《植物通过光合作用固定光能》教学设计-2024-2025学年济南版（2024）初中生物学七年级下册

《植物通过光合作用固定光能》教学设计-2024-2025学年济南版（2024）初中生物学七年级下册一、教材分析（一）教材地位本节课选自新教材济南版（2024）初中生物学七年级下册第三单元《植物的生活》第一章《植物能进行光合作用等生命活动》。光合作用是植物最重要的生理活动之一，它不仅是植物自身生长、发育和繁殖的基础，也是地球上几乎所有生命生存和发展的能量来源。通过学习本节课，学生能够深入理解植物如何利用光能将无机物转化为有机物，为后续学习生态系统的物质循环和能量流动等知识奠定基础，在教材中起着核心和关键的作用。（二）内容结构教材开篇以海尔蒙特的柳树实验引发学生对植物增重来源的思考，从而引出光合作用这一主题。接着详细阐述了光合作用的发现历程，通过介绍普利斯特利、英格豪斯等科学家的经典实验，逐步揭示光合作用的原料、产物、条件等关键要素。随后深入讲解了光合作用的过程，包括光反应和暗反应两个阶段，解释了光能如何转化为化学能并储存在有机物中。最后介绍了光合作用的意义以及在农业生产中的应用，体现了生物学知识与实际生活的紧密联系。二、教学目标（一）知识目标描述光合作用的发现过程，说出相关科学家的实验结论。阐述光合作用的原料、产物、条件和场所，准确写出光合作用的反应式。解释光合作用的过程，包括光反应和暗反应的主要变化及相互关系。举例说明光合作用在农业生产中的应用，理解光合作用对维持生物圈碳-氧平衡的重要意义。（二）能力目标通过分析科学家的实验，培养学生的科学思维能力、逻辑推理能力和实验设计能力，学会从实验现象中得出科学结论。尝试设计简单的实验来验证光合作用的相关知识，提高学生的动手实践能力和创新能力。能够运用光合作用的知识解释生活中的一些生物学现象，提升学生运用知识解决实际问题的能力。（三）情感态度与价值观目标体验科学家探索光合作用的历程，培养学生严谨的科学态度和勇于创新的精神，激发学生对科学研究的兴趣。认识到光合作用对生命活动的重要性，增强学生爱护植物、保护生态环境的意识，树立人与自然和谐发展的观念。通过小组合作完成实验设计和讨论，培养学生的团队协作精神和交流表达能力。三、教学重难点（一）教学重点光合作用的发现过程及相关实验的分析。光合作用的原料、产物、条件、场所及反应式。光合作用的过程，尤其是光反应和暗反应的基本过程及相互关系。（二）教学难点理解光合作用过程中光能如何转化为化学能，以及光反应和暗反应的复杂生理变化。运用光合作用的知识解释实际生活和农业生产中的现象及问题。四、教学过程（一）课程导入（5分钟）讲述故事：展示一幅海尔蒙特柳树实验的图片，向学生讲述300多年前，比利时科学家海尔蒙特所做的柳树实验。他在一个大花盆里栽种了一棵2.3kg的柳树，只用纯净的雨水浇灌，5年后，柳树增重了76.7kg，而土壤只减少了0.06kg。提问学生：“同学们，海尔蒙特的实验结果让我们看到柳树增重了很多，而土壤重量减少很少，大家思考一下，柳树增加的重量从哪里来的呢？”鼓励学生大胆猜测并发表自己的观点。引出课题：在学生讨论交流后，引导学生思考植物增重与光合作用的可能联系，从而引出本节课的主题——植物通过光合作用固定光能。【设计意图】通过讲述有趣的科学故事，设置悬念，激发学生的好奇心和探究欲望，使学生迅速进入学习状态，同时培养学生的思考能力和语言表达能力。（二）光合作用的发现历程（15分钟）普利斯特利实验展示实验示意图：呈现普利斯特利将小鼠和绿色植物分别放在密闭玻璃罩内的实验示意图，向学生详细介绍实验过程。提问学生：“同学们，观察这个实验，你们发现了什么现象？”引导学生观察并回答，小鼠在有植物的玻璃罩内能够存活更久，而在没有植物的玻璃罩内很快死亡。分析实验结论：和学生一起分析普利斯特利的实验结论，即植物能够更新由于蜡烛燃烧或动物呼吸而变得污浊的空气。提问学生：“为什么植物能更新空气呢？大家大胆推测一下。”让学生思考并发表自己的看法，培养学生的逻辑推理能力。英格豪斯实验介绍实验改进：向学生介绍英格豪斯对普利斯特利实验的改进，他发现只有在光照条件下，植物才能更新空气。展示英格豪斯实验的相关图片，讲解实验过程。对比分析：对比普利斯特利和英格豪斯的实验，引导学生思考英格豪斯实验的创新之处以及光照在实验中的重要作用。提问学生：“通过这两个实验的对比，你们能得出什么关于光合作用的初步结论呢？”组织学生小组讨论，然后每组派代表发言，总结出光合作用需要光照这一条件。萨克斯实验讲解实验步骤：展示萨克斯将绿色叶片先放在暗处几小时，然后一半曝光、一半遮光，一段时间后用碘蒸气处理叶片的实验示意图，详细讲解实验步骤。提问学生：“萨克斯为什么要将叶片先放在暗处几小时呢？”引导学生思考这样做是为了消耗叶片中原有的淀粉，避免对实验结果产生干扰。观察实验现象：向学生展示萨克斯实验的结果图片，让学生观察曝光部分叶片变蓝，遮光部分叶片不变蓝的现象。提问学生：“从这个实验现象，你们能得出什么结论呢？”引导学生分析得出光合作用的产物有淀粉，且光合作用需要光照。【设计意图】通过详细介绍光合作用发现历程中的经典实验，让学生亲身感受科学家的探究思路和方法，培养学生的科学思维和实验分析能力。通过提问和小组讨论，激发学生的学习主动性，引导学生积极思考，提高学生的参与度。（三）光合作用的原料、产物、条件和场所（15分钟）原料和产物回顾实验：回顾之前科学家的实验，引导学生总结光合作用的原料和产物。提问学生：“从普利斯特利和英格豪斯的实验中，我们知道植物能更新空气，那空气中哪些成分参与了光合作用呢？从萨克斯的实验中，我们又知道光合作用的产物是什么呢？”让学生思考回答，得出光合作用的原料有二氧化碳和水，产物有有机物（主要是淀粉）和氧气。补充实验：简单介绍现代科学通过同位素标记法等进一步验证光合作用原料和产物的实验，拓宽学生的知识面，让学生了解科学研究的发展过程。条件和场所分析实验：再次分析英格豪斯和萨克斯的实验，强调光照是光合作用的必要条件。展示叶绿体的结构模式图，向学生介绍叶绿体是植物进行光合作用的场所，叶绿体中的叶绿素等色素能够吸收光能。提问学生：“为什么说叶绿体是光合作用的场所呢？”引导学生观察叶绿体的结构，思考其与光合作用的关系。总结归纳：和学生一起总结光合作用的原料、产物、条件和场所，以表格的形式呈现在黑板上（如下表），方便学生记忆。光合作用要素具体内容原料二氧化碳、水产物有机物（主要是淀粉）、氧气条件光照场所叶绿体【设计意图】通过回顾经典实验，引导学生自主总结光合作用的原料、产物、条件和场所，加深学生对知识的理解和记忆。介绍现代科学实验，拓宽学生视野，培养学生对科学前沿的关注。以表格形式总结归纳，使知识更加条理化、系统化。（四）光合作用的过程（20分钟）光反应阶段展示动画：播放光反应阶段的动画视频，向学生直观展示光反应过程中发生的变化。讲解在光的照射下，叶绿体中的色素吸收光能，将水分解成氧气和[H]，同时将光能转化为ATP中的化学能。提问互动：提问学生：“在光反应阶段，水分解产生的氧气有什么作用呢？ATP中的能量在后续过程中会如何利用呢？”引导学生思考光反应产物与暗反应的联系。暗反应阶段再次展示动画：播放暗反应阶段的动画视频，详细讲解暗反应过程。介绍二氧化碳进入叶绿体后，与五碳化合物结合形成三碳化合物，三碳化合物在ATP和[H]的作用下被还原成有机物（如淀粉），同时五碳化合物得以再生。小组讨论：组织学生小组讨论光反应和暗反应的关系，提问学生：“光反应和暗反应有什么联系呢？如果没有光反应，暗反应能进行吗？反之呢？”让学生通过讨论，理解光反应为暗反应提供ATP和[H]，暗反应为光反应提供ADP和Pi，两者相互依存、不可分割。反应式书写引导推导：根据光合作用的过程，引导学生推导光合作用的反应式，即二氧化碳+水\(\xrightarrow[叶绿体]{光能}\)有机物（储存着能量）+氧气。向学生强调反应式中各物质的作用和反应条件的重要性。练习巩固：让学生在练习本上书写光合作用的反应式，找几位学生到黑板上书写，教师进行批改和纠正，强化学生对反应式的记忆和理解。【设计意图】通过动画演示，将抽象的光合作用过程直观地呈现给学生，帮助学生理解光反应和暗反应的复杂生理变化。通过提问互动和小组讨论，引导学生深入思考光反应和暗反应的关系，培养学生的逻辑思维和团队合作能力。通过反应式的推导和书写练习，巩固学生对光合作用过程的理解。（五）光合作用的意义及在农业生产中的应用（10分钟）光合作用的意义引导思考：引导学生思考光合作用对植物自身、其他生物以及整个生物圈的意义。提问学生：“同学们，植物通过光合作用制造有机物，这些有机物对植物自身有什么作用呢？对我们人类和其他动物又有什么重要意义呢？”让学生思考回答，得出光合作用为植物自身生长、发育和繁殖提供物质和能量，是其他生物食物和能量的来源，同时维持了生物圈的碳-氧平衡。总结强调：总结光合作用的意义，强调光合作用在维持生态系统稳定和生命活动正常进行中的重要地位，培养学生爱护植物、保护生态环境的意识。在农业生产中的应用实例展示：展示一些农业生产中利用光合作用原理提高农作物产量的实例图片，如合理密植、间作套种、增加二氧化碳浓度等。向学生讲解这些措施是如何通过影响光合作用来提高产量的。小组讨论：组织学生小组讨论在农业生产中还可以采取哪些措施来促进光合作用，提高农作物产量。每个小组派代表发言，分享讨论结果，教师进行补充和点评。【设计意图】通过引导学生思考和讨论，让学生深刻理解光合作用的意义，培养学生的环保意识。通过展示农业生产实例和小组讨论，让学生将光合作用的知识与实际生产相结合，提高学生运用知识解决实际问题的能力，同时培养学生的创新思维和团队合作精神。（六）课堂小结（5分钟）引导回顾：引导学生回顾本节课所学内容，从光合作用的发现历程开始，到光合作用的原料、产物、条件、场所、过程，再到光合作用的意义及在农业生产中的应用。让学生自己梳理知识框架，教师在黑板上进行简单的板书总结。强调重点：重点强调光合作用的过程和反应式，以及光合作用在生态系统中的重要作用。答疑解惑：给学生留出时间提问，解答学生在本节课学习过程中遇到的疑问，确保学生对知识的理解和掌握。【设计意图】通过引导学生回顾和教师总结，帮助学生构建完整的知识体系，强化重点内容。通过答疑解惑，及时解决学生的问题，提高学生的学习效果。（七）布置作业（2分钟）基础作业：让学生完成教材课后相关练习题，巩固本节课所学的基础知识，如光合作用的原料、产物、条件等。拓展作业：查阅资料，了解更多关于光合作用的研究进展，如人工模拟光合作用的研究成果及其应用前景，下节课进行分享交流。【设计意图】通过布置基础作业，帮助学生巩固课堂所学知识，加深对重点内容的记忆。拓展作业则鼓励学生自主查阅资料，拓宽知识面，培养学生自主学习的能力和对科学前沿的关注，同时为下节课的交流讨论做好准备。五、教学反思在本节课的教学过程中，通过讲述科学故事、展示实验示意图、播放动画视频、组织小组讨论等多种教学方法，有效地激发了学生的学习兴趣，提高了学生的参与度。学生在分析科学家实验的过程中，积极思考，锻炼了科学思维和实验分析能力。在讲解光合作用过程时，动画演示帮助学生较好地理解了光反应和暗反应的复杂生理变化。然而，在教学过程中也存在一些不足之处。例如