有機(jī)物的制造-光合作用
教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
1、探究光合作用的原料、產(chǎn)物、條件和場(chǎng)所，闡明光合作用的實(shí)質(zhì)和意義；
2、舉例說(shuō)明光合作用原理在生產(chǎn)上的應(yīng)用，解釋有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題。
能力目標(biāo)
1、通過(guò)查閱有關(guān)光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程的資料，培養(yǎng)學(xué)生查閱、整理資料的能力；
2、通過(guò)光合作用的一組探索性實(shí)驗(yàn)過(guò)程，使學(xué)生學(xué)會(huì)觀察和記錄植物生理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的基本方法，初步明確從現(xiàn)象到本質(zhì)的科學(xué)思維方式。
情感目標(biāo)
1、通過(guò)光合作用一組實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和一絲不茍的探究精神；
2、通過(guò)光合作用在生產(chǎn)上的應(yīng)用的教學(xué)，使學(xué)生意識(shí)到生物科學(xué)的價(jià)值，增強(qiáng)其學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性。
教學(xué)建議
教材分析
光合作用是綠色植物的一項(xiàng)非常重要的生理功能。因此，“有機(jī)物的制造——光合作用”這一節(jié)既是本章的重點(diǎn)，也是全書的重點(diǎn)。在初中生物教學(xué)中，光合作用的概念是學(xué)生學(xué)得的第一個(gè)復(fù)雜的概念，如何以概念和形成途徑使學(xué)生掌握光合作用概念，是本節(jié)的教學(xué)重點(diǎn)。因此有必要讓學(xué)生通過(guò)了解光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程來(lái)分析、討論光合作用的原料、條件及產(chǎn)物，再以一組光合作用的探索實(shí)驗(yàn)加以檢驗(yàn)。而光合作用的一組探索性實(shí)驗(yàn)?zāi)芊癯晒Γ瑒t是教學(xué)中突出重點(diǎn)和突破難點(diǎn)的關(guān)鍵。本節(jié)的教學(xué)安排為3課時(shí)，第1課時(shí)講授光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，第2課時(shí)光合作用的探索性實(shí)驗(yàn)，第3課時(shí)總結(jié)光合作用的概念、實(shí)質(zhì)及意義。
教法建議
光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程，可以事先讓學(xué)生以小組為單位進(jìn)行資料的搜集和整理，帶到課堂上來(lái)進(jìn)行交流，通過(guò)概述某科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)過(guò)程或結(jié)果，啟發(fā)學(xué)生通過(guò)分析和思考得出相應(yīng)的結(jié)論。光合作用的發(fā)現(xiàn)過(guò)程教學(xué)內(nèi)容如下：
科學(xué)家
-實(shí)驗(yàn)過(guò)程或結(jié)果
-實(shí)驗(yàn)結(jié)論
--海爾蒙特 1648
-木桶里栽柳5年，雨水澆灌，柳苗由2.3kg增重至76.8kg；90kg干土減重57g
-柳的增重來(lái)自水
--普利斯特利 1771
-鐘罩里的小鼠窒息而死；將小鼠與植物同時(shí)放入密封的鐘罩內(nèi)，小鼠生活正常
-植物能“凈化”空氣
--英格豪斯 1779
-植物的綠色部分，只有在光下才能起到“凈化”空氣的作用
-光的重要作用
--謝尼伯 1782
-發(fā)現(xiàn)照光時(shí)綠色植物吸收CO2，釋放O2
-CO2是原料，O2是產(chǎn)物
--索熱爾 1804
-植物增重大于CO2吸收量減去O2釋放量
-水是原料
--薩克斯 1864
-發(fā)現(xiàn)照光時(shí)葉綠體中的淀粉粒才會(huì)增大
-有機(jī)物是產(chǎn)物
--其教學(xué)目標(biāo)有三：一是使學(xué)生領(lǐng)悟到光合作用的發(fā)現(xiàn)是許多科學(xué)家智慧的結(jié)晶和不懈努力的結(jié)果，因此要珍惜學(xué)習(xí)知識(shí)的機(jī)會(huì)；二是使學(xué)生領(lǐng)略科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)問(wèn)題和解決問(wèn)題的科學(xué)思維方式，接受科學(xué)素質(zhì)的啟蒙教育；三是通過(guò)光合作用發(fā)現(xiàn)過(guò)程分析其原料、條件和產(chǎn)物，為下一步探究實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備。
“綠葉在光下制造淀粉”的實(shí)驗(yàn)，應(yīng)注意的問(wèn)題有：
�。�1）選葉遮光應(yīng)先暗處理。應(yīng)選擇生長(zhǎng)健壯，便于接受光照的葉片，經(jīng)過(guò)遮光處理后，再放入暗處2~3天。暗處理?xiàng)l件下，葉肉組織不能合成淀粉，細(xì)胞內(nèi)積累的淀粉大部分被呼吸消耗或以蔗糖形式運(yùn)出葉片。由于葉片內(nèi)淀粉含量顯著降低，從而為取得理想的實(shí)驗(yàn)效果創(chuàng)造了條件。
�。�2）對(duì)遮光——暗處理材料的光照時(shí)間應(yīng)視光強(qiáng)度而定。實(shí)驗(yàn)當(dāng)天的上午，強(qiáng)光照射3~4小時(shí)，下午實(shí)驗(yàn)效果顯著；若上午使用實(shí)驗(yàn)材料，則必須在夜間用燈光照射處理材料，光線不強(qiáng)應(yīng)延長(zhǎng)光照時(shí)間。
�。�3）酒精脫色過(guò)程一定要采取隔水加熱法（水浴）。當(dāng)葉片在酒精里呈黃白色時(shí)，應(yīng)先熄滅酒精燈。一定要注意安全，事先準(zhǔn)備好濕抹布，一旦出現(xiàn)問(wèn)題不要慌亂。
�。�4）酒精脫色處理的葉片脆而硬，用熱水漂洗的作用主要是使葉片經(jīng)過(guò)水化處理而變軟，并為碘與淀粉的反應(yīng)創(chuàng)造條件。
�。�5）滴加碘液的同時(shí)，注意觀察葉片不同部位的顏色變化。
�。�6）處理好實(shí)驗(yàn)課上教師的講解與學(xué)生活動(dòng)的關(guān)系。在讓學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，掌握�?shí)驗(yàn)方法之后，要給學(xué)生足夠的時(shí)間進(jìn)行操作，并仔細(xì)觀察和分析所看到的現(xiàn)象。
“光合作用需要二氧化碳”和“光合作用產(chǎn)生氧氣”兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)要力爭(zhēng)演示成功，這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)效果往往不理想，原因是多方面的，要不斷總結(jié)可將實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行改進(jìn)。另外在進(jìn)行演示之前要簡(jiǎn)要介紹實(shí)驗(yàn)裝置和基本原理，這樣有利于學(xué)生通過(guò)現(xiàn)象分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而得出結(jié)論。
有關(guān)光合作用的一組探索性實(shí)驗(yàn)，實(shí)際上是對(duì)光合作用假設(shè)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，通過(guò)實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)證明有關(guān)光合作用的實(shí)驗(yàn)假設(shè)是成立的，從而形成光合作用的概念。因此，教學(xué)時(shí)在每完成一個(gè)探索性實(shí)驗(yàn)之后，都要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)討論明確每個(gè)實(shí)驗(yàn)揭示的問(wèn)題。當(dāng)一組探索性實(shí)驗(yàn)完成后，應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生明確光合作用的原料、條件、產(chǎn)物等問(wèn)題。
第3課時(shí)在上述實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，對(duì)光合作用的概念加以總結(jié)，讓學(xué)生嘗試用關(guān)系式的形式描述光合作用，并用語(yǔ)言加以描述。這樣就得到了光合作用的定義，從而完成了光合作用概念形成的過(guò)程。光合作用的意義的教學(xué)活動(dòng)應(yīng)立足于啟發(fā)學(xué)生運(yùn)用知識(shí)來(lái)說(shuō)明或解決實(shí)際問(wèn)題，在分析和說(shuō)明問(wèn)題過(guò)程中領(lǐng)悟光合作用在生物界乃至整個(gè)自然界中的重要意義。
教學(xué)設(shè)計(jì)方案
重點(diǎn)：光合作用所需原料、條件、產(chǎn)物的實(shí)驗(yàn)
光合作用的概念和實(shí)質(zhì)
難點(diǎn)：光合作用一組實(shí)驗(yàn)的組織和實(shí)施
光合作用的實(shí)質(zhì)
教學(xué)過(guò)程：
（第一課時(shí)）光合作用的發(fā)現(xiàn)
引言：上一節(jié)我們了解了葉是進(jìn)行光合作用的主要器官，葉片的結(jié)構(gòu)有著與光合作用相適應(yīng)的特點(diǎn)。那么，什么是光合作用呢？光合作用是怎樣被發(fā)現(xiàn)的呢？這還得從柳苗生長(zhǎng)之迷說(shuō)起。
17世紀(jì)以前人們認(rèn)為，植物生長(zhǎng)在土壤中，一定是從土壤中獲得生長(zhǎng)需要的各種物質(zhì)。一株大樹(shù)那粗大的樹(shù)干、茂密的枝葉、豐碩的果實(shí)，都是由植物從土壤中吸收的物質(zhì)變化來(lái)的。果真是這樣嗎？怎樣證明這個(gè)觀點(diǎn)是否正確呢？科學(xué)家是通過(guò)探究過(guò)程尋求有關(guān)自然界各種問(wèn)題的答案的，揭示柳苗生長(zhǎng)之迷也是如此。
在課前查資料的基礎(chǔ)上，請(qǐng)同學(xué)以講故事的形式講述海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)。
17世紀(jì)上半葉，比利時(shí)科學(xué)家海爾蒙特設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單而又巧妙的實(shí)驗(yàn)：他將一棵重2.3kg的柳苗栽種到一個(gè)盛有土壤的木桶中，木桶內(nèi)土壤的重量是90kg。此后，他只用純凈的雨水澆灌柳苗。為了防止灰塵落入，他專門制作了桶蓋。5年過(guò)去了，柳苗漸漸地長(zhǎng)大了。他再次稱量柳苗和土壤的重量，結(jié)果使海爾蒙特大吃一驚：柳苗重量增加74.5kg,土壤重量?jī)H減少了0.057kg！（配合投影圖）同學(xué)們，根據(jù)海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)，你能得出什么結(jié)論呢？
小組討論發(fā)言，得出結(jié)論：柳苗生長(zhǎng)所需要的物質(zhì)，并不是由土壤直接轉(zhuǎn)化的，水才是使植物增重的物質(zhì)。（板書：海爾蒙特 柳苗生長(zhǎng)之迷 說(shuō)明柳苗的增重來(lái)自水）
提問(wèn)：海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)結(jié)論完全正確嗎？從植物生活環(huán)境的角度分析植物生長(zhǎng)需要的物質(zhì)來(lái)源，還應(yīng)該考慮什么因素？
討論發(fā)言：可提到陽(yáng)光、空氣。看來(lái)，海爾蒙特的實(shí)驗(yàn)還是有很大的局限性的。那么，后來(lái)的科學(xué)家又是怎樣做的呢？
1771年英國(guó)科學(xué)家普利斯特利在研究助燃空氣時(shí)，做了一個(gè)新奇的實(shí)驗(yàn)。請(qǐng)幾個(gè)同學(xué)分角色扮演蠟燭、小鼠、綠色植物和太陽(yáng)，伴隨著解說(shuō)員的講解表演普利斯特利的三個(gè)實(shí)驗(yàn)（配合投影圖）。
分析討論實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明了什么問(wèn)題，得出結(jié)論：植物能"凈化"空氣。（板書：普利斯特利 鐘罩內(nèi)的實(shí)驗(yàn) 說(shuō)明植物能"凈化"空氣）
提問(wèn)：當(dāng)人們重復(fù)普利斯特利的實(shí)驗(yàn)時(shí)，有的獲得成功，有的總是失敗，甚至發(fā)現(xiàn)植物還會(huì)更嚴(yán)重地污染空氣。為什么學(xué)者們會(huì)得到不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果呢？
討論回答引出下一個(gè)實(shí)驗(yàn)：閱讀材料"1779年荷蘭科學(xué)家英格豪斯通過(guò)實(shí)驗(yàn)證明綠色植物只有在光下才能凈化空氣；他還發(fā)現(xiàn)，光照下的綠色植物能夠釋放氣體，這種釋放氣體的能力在夕陽(yáng)西下時(shí)降低，日落后則完全停止?quot;這說(shuō)明什么問(wèn)題？
學(xué)生回答：光的重要作用。（板書：英格豪斯 綠色植物只有在光下才能起到"凈化"空氣的作用 說(shuō)明光的重要性）
提問(wèn)：英格豪斯的實(shí)驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明光合作用的條件是什么？（光）
講述：那么，在光照下綠色植物究竟釋放什
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