单元主题-植物的生活-绿色植物的光合作用与呼吸作用教学设计

单元主题-植物的生活——绿色植物的光合作用与呼吸作用教学设计课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容《科学》四年级下册第五单元“植物的生活——绿色植物的光合作用与呼吸作用”。该章节主要包括两部分内容：光合作用和呼吸作用。光合作用是指绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程；呼吸作用是指细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要的过程。通过本节课的学习，使学生能理解光合作用与呼吸作用的实质，能运用光合作用与呼吸作用的进行表达式，提高学生运用所学知识解决实际问题的能力。二、核心素养目标科学探究与实践：使学生能通过观察、实验、调查等方法，收集数据、证据，形成对光合作用与呼吸作用的理解，提高学生科学探究能力；

生命观念：使学生建立“植物体结构和功能的基本单位是细胞，细胞内的生命活动是相互联系的”观念，认识生物体是一个统一的整体；

科学思维：培养学生运用比较、分类、归纳等方法，对光合作用与呼吸作用进行思考和表达，提高学生科学思维能力；

科学、技术、社会、环境（STSE）：使学生认识到光合作用与呼吸作用在农业生产、环境保护等方面的应用，提高学生的STSE素养。三、学习者分析1.学生已经掌握了哪些相关知识：学生在之前的学习中，已经掌握了《科学》中关于植物的基本知识，如植物的结构、生长等，同时也已经学习了简单的生态系统知识，如食物链、食物网等。此外，学生在《生物》课程中已经学习了细胞的基本知识，如细胞结构、功能等。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：对于四年级的学生来说，植物和自然界是他们感兴趣的话题，因此对于植物的光合作用和呼吸作用的学习，学生的兴趣较高。在学习能力上，学生具备一定的观察、实验和数据分析的能力。在学习风格上，学生喜欢通过动手操作和小组合作的方式来学习。

3.学生可能遇到的困难和挑战：学生在理解光合作用和呼吸作用的概念和过程上可能会遇到困难，尤其是光合作用和呼吸作用之间的区别和联系。此外，学生可能对光合作用和呼吸作用在实际应用中的理解有挑战，如如何在农业生产中应用光合作用和呼吸作用等。四、教学方法与手段1.教学方法：

（1）讲授法：通过讲解光合作用与呼吸作用的概念、过程和实质，使学生建立基本认识。

（2）实验法：设计相关实验，如光合作用实验和呼吸作用实验，让学生观察、记录并分析实验现象，提高学生的实践操作能力。

（3）讨论法：组织学生分组讨论光合作用与呼吸作用在实际生活中的应用，促进学生思考和表达。

2.教学手段：

（1）多媒体设备：利用PPT、视频等展示光合作用与呼吸作用的过程，增强学生的直观感受。

（2）教学软件：运用互动式教学软件，引导学生参与课堂活动，提高学生的学习兴趣。

（3）网络资源：引入相关网络资源，拓展学生的知识视野，帮助学生更好地理解光合作用与呼吸作用的应用。五、教学过程设计1.导入环节（5分钟）

教师通过展示一片绿色的树叶，提问学生：“你们知道树叶为什么是绿色的吗？”引发学生思考，激发学习兴趣。接着，教师提出问题：“植物是如何进行能量转换的？”引导学生思考光合作用与呼吸作用的关系。

2.讲授新课（15分钟）

教师围绕光合作用与呼吸作用的概念、过程和实质进行讲解。首先，介绍光合作用的定义及过程，强调光合作用产生的氧气对生物圈的重要性。接着，讲解呼吸作用的定义及过程，解释呼吸作用与光合作用的区别和联系。

3.师生互动环节（10分钟）

教师提问：“光合作用和呼吸作用在实际生活中有哪些应用？”引导学生分组讨论，分享各自的观点。教师巡回指导，解答学生的疑问。

4.巩固练习（5分钟）

教师布置练习题，要求学生完成光合作用和呼吸作用的表达式。同时，引导学生思考如何在农业生产中应用光合作用和呼吸作用。

5.课堂小结（5分钟）

教师总结本节课的主要内容，强调光合作用与呼吸作用在生物圈中的重要性。鼓励学生在日常生活中关注植物的光合作用与呼吸作用，提高学生的环保意识。

6.课后作业（课后自主完成）

教师布置课后作业，要求学生绘制光合作用和呼吸作用的过程图，进一步巩固所学知识。

总计用时：40分钟。六、教学资源拓展1.拓展资源：

-光合作用与呼吸作用的科普文章，如《自然的奥秘：植物的光合作用与呼吸作用》。

-相关实验视频，如光合作用实验演示视频、呼吸作用实验演示视频。

-植物生理学相关的图表和数据，如植物生长过程中的能量转换图表。

-环境保护方面的资料，如植物在碳氧平衡中的作用的相关资料。

2.拓展建议：

-学生可以在家中进行简单的实验，如观察植物在光下的生长情况，尝试测量植物的呼吸作用等。

-学生可以利用网络资源，搜索光合作用与呼吸作用在农业生产中的应用，了解植物生理学在农业科技发展中的重要性。

-学生可以阅读相关的科普书籍，如《植物的世界：神秘的光合作用与呼吸作用》。

-学生可以参与学校或社区的环境保护活动，如植树造林、绿化校园等，亲身体验植物在环境保护中的作用。

-学生可以进行观察和记录，如观察不同植物在光合作用和呼吸作用中的表现，记录植物的生长情况等。七、内容逻辑关系-光合作用：绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程。

-呼吸作用：细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要的过程。

2.光合作用与呼吸作用的实质：

-光合作用：将光能转化为化学能，储存在有机物中。

-呼吸作用：将有机物中的化学能释放出来，供生物体使用。

3.光合作用与呼吸作用的关系：

-光合作用产生的有机物和氧气是呼吸作用的原料。

-呼吸作用产生的二氧化碳和水是光合作用的原料。

-光合作用和呼吸作用是相互依存、相互对立的过程。八、典型例题讲解1.例题一：光合作用与呼吸作用的比较

题目：请列出光合作用和呼吸作用的区别和联系。

答案：光合作用：场所是叶绿体，条件是光能，原料是二氧化碳和水，产物是有机物和氧气，实质是将光能转化为化学能。呼吸作用：场所是细胞质，条件是有氧气，原料是有机物和氧气，产物是二氧化碳和水，实质是将有机物中的化学能释放出来。

2.例题二：光合作用与呼吸作用在实际应用中的关系

题目：请举例说明光合作用和呼吸作用在农业生产中的应用。

答案：合理密植可以提高光合作用的效率，增加产量；而合理灌溉和施肥则可以保证植物有足够的有机物和氧气进行呼吸作用，维持生命活动。

3.例题三：光合作用与呼吸作用在自然界中的作用

题目：请解释光合作用和呼吸作用在自然界中的重要性。

答案：光合作用产生氧气，维持生物圈的碳氧平衡；呼吸作用释放能量，供生物体进行生命活动。

4.例题四：光合作用与呼吸作用的关系

题目：请用表达式表示光合作用和呼吸作用的关系。

答案：光合作用表达式：二氧化碳+水+光能→有机物+氧气；呼吸作用表达式：有机物+氧气→二氧化碳+水+能量。

5.例题五：光合作用与呼吸作用的实际应用

题目：请举例说明光合作用和呼吸作用在生活中的应用。

答案：种植植物时，选择适宜的光照和温度条件，以提高光合作用的效率；锻炼身体时，合理控制运动强度，以保证足够的氧气供应进行呼吸作用，避免运动过度。课堂小结，当堂检测1.课堂小结：

本节课我们学习了绿色植物的光合作用与呼吸作用。光合作用是绿色植物通过叶绿体，利用光能，把二氧化碳和水转化成储存能量的有机物，并且释放出氧气的过程；呼吸作用是细胞利用氧，将有机物分解成二氧化碳和水，并且将储存在有机物中的能量释放出来，供给生命活动的需要的过程。光合作用和呼吸作用是相互依存、相互对立的过程，光合作用产生的有机物和氧气是呼吸作用的原料，呼吸作用产生的二氧化碳和水是光合作用的原料。在实际生活中，我们可以通过合理密植、合理灌溉和施肥等方式，提高光合作用和呼吸作用的效率，达到提高农业生产的目的。

2.当堂检测：

（1）选择题：

①光合作用与呼吸作用的区别在于______。

A.场所B.原料C.条件D.产物

答案：A.场所

②光合作用产生的氧气主要用途是______。

A.供植物呼吸B.供动物呼吸C.维持生物圈的碳氧平衡D.供植物进行光合作用

答案：C.维持生物圈的碳氧平衡

（2）简答题：

请用表达式表示光合作用和呼吸作用的关系。

答案：光合作用表达式：二氧化碳+水+光能→有机物+氧气；呼吸作用表达式：有机物+氧气→二氧化碳+水+能量。

（3）应用题：

假设你家有一个小花园，你想提高花园中植物的光合作用效率，你应该如何做？

答案：可以考虑增加光照时间、选择适宜的植物种类、合理施肥等措施，以提高植物的光合作用效率。反思改进措施（1）实验教学：通过设计相关的实验，如光合作用实验和呼吸作用实验，让学生观察、记录并分析实验现象，提高学生的实践操作能力。

（2）互动讨论：组织学生分组讨论光合作用与呼吸作用在实际生活中的应用，促进学生思考和表达。

（3）多媒体展示：利用PPT、视频等展示光合作用与呼吸作用的过程，增强学生的直观感受。

2.存在主要问题

（1）学生在理解光合作用与呼吸作用的概念和过程上可能会遇到困难，尤其是光合作用和呼吸作用之间的区别和联系。

（2）学生对光合作用和呼吸作用在实际应用中的理解有挑战，如如何在农业生产中应用光合作用和呼吸作用等。

（3）课堂互动不够充分