生物概念学习进阶与问题解决整合设计：以“植物的光合作用”为例

生物概念学习进阶与问题解决整合设计：以“植物的光合作用”为例【教学内容】“植物的光合作用”是苏科版七年级上册生物学教材中的一个重要概念。这一概念涉及植物生长、发育的基础知识和光合作用的基本过程。【教学目标】1.理解光合作用的概念及基本过程，掌握光合作用的场所和所需条件。2.掌握光合作用中的物质变化和能量传递，理解光能转化为化学能的过程。总结光合作用的过程、重要反应物质和能量转换，强调光合作用在生态系统中的重要性和意义。同时通过案例分析，学生了解光合作用在实际生活中的应用。3.能够解释光合作用对植物生长和生态系统的重要性，了解光合作用在农业生产中的应用。通过小组讨论的方式，学生自己总结光合作用的过程和重要反应物质，并展示讨论结果。然后通过实验验证光合作用的产物，进一步巩固学生的理解。4.培养学生的探究精神和合作意识，提高学生解决实际问题的能力。【教学重点】1.光合作用的概念及基本过程；光合作用的场所和所需条件。2.光合作用中的物质变化和能量传递；光能转化为化学能的过程。3.光合作用对植物生长和生态系统的重要性；光合作用在农业生产中的应用。【教学难点】1.理解光合作用中的物质变化和能量传递，特别是光能转化为化学能的过程。2.能够解释光合作用对植物生长和生态系统的重要性，了解光合作用在农业生产中的应用。3.培养学生的探究精神和合作意识，提高解决实际问题的能力。【课前预习】学生了解植物的光合作用是什么，光合作用的场所和基本过程，并收集相关的资料和案例。同时，思考一些与光合作用相关的问题，例如，为什么只有植物才能进行光合作用？以激发学生的学习兴趣和探究精神。【教学过程】一、导入新课师：亲爱的同学们，欢迎来到生物学的奇妙世界。今天，我们将一起探索一个有趣而又神秘的主题——植物的光合作用。让我们来想象一下，为什么植物需要光合作用呢？在自然界中，每一种生物都有其独特的生存方式。植物作为生态系统中的重要一员，它们需要利用阳光、水和二氧化碳来制造食物，这个过程就是我们今天要学习的光合作用。那么，光合作用是如何进行的呢？生：光合作用是植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。这个过程不仅为植物提供了能量，还为人类和其他生物提供了食物和氧气。师：现在，让我们一起深入学习光合作用的原理和过程吧！在这个过程中，我们将探讨光合作用所需要的条件、发生的场所以及它的意义。我们还将通过实验和活动来进一步理解光合作用的神奇之处。生：我们人类和动物需要氧气来呼吸，如果没有植物进行光合作用产生氧气，我们就会因为缺氧而无法生存。师：非常好！光合作用对于植物和我们人类来说都是非常重要的。那么，我们该如何保护植物呢？生：我们应该保护环境，减少污染物的排放，让植物有更好的环境进行光合作用。师：通过今天的学习，希望大家能够培养对生物学的兴趣，同时也能够更深入地理解植物的光合作用以及它在生态系统中的作用。让我们一起开始这次奇妙的生物学之旅吧！二、基本概念讲解引导学生了解光合作用的定义、过程和意义。光合作用是指植物利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质的过程。讲解过程中，通过图示和动画等形式帮助学生理解光合作用的过程，明确其中的关键概念，如光反应、暗反应、二氧化碳固定等。通过举例、对比等方式帮助学生掌握概念内涵，引导学生思考光合作用中的能量转化过程，以及光反应和暗反应之间的关系；通过讨论和提问等方式，让学生深入理解光合作用的本质。三、实验教学◆实验教学一：验证光合作用的原料和产物1.实验材料金鱼藻、试管、清水、光管、照明灯、实验操作台等。2.实验操作（1）将金鱼藻放入试管中，加入适量清水。（2）将试管放置在实验操作台上，用光管照射。（3）观察试管中金鱼藻的变化，记录实验结果。3.实验结果分析和讨论

根据实验结果，学生观察到金鱼藻产生了气泡，这个现象说明金鱼藻进行了光合作用，产生了氧气。（设计意图：通过这个实验，学生可以初步认识和理解植物的光合作用及其产生的物质。）◆实验教学二：观察植物光合作用中气体的产生1.实验准备：选取一盆绿色植物，将其放置在暗处24小时，使植物体内的物质消耗殆尽。准备一个透明玻璃罩子，以备实验使用。2.实验操作：将植物转移到光下，用透明玻璃罩子罩住植物，观察并记录下植物和罩子的状态。3.实验观察：经过一段时间后（如几小时或一天），打开罩子，观察是否有气泡产生。如果有气泡产生，记录下气泡的数量和状态。同时，观察植物的状态，记录下叶子的颜色变化和形状变化。师：同学们，你们在实验中看到了什么现象？生：我们看到了植物在光下产生了气泡！师：那么这些气泡是什么呢？生：这些气泡是氧气！师：非常好！那么这些氧气是由植物体内的什么物质转化而来的呢？生：这些氧气是由植物体内的有机物质转化而来的！（设计意图：设计实验演示光合作用中的物质变化和能量传递。例如，通过展示叶片在不同光照条件下的颜色变化，让学生直观感受光合作用中物质的转化；通过水温的变化等实验，让学生了解光合作用中能量的传递。）四、课堂讨论：光合作用的过程及意义讨论过程：给予学生一定的时间进行讨论。在这个过程中，教师可以在各个小组之间走动，观察学生的讨论情况，并适时给予指导和建议。同时，鼓励学生提出自己的观点和问题，促进讨论的深入进行。记录讨论要点：每个学生都准备一个笔记本，记录讨论的要点和自己的观点。这些记录可以作为课后复习和完成作业的参考。分享讨论成果：讨论时间结束后，每个小组的组长上台分享他们的讨论成果。要求组长把小组的观点整理成清晰、有条理的文字，并与其他小组进行交流和分享。教师总结，PPT展示：光合作用，通常是指绿色植物（包括藻类）吸收光能，把二氧化碳和水合成富能有机物，同时释放氧气的过程。其主要包括光反应、暗反应两个阶段，涉及光吸收、电子传递、光合磷酸化、碳同化等重要反应步骤，对实现自然界的能量转换、维持大气的碳氧平衡具有重要意义。光合作用的过程是一个比较复杂的问题，从表面上看，光合作用的总反应式似乎是一个简单的氧化还原过程，但实质上包括一系列光化学步骤和物质转变问题。根据现在的资料，整个光合作用大致可分为下列三大步骤：①原初反应，包括光能的吸收、传递和转换；②电子传递和光合磷酸化，形成活跃化学能（ATP和NADPH）；③碳同化，把活跃的化学能转变为稳定的化学能（固定CO2，形成糖类）。在介绍光合作用反应过程前，对光合作用过程中涉及的光合色素及光系统进行一定的了解是必要的。光合作用的意义：光合作用是地球上生物圈的基础，它维持了地球上氧气和二氧化碳的平衡。通过光合作用，植物能够利用光能将二氧化碳和水转化为有机物质，并释放氧气，从而维持了生物圈中氧气和二氧化碳的平衡。同时，光合作用也使植物能够制造出自己的食物，从而维持生物圈的物质循环和平衡。此外，光合作用还为人类和其他生物提供了生存所需的食物和氧气。五、总结反馈教师：同学们，通过今天的探究和讨论，你们对植物的光合作用有了更深入的了解。请总结一下今天的收获，并思考人类活动对光合作用的影响。（设计意图：对本节课的内容进行总结和回顾，强调光合作用的重要性和在农业生产中的应用价值。同时鼓励学生积极探索和学习生物学学科的其他概念和知识。）六、拓展探究——人类活动对光合作用的影响◆污染对光合作用的影响：随着工业化和城市化的发展，大量的污染物排放对大气和水体造成了严重污染。这些污染物会对植物的光合作用产生负面影响，如降低光合作用的效率、抑制植物生长等。◆气候变化对光合作用的影响：气候变化是全球环境变化的主要驱动力之一。随着全球气候变暖和极端气候事件的增加，植物的光合作用也会受到影响。◆土地利用变化对光合作用的影响：随着人类活动和城市化的发展，越来越多的土地被转化为非自然用途，如农业、林业和城市用地等。这些变化会对植物的光合作用产生影响，如改变植被类型等。教师：同学们，通过今天的拓展探究，你们对人类活动对光合作用的影响有了更深入的了解。请你们思考一下，我们应该如何保护和维护光合作用，以保障地球上的生态平衡和人类的生存与发展？七、作业布置1.完成课堂讨论的总结报告，记录下你的思考和发现。2.选择一个你感兴趣的与光合作用相关的主题，进行深入研究和思考，并准备在下次课堂上分享你的发现。【板书设计】【教学反思】通过本节课的教学，我发现学生对光合作用这一抽象概念的理解存在一定的困难。为了更好地帮助学生掌握这一知识点，我在教学中注重了以下几点：1.充分利用多媒体资源。通过展示光合作用过程的动画图示，让学生更加直观地了解这一过程，加深学生对光合作用的理解。2.联系实际生活。通过引导学生思考农业生产中的实际问题，让学生感受到生物学知识在生产生活中的应用，激发学生的学习兴趣和探究欲望。3.强化概念理解。在讲解