高中生物-探究环境因素对光合作用强度的影响教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE《探究环境因素对光合作用强度的影响》教学设计一、课程标准和解读：1、课程标准要求研究影响光合作用速率的环境因素（应用）2、课程标准解读本节内容对应的课程标准要求是“研究影响光合作用速率的环境因素”，目标行为动词“研究”为“应用”水平。因此，对这一探究活动的教学，既要注重探究性学习，又要注重知识目标的达成。学生能联系光合作用的过程和原理，尝试自主设计和实施实验方案，分析结果得出结论，理解光合作用的原理及其影响因素，并能分析、解释一些生产现象。二、教材分析1、内容分析“探究环境因素对光合作用强度的影响”是人教版《生物.必修1》第5章第4节“能量之源——光与光合作用”的内容，本探究实验被安排在此处，对于学生巩固光合作用知识，培养学生设计实验、分析实验的能力是一个很好的课题。教材中提供了一个具体的参考案例“探究光照强度对光合作用强度的影响”，借鉴该案例的实验设计思路、分析方法，指导学生尝试自主设计实验方案，探究“CO2浓度对光合作用强度的影响”，为学生提供了探究学习情境，有助于提高创新和实践能力。2、重难点分析教学重点：根据控制变量原则和对照原则设计实验教学难点:理解真空渗水法实验原理，掌握正确的实验方法三、学情分析从知识储备上看学生在初中已经学习过光合作用的简单知识，在此基础上就比较容易进一步理解光合作用的过程和原理，理论上能够运用所学知识分析、解释一些生产现象。高一学生已经进行多次的探究实验，具备了一定实验操作技能和实验设计能力，具有较强的探究欲望，对恰当的教学内容可以放手让学生去探索、发现，充分发挥学生在学习过程中的自主探究能力。四、学习目标1、能尝试设计实验方案，并对实验方案作出评价，提高实验设计的能力。2、能在独立操作实验方案的基础上，改进自己的实验方案，提高实验操作的基本技能。3、能在实验的基础上，总结环境因素与光合作用强度之间的关系；培养学生理论联系实际的能力，提高分析和解决问题的能力。

4、能在小组合作探究过程中，培养合作交流能力，在设计和实施实验的过程中，体会科学实验的严谨性和科学性。五、评价设计1、目标一评价：通过回答问题、小组代表成果展示，组间进行实验方案评价。2、目标二评价：通过学生分组进行实验，汇报实验结果，分析结果差异性和共性，得出正确的实验结论。3、目标三评价：通过问题思考，理解环境因素对光合作用强度的影响，找到农业生产中提高作物产量的具体措施。4、目标四评价：积极参与小组讨论，主动回答问题，协同合作完成探究实验过程。六、教学过程教学内容教师活动学生活动设计意图时间预设问题情境导入首先请同学们看一则资料——世界人口和粮食增长曲线图，从曲线图中可以清楚地看到——世界人口从1950年开始出现了快速——增长的过程，而在这期间粮食增长速度缓慢，所以人口的急速增长直接导致了“粮食危机”。因此如何提高全球粮食产量就成为一个亟待解决的问题。那么怎样才能提高粮食产量呢？通过学习我们知道，处了改变作物品质之外，在生产实践中人们还可以通过改变某些环境因素提高作物的光合作用强度，从而达到提高——粮食产量的目的。好，同学们想一下，外界环境中有哪些因素会影响到光合作用强度呢？——光照强度、二氧化碳浓度、温度等都会对植物的光合作用产生影响。那么这些因素对光合作用强度的影响有何规律呢？今天在这节课上同学们将通过自主设计实验探究“二氧化碳浓度对光合作用强度的影响”。回答：光照强度、CO2浓度、温度、水等，学生观看学习目标复习知识，问题引领导入新课目标展示引领学习2分钟设计实验方案（一）问题引领：同学们都知道，实验要想成功，前提是要形成一个完善的实验方案。而要想设计一个完善的实验方案，关键是要控制好实验中的自变量和确定合理的因变量观测指标。所以现在请大家思考以下两个问题：1、如何为植物提供不同浓度的CO2?2、结合光合作用的产物分析测定光合作用强度的方法？教师组织学生交流答案，并在黑板上板书出主要的方法问题一（1）用不同浓度的NaHCO3溶液（2）向烧杯内吹气问题二：（1）观察叶圆片上浮数量（2）数气泡的数（3）测定淀粉的生产量这些方法理论上都可以，但那种方法在课堂上可操性更强呢？下面请同学们观看一段视频，并注意回答相关问题：取多个叶片叠放，用打孔器打制叶圆片，再用玻璃棒将叶圆片放进注射器，吸水，1/3即可。注意叶圆片的状态？食指堵住前端小孔，另一只手缓慢拉动活塞，重复几次，再观察，什么现象？叶片怎样才能重新浮起？师生共同总结此方法的优点——操作简单，现象明显。（二）设计实验步骤通过对以上两个问题的分析，我们实际上就确定了本次探究实验的设计思路，下面就进行实验方案的设计。以小组为单位进行讨论，完成主要的实验步骤。5分钟后交流。现在开始讨论。（教师巡查指导）下面进行实验方案的交流和评价，那个小组首先上来展示一下你们的设计方案。在该小组展示过程中，请其他的同学认真听讲，作出判断，对他们小组的设计方案进行补充和完善。教师组织全班进行实验方案的交流和评价，启发引导学生说出更多的设计方案。引导学生找到烧杯的替代品—注射器，然后重新简化实验步骤。并强调关键性的无关变量相同。如实验中叶圆片的数量以及加入的液体量要相同。并在课件中归纳出设计方案的主要步骤：制备叶圆片制备叶圆片三支注射器同时排空气体同时重新抽取等量的不同浓度的NaHCO3溶液和清水放在相同光照强度下光照相同时间观察记录相同时间内上浮叶圆片数量思考讨论回答问题，交流想法回答：观察叶圆片上浮数量边听边看同时思考问题，掌握打制叶圆片的方法。学生分组讨论完成实验方案的设计重新思考实验中用到的器材，找到烧杯的替代品简化实验步骤通过问题引领使学生能够主动地将学习过的光合作用以及生物实验设计的相关知识回忆和联系起来。从而确定探究实验的设计思路学会设计实验方案，对实验方案进行改进，并对实验方案作出评价，提高实验设计的能力8分钟10分钟实验操作进行实验之前，我需要强调两个问题：一首先组长要明确好组内分工：一人打制叶圆片，三人负责同时排空气体二：实验过程中注意安全。组长协调一下。协调好之后就可以开始进行实验，。教师巡回检查，指导。学生以小组为单位实施实验学生通过独立操作实验方案，提高实验操作的基本技能。15分钟分析结果，得出结论看来同学们的实验现象非常明显，下面请各小组的组长将5分钟后记录的数据汇总上来。CO2浓度叶圆片上浮数量（5分钟）1%NaHCO30.5%NaHCO30.5%NaHCO3教师在黑板上板书出各小组的实验数据。根据观察到的实验结果，你们能得出什么实验结论？对，很明显随着CO2浓度的增大，光合作用强度随着增强。但由于我们设计的二氧化碳浓度梯度只有三组，所以严格上来讲，我们的实验结论应该是“在一定范围内，随着二氧化碳浓度的增大，植物光合作用强度增强。”请同学们再仔细分析一下我们全班汇总的实验结果，你会发现尽管我们的实验方案相同，为什么有几个组（如3、4组）与其他组之间的实验结果存在较大的差异？我们一起分析一下实验过程中有哪些原因可能会造成这种差异？首先让实验结果差异大的小组说一下可能的原因，除此以外还有没有其他的解释？教师总结：由此可以看出，在实验过程中我们处了要控制好自变量，同时还要控制好关键性的无关变量，只有这样才能减少实验误差.理论升华：对于通过探究实验得到的这个实验结论，同学们想一想，能不能利用学过的光合作用的有关知识找到该结论的的理论依据呢？也就是说为什么提高CO2的浓度就会提高光合作用的强度？学生分析结果，得出结论。学生讨论、交流总结影响实验结果的可能因素：抽取的气体不彻底、三个烧杯距离光源太远、打制的叶圆片厚薄不同学生思考并回答问题通过对实验数据的整理和分析，得出相应的实验结论。同时总结实验结果出现差异的原因。7分钟拓展提升本节课到现在为止，同学通过动手设计实验、实施实验、到最后的分析结果得出结论，实际上经历了科学探究的完整过程，那么同学们究竟有哪些收获，收获又有多大，下面我们通过一个问题来检验一下：通过本节实验课，我们对环境因素对光合作用强度的影响有了更深的理解，请结合实际讨论，在大田和温室中通过控制CO2浓度提高产量的具体措施有哪些？最后请同学们看几组统计数据很明显，世界范围内粮食状况不容乐观，还有大量的人生活在温饱线以下，面对“粮食危机”作为一名高中生，现阶段你们能做的一是努力学习，二是在生活中要注意——节约粮食，对，节约每一粒粮食，不浪费每一粒粮食！本节课学习任务结束，同学们再见！学生讨论回答问题能在实验的基础上，总结环境因素与光合作用强度之间的关系；运用它们之间的关系提高农作物的产量。本环节紧紧回扣于课堂导入，使学生通过学习不但掌握提高粮食产量的知识，而且能够树立正确的观念，自觉养成节约粮食的好习惯。3分钟生物实验评价表高、班姓名：评价项目评价要点分值自评互评师评情感态度（15分）1．对实验积极参与，主动提出相关问题与建议5分

2．与他人分工合作，协同完成任务5分

3．在探究中有锲而不舍、实事求是的科学精神5分

提出问题（15分）4．确定一个可通过实验探究解决的问题10分

5．提出可检验的假设5分

实验设计（30分）6．正确陈述自变量和因变量的关系，自主设计合理的对照实验10分

7．正确描述观察或测量变量的方法10分

8．清晰列出重要的实验步骤和实验材料5分

9．根据实验设计完成实验报告单5分

实验实施（30分）10．独立完成实验步骤10分

11．如实记录实验现象和分析原因10分

12．根据实验现象和数据归纳结论10分

交流评价（10分）13．呈现方式科学、有特色5分

14．能对本次活动及时反思5分

15．创新加分：总分

七、板书设计 探究环境因素对光合作用强度的影响自变量自变量不同浓度的NaHCO3溶液向清水吹气因变量测淀粉数气泡叶圆片上浮数量测氧气生产量《探究环境因素对光合作用强度的影响》学情分析“探究环境因素对光合作用强度的影响”是人教版高中生物新教材《必修l·分子与细胞》第5章第4节的内容，在《普通高中生物课程标准(实验)》中，对这一内容的要求是属于“应用”水平的知识性目标。因此，对这一探究活动的教学，既要注重探究性学习，又要注重知识目标的达成。从知识储备上看学生在初中已经学习过光合作用的简单知识，在此基础上就比较容易进一步理解光合作用的过程和原理，理论上能够运用所学知识分析、解释一些生产现象。此前学生参与了“探究植物细胞的吸水和失水”、“探究酵母菌细胞呼吸的方式”和“探究影响酶活性的条件”的实验过程，并了解了光合作用研究史上科学家们的研究思路，对如何进行实验设计已有一定的认识，具备了一定实验操作技能和实验设计能力，具有较强的探究欲望，对恰当的教学内容可以放手让学生去探索、发现，充分发挥学生在学习过程中的自主探究能力。本次探究实验所用的实验材料(菠菜叶等)是学生日常生活中常见的，所用的实验器材是实验室中常用的，普通中学也具备完成此实验的条件，而且开展探究实验不仅可以在实验室，也可以在教室和温暖的室外进行所以本节教学中尝试了以下教学形式:问题情境导入—设计实验方案—实验操作—分析结果，得出结论—拓展提升将学生分为若干小组，布置题目环境因素对光合作用强度的影响，课堂上进行讨论设计，学生代表表达交流后，共同分析实验的可行性，然后教师借助课本上的参考案例，教会学生新方法，利用此原理设计课堂上省时简便的实验方案，从而为学习者的有效学习提供支架，从中学到可靠、可行的科学研究的方法。最后按照实验方案进行操作，预期结果，得出结论，并且理论联系实际。。《探究环境因素对光合作用强度的影响》效果分析“探究环境因素对光合作用强度的影响”是人教版高中生物新教材《必修l·分子与细胞》第5章第4节的内容，在《普通高中生物课程标准(实验)》中，对这一内容的要求是属于“应用”水平的知识性目标。因此，对这一探究活动的教学，既要注重探究性学习，又要注重知识目标的达成。目标一的评测练习：1、如何为植物提供不同浓度的CO2?2、结合光合作用的产物分析测定光合作用强度的方法？3、小组讨论交流，补充完善主要实验方案：制备叶圆片用注射器排空气体从学生回答问题来看，基本能利用到之前所学到的光合作用和实验设计的相关知识，提出解决问题的各种方法，并通过对各种方法进行分析和比较，能找到控制自变量和测定因变量的合理方法，说明大部分学生能够较好的掌握探究实验设计的原则和具备设计出可行的实验方案的能力。目标二的评测练习：小组合作完成实验，记录结果。实验结果记录表从课堂的反馈来看大部分同学能积极主动地参与到实验中，与他人分工合作，协同完成任务并能如实记录实验现象和分析原因，并根据实验现象和数据得出结论。一方面提高了实验操作技能，同时也体会到科学实验的严谨性和科学性。目标三的评测练习1、为什么提高C02浓度就能提高光合作用强度？2、通过本节实验课，我们对环境因素对光合作用强度的影响有了更深的理解，请结合实际讨论，在大田和温室中通过控制光照强度和CO2浓度提高产量的具体措施有哪些？从课堂上学生的回答来看，对于光合作用的概念和原理的理解到位，能够理论联系实践，为本次实验的原理找到理论上的依据，做到了学以致用。《探究环境因素对光合作用强度的影响》教材分析一、教材的地位和作用“探究环境因素对光合作用强度的影响”是人教版《生物.必修1》第5章第4节“能量之源——光与光合作用”的内容。本章在必修一模块中具有承上启下的重要作用，通过本章的学习，学生能够进一步理解只有在能量的供应下，细胞才能行使主动运输、分泌蛋白等功能；同时便于学生领悟活细胞之所以能够经历生长、增殖和分化等生命历程，也是与能量的供应和利用分不开的。第4节《能量之源——光与光合作用》需要3个课时。前两个课时是讲授课，第三课时是实验课。第一课时主要介绍捕获光能的色素和光合作用的场所叶绿体，第2时研究光合作用的原理和应用。本次探究实验就放在第三课时，通过该探究实验引导学生对光合作用进行总结，使学生进一步理解光合作用的过程和原理，理解光合作用强度的概念。由于这个实验所探究的问题对于学生来说可能比较生疏，有一定的难度。所以教材中提供了一个具体的参考案例“探究光照强度对光合作用强度的影响”，借鉴该案例的实验设计思路、分析方法，指导学生尝试自主设计实验方案，探究其他的环境因素如“CO2浓度对光合作用强度的影响”，为学生提供了探究学习情境，有助于提高创新和实践能力。二、教学目标针对上述分析，结合本课教学特点，设计的教学内容目标为：1、能尝试设计实验方案，并对实验方案作出评价，提高实验设计的能力。2、能在独立操作实验方案的基础上，改进自己的实验方案，提高实验操作的基本技能。3、能在实验的基础上，总结环境因素与光合作用强度之间的关系；培养学生理论联系实际的能力，提高分析和解决问题的能力。

4、能在小组合作探究过程中，培养合作交流能力，在设计和实施实验的过程中，体会科学实验的严谨性和科学性。三、重难点分析教学重点：根据控制变量原则和对照原则设计实验教学难点:理解真空渗水法实验原理，掌握正确的实验方法《探究环境因素对光合作用强度的影响》评测练习结合本课教学特点，设计的学习目标为：一、尝试设计实验方案，并对实验方案作出评价，提高实验设计的能力。二、能在独立操作实验方案的基础上，改进自己的实验方案，提高实验操作的基本技能。三、能在实验的基础上，总结环境因素与光合作用强度之间的关系；培养学生理论联系实际的能力，提高分析和解决问题的能力。

四、在小组合作探究过程中，培养合作交流能力，在设计和实施实验的过程中，体会科学实验的严谨性和科学性。根据以上学习目标设计如下评测练习：目标一的评测练习：1、如何为植物提供不同浓度的CO2?2、结合光合作用的产物分析测定光合作用强度的方法？3、小组讨论交流，补充完善主要实验方案：制备叶圆片用注射器排空气体设计意图：（1）根据学生思考讨论后提出的不同方法，考查学生对光合作用和实验设计知识的运用能力。（2）通过分组展示、评价和完善设计方案，使学生学会科学探究的方法，培养实验设计、分析和解决问题的能力以及表达交流能力。目标二的评测练习：小组合作完成实验，记录结果。实验结果记录表设计意图：通过学生分组实验，独立操作实验方案，提高实验操作的基本技能。通过对实验数据的整理和分析，得出相应的实验结论。同时能总结实验结果出现差异的原因。目标三的评测练习1、为什么提高C02浓度就能提高光合作用强度？2、通过本节实验课，我们对环境因素对光合作用强度的影响有了更深的理解，请结合实际讨论，在大田和温室中通过控制光照强度和CO2浓度提高产量的具体措施有哪些？设计意图：（1）通过学生的思考和回答，检测其对光合作用原理应用的掌握情况。（2）通过与现实生活的联系，让学生能够学以致用，从而实现知识的迁移和升华。目标四的评测体现在前三个目标的评测练习中《探究环境因素对光合作用强度的影响》课后反思本节课是学习光合作用的第三课时，在课堂设计上我按照“问题情境导入”—“设计实验方案”—“实验操作”—“分析结果，得出结论”—“拓展提升”的顺序展开教学。在备课的过程中，针对新课标的要求制定详细可行的学习目标和评价目标，纵观整节课，实验过程中充分发挥了生物小组的引领作用，调动了学生主动参与探究的积极性，做到课上课下相结合，为学生提供一个能充分发挥自主性的空间，取得较好的效果首先通过创设有效的问题情境，一方面激发学生的学习兴趣和求知欲，另一方面使学生明确本节课的学习任务，为后续的学习活动指明方向。其次通过设计实验方案，提出问题引领学生联系光合作用和实验设计的相关知识，思考讨论后提出不同的解决方法，有效地考查学生知识的运用能力。引领学生进行分析比较，明确准确控制自变量CO2浓度的合理方法——提供不同浓度的NaHCO3溶液；并通过视频演示，展示真空渗水法的原理，确定合理的因变量观测指标，从而确定本次探究实验的设计思路，为下一步的设计实验方案奠定基础。组织学生对小组展示的设计方案进行补充和完善，并在此基础上启发学生改进设计方案，利用注射器代替烧杯简化实验步骤。在讨论交流的过程使学生学会科学探究的方法，培养实验设计能力、分析和解决问题的能力以及表达交流能力。三学生以小组为单位实施实验，亲自操作实验，提高实验操作的基本技能，另外在此过程中培养团队的合作能力。学生讨论、交流总结影响实验结果出现差异性的可能因素，明确实验过程中要保证实验结果的准确性，除了要控制好自变量，还要尽量保证无关变量相同。体会科学实验的严谨性和科学性。通过对实验数据的整理