來制造食物，這個過程就是我們今天要學習的光合作用。那么，光合作用是如何進行的呢？

生：光合作用是植物利用光能將二氧化碳和水轉化為有機物質的過程。這個過程不僅為植物提供了能量，還為人類和其他生物提供了食物和氧氣。

師：現在，讓我們一起深入學習光合作用的原理和過程吧！在這個過程中，我們將探討光合作用所需要的條件、發生的場所以及它的意義。我們還將通過實驗和活動來進一步理解光合作用的神奇之處。

生：我們人類和動物需要氧氣來呼吸，如果沒有植物進行光合作用產生氧氣，我們就會因為缺氧而無法生存。

師：非常好！光合作用對于植物和我們人類來說都是非常重要的。那么，我們該如何保護植物呢？

生：我們應該保護環境，減少污染物的排放，讓植物有更好的環境進行光合作用。

師：通過今天的學習，希望大家能夠培養對生物學的興趣和熱愛，同時也能夠更深入地理解植物的光合作用以及它在生態系統中的作用。

讓我們一起開始這次奇妙的生物學之旅吧！

二、基本概念講解

引導學生了解光合作用的定義、過程和意義。

光合作用是指植物利用光能將二氧化碳和水轉化為有機物質的過程。講解過程中，通過圖示和動畫等形式幫助學生理解光合作用的過程，明確其中的關鍵概念，如光反應、暗反應、二氧化碳固定等。通過舉例、對比等方式幫助學生掌握概念內涵，引導學生思考光合作用中的能量轉化過程，以及光反應和暗反應之間的關系；通過討論和提問等方式，讓學生深入理解光合作用的本質。

三、實驗教學

◆實驗教學一：驗證光合作用的原料和產物

1.實驗材料

金魚藻、試管、清水、光管、照明燈、實驗操作臺等。

2.實驗操作

（1）將金魚藻放入試管中，加入適量清水。

（2）將試管放置在實驗操作臺上，用光管照射。

（3）觀察試管中金魚藻的變化，記錄實驗結果。

3.實驗結果分析和討論

根據實驗結果，學生觀察到金魚藻產生了氣泡，這個現象說明金魚藻進行了光合作用，產生了氧氣。

（設計意圖：通過這個實驗，學生可以初步認識和理解植物的光合作用及其產生的物質。）

◆實驗教學二：觀察植物光合作用中氣體的產生

1.實驗準備：選取一盆綠色植物，將其放置在暗處24小時，使植物體內的物質消耗殆盡。準備一個透明玻璃罩子，以備實驗使用。

2.實驗操作：將植物轉移到光下，用透明玻璃罩子罩住植物，觀察并記錄下植物和罩子的狀態。

3.實驗觀察：經過一段時間后（如幾小時或一天），打開罩子，觀察是否有氣泡產生。如果有氣泡產生，記錄下氣泡的數量和狀態。同時，觀察植物的狀態，記錄下葉子的顏色變化和形狀變化。

師：同學們，你們在實驗中看到了什么現象？

生：我們看到了植物在光下產生了氣泡！

師：那么這些氣泡是什么呢？

生：這些氣泡是氧氣！

師：非常好！那么這些氧氣是由植物體內的什么物質轉化而來的呢？

生：這些氧氣是由植物體內的有機物質轉化而來的！

（設計意圖：設計實驗演示光合作用中的物質變化和能量傳遞。例如，通過展示葉片在不同光照條件下的顏色變化，讓學生直觀感受光合作用中物質的轉化；通過水溫的變化等實驗，讓學生了解光合作用中能量的傳遞。）

四、課堂討論：光合作用的過程及意義

討論過程：給予學生一定的時間進行討論。在這個過程中，教師可以在各個小組之間走動，觀察學生的討論情況，并適時給予指導和建議。同時，鼓勵學生提出自己的觀點和問題，促進討論的深入進行。

記錄討論要點：每個學生都準備一個筆記本，記錄討論的要點和自己的觀點。這些記錄可以作為課后復習和完成作業的參考。

分享討論成果：討論時間結束后，每個小組的組長上臺分享他們的討論成果。要求組長把小組的觀點整理成清晰、有條理的文字，并與其他小組進行交流和分享。

教師總結，PPT展示：

光合作用，通常是指綠色植物（包括藻類）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有機物，同時釋放氧氣的過程。其主要包括光反應、暗反應兩個階段，涉及光吸收、電子傳遞、光合磷酸化、碳同化等重要反應步驟，對實現自然界的能量轉換、維持大氣的碳氧平衡具有重要意義。光合作用的過程是一個比較復雜的問題，從表面上看，光合作用的總反應式似乎是一個簡單的氧化還原過程，但實質上包括一系列光化學步驟和物質轉變問題。根據現在的資料，整個光合作用大致可分為下列三大步驟：①原初反應，包括光能的吸收、傳遞和轉換；②電子傳遞和光合磷酸化，形成活躍化學能（ATP和NADPH）；③碳同化，把活躍的化學能轉變為穩定的化學能（固定CO2，形成糖類）。在介紹光合作用反應過程前，對光合作用過程中涉及的光合色素及光系統進行一定的了解是必要的。

光合作用的意義：光合作用是地球上生物圈的基礎，它維持了地球上氧氣和二氧化碳的平衡。通過光合作用，植物能夠利用光能將二氧化碳和水轉化為有機物質，并釋放氧氣，從而維持了生物圈中氧氣和二氧化碳的平衡。同時，光合作用也使植物能夠制造出自己的食物，從而維持生物圈的物質循環和平衡。此外，光合作用還為人類和其他生物提供了生存所需的食物和氧氣。

五、總結反饋

教師：同學們，通過今天的探究和討論，你們對植物的光合作用有了更深入的了解。請總結一下今天的收獲，并思考人類活動對光合作用的影響。

（設計意圖：對本節課的內容進行總結和回顧，強調光合作用的重要性和在農業生產中的應用價值。同時鼓勵學生積極探索和學習生物學學科的其他概念和知識。）

六、拓展探究——人類活動對光合作用的影響

◆污染對光合作用的影響：隨著工業化和城市化的發展，大量的污染物排放對大氣和水體造成了嚴重污染。這些污染物會對植物的光合作用產生負面影響，如降低光合作用的效率、抑制植物生長等。

◆氣候變化對光合作用的影響：氣候變化是全球環境變化的主要驅動力之一。隨著全球氣候變暖和極端氣候事件的增加，植物的光合作用也會受到影響。

◆土地利用變化對光合作用的影響：隨著人類活動和城市化的發展，越來越多的土地被轉化為非自然用途，如農業、林業和城市用地等。這些變化會對植物的光合作用產生影響，如改變植被類型等。

教師：同學們，通過今天的拓展探究，你們對人類活動對光合作用的影響有了更深入的了解。請你們思考一下，我們應該如何保護和維護光合作用，以保障地球上的生態平衡和人類的生存與發展？

七、作業布置

1.完成課堂討論的總結報告，記錄下你的思考和發現。

2.選擇一個你感興趣的與光合作用相關的主題，進行深入研究和思考，并準備在下次課堂上分享你的發現。

【教學反思】

通過本節課的教學，我發現學生對光合作用這一抽象概念的理解存在一定的困難。為了更好地幫助學生掌握這一知識點，我在教學中注重了以下幾點：

1.充分利用多媒體資源。通過展示光合作用過程的動畫圖示，讓學生更加直觀地了解這一過程，加深學生對光合作用的理解。

2.聯系實際生活。通過引導學生思考農業生產中的實際問題，讓學生感受到生物學知識在生產生活中的應用，激發學生的學習興趣和探究欲望。

3.強化概念理解。在講解光合作用過程中，注重對光合作用定義的解釋和強調，幫助學生更好地理解這一概念。

4.注重課堂互動。通過小組討論和個人總結等方式，鼓勵學生積極參與課堂活動，提高學生的課堂參與度，同時及時發現學生的學習困難并進行指導。

在今后的教學中，我將繼續注意以上幾方面，努力提高教學質量，幫助學生更好地掌握生物學知識。同時，不斷反思自己的教學方法，不斷改進自己的教學策略，以更好地滿足學生的需求。

編輯：常超波