《植物是生物圈中的生产者》教学设计-2024-2025学年苏科版（2024）初中生物学七年级下册

《植物是生物圈中的生产者》教学设计）-2024-2025学年苏科版（2024）初中生物学七年级下册一、教材分析（一）教材地位《植物是生物圈中的生产者》是新教材苏科版（2024）初中生物学七年级下册第5单元《植物的生活》第12章《植物维持生物圈的稳定》中的关键内容。这部分知识上承植物的结构、生理活动等内容，下启生态系统的组成与功能等知识。通过学习，学生能深入理解植物在生物圈中的核心地位，认识到植物对维持生态平衡的重要意义，从而构建起完整的生物学知识体系，增强对生态环境保护的意识。（二）内容结构教材开篇点明绿色植物作为生物圈中最重要的生产者，引出主题。接着详细阐述绿色植物通过光合作用制造有机物，介绍光合作用的发现历程，如海尔蒙特、普利斯特利等科学家的经典实验，帮助学生理解光合作用的探究过程。深入讲解光合作用的原料、产物、条件和场所，通过文字描述、示意图和实验探究，让学生清晰掌握光合作用的本质。随后介绍绿色植物对有机物的利用，包括构建植物体自身以及为植物的生命活动提供能量，阐述呼吸作用的概念和过程。教材还强调绿色植物在维持生物圈碳-氧平衡中的作用，通过数据和图表展示绿色植物如何吸收二氧化碳、释放氧气，维持大气成分的稳定。同时设置“观察与思考”“探究活动”等栏目，引导学生主动参与学习，培养观察、分析和探究能力。二、教学目标（一）知识与技能目标学生能够准确阐述绿色植物是生物圈中的生产者，理解生产者的概念及在生态系统中的重要地位。详细描述光合作用的过程，包括原料（二氧化碳和水）、产物（有机物和氧气）、条件（光）和场所（叶绿体），能写出光合作用的反应式。解释绿色植物如何利用光合作用制造的有机物构建自身结构，并为生命活动提供能量，说明呼吸作用的过程和意义。说明绿色植物在维持生物圈碳-氧平衡中的作用，理解碳-氧平衡的概念及重要性。学会设计和实施“探究光合作用的条件、原料和产物”的实验，掌握实验设计的基本原则，如控制变量、设置对照等，提高实验操作和数据分析能力。（二）过程与方法目标通过观察教材中的图片、示意图以及实验现象，培养学生的观察能力和形象思维能力，让学生学会从直观材料中提取关键信息，归纳总结光合作用和呼吸作用的特点。组织学生开展小组合作探究活动，如探究光照强度对光合作用的影响、种子萌发时的呼吸作用等，提升学生的合作交流能力和分析解决问题的能力，培养学生的团队协作精神。引导学生参与课堂讨论和交流，鼓励学生发表自己的观点和见解，提高学生的语言表达能力和批判性思维能力。通过对实验数据的记录、分析和解释，培养学生的数据处理能力和逻辑思维能力，使学生学会根据实验结果得出科学结论。（三）情感态度与价值观目标激发学生对生物学的浓厚兴趣，培养学生热爱大自然、关注绿色植物的情感，让学生感受生命的神奇和绿色植物对地球的重要性。通过亲身体验科学探究的过程，培养学生严谨的科学态度和勇于探索的精神，提高学生的科学素养。在小组合作学习中，培养学生的合作意识和竞争意识，让学生学会欣赏他人、尊重他人，提高学生的人际交往能力和社会适应能力。引导学生认识绿色植物在维持生物圈稳定中的关键作用，树立保护绿色植物、维护生态平衡的意识。三、教学重难点（一）教学重点绿色植物作为生物圈中生产者的地位和作用。光合作用的过程、原料、产物、条件和场所，以及光合作用的反应式。呼吸作用的过程和意义，以及呼吸作用与光合作用的关系。绿色植物在维持生物圈碳-氧平衡中的作用。“探究光合作用的条件、原料和产物”实验的设计与实施。（二）教学难点理解光合作用和呼吸作用的过程，尤其是光合作用中物质和能量的转化，这涉及到较为抽象的化学变化，对于七年级学生来说理解有一定难度。设计和实施“探究光合作用的条件、原料和产物”实验，需要学生综合运用多方面知识，正确控制变量、设置对照，对学生的实验设计和操作能力要求较高。认识绿色植物在维持生物圈碳-氧平衡中的复杂机制，以及如何通过保护绿色植物来维护生态平衡。四、教学过程（一）课程导入（5分钟）教师活动：通过多媒体展示一段美丽的自然风光视频，视频中森林郁郁葱葱，草原一望无际，各种绿色植物生机勃勃。视频结束后，提问学生：“同学们，在这段视频中，我们看到了丰富多彩的植物世界。大家想一想，这些绿色植物在我们生活的生物圈中扮演着怎样重要的角色呢？我们的生活与这些绿色植物有哪些紧密的联系？”引导学生观察并思考问题，激发学生的好奇心和求知欲。学生活动：认真观看视频，沉浸在大自然的美景中，积极思考教师提出的问题，回忆生活中与绿色植物相关的场景，踊跃回答问题，可能会提到绿色植物为我们提供食物、氧气，美化环境等。设计意图：通过播放优美的自然风光视频，营造轻松愉悦的课堂氛围，吸引学生的注意力，迅速将学生带入与绿色植物相关的情境中。提问环节可以引导学生联系生活实际，将已有的生活经验与即将学习的知识建立联系，为引出绿色植物作为生产者的主题做好铺垫。（二）绿色植物是生产者（10分钟）教师活动：结合教材内容，讲解绿色植物作为生产者的概念和地位。“同学们，在生态系统中，绿色植物能够利用光能，将二氧化碳和水转化为储存能量的有机物，并且释放出氧气。像这样能利用无机物制造有机物的生物，我们就称为生产者。绿色植物是生物圈中最主要的生产者，几乎所有其他生物的生存都直接或间接依赖于绿色植物制造的有机物。”展示生态系统中食物链和食物网的图片，指出绿色植物处于食物链的起始端。提问学生：“大家观察图片，说一说为什么说绿色植物是其他生物生存的基础？”学生活动：认真听讲，观察图片，思考教师提出的问题，与同桌进行简单交流，可能会回答因为其他生物需要直接或间接以绿色植物为食，获取有机物和能量。设计意图：通过讲解和图片展示，让学生对绿色植物作为生产者的地位和作用有初步的认识，培养学生的观察能力和归纳总结能力。提问环节可以引导学生深入思考绿色植物在生态系统中的重要性，加深对知识的理解。（三）教材课文内容讲解-光合作用的发现（15分钟）教师活动：翻开教材，引导学生阅读教材中关于光合作用发现历程的内容。讲解海尔蒙特的柳树实验，展示实验示意图，介绍他如何通过五年的实验，发现柳树增重的主要原因不是土壤，而是水。接着讲解普利斯特利的实验，展示实验装置图，说明他通过实验证明植物可以更新空气。然后介绍其他科学家对光合作用的研究，如萨克斯证明光合作用产生淀粉、恩格尔曼证明光合作用的场所是叶绿体等。提问学生：“大家思考一下，从这些科学家的实验中，我们可以看出科学探究具有怎样的特点？”学生活动：认真阅读教材，观察实验示意图和装置图，思考教师提出的问题，小组内进行讨论交流，可能会回答科学探究需要长期观察、设计巧妙的实验、不断探索等。设计意图：引导学生阅读教材，培养学生的自主学习能力和阅读分析能力。通过介绍光合作用的发现历程，让学生了解科学探究的过程和方法，培养学生的科学思维和探索精神。提问环节可以引导学生总结科学探究的特点，提高学生对科学研究的认识。（四）探究光合作用的条件、原料和产物（20分钟）教师活动：带领学生进入实验室，进行“探究光合作用的条件、原料和产物”实验。首先，讲解实验目的是探究光合作用需要光、二氧化碳，产物是淀粉和氧气。介绍实验材料和用具，如天竺葵、酒精、碘液、氢氧化钠溶液、透明塑料袋等。详细讲解实验步骤，以探究光合作用需要光为例，将天竺葵放在黑暗处一昼夜（目的是耗尽叶片中原有的淀粉），然后用黑纸片将叶片的一部分上下两面遮盖起来，移到阳光下照射几小时，摘下叶片，去掉黑纸片，把叶片放入盛有酒精的小烧杯中，隔水加热，使叶片中的叶绿素溶解到酒精中，叶片变成黄白色，用清水漂洗叶片，再把叶片放到培养皿里，向叶片滴加碘液，稍停片刻，用清水冲掉碘液，观察叶片颜色的变化。强调实验中的变量控制，如探究光的作用时，光照是变量，其他条件保持相同；探究二氧化碳的作用时，有无二氧化碳是变量。在学生进行实验操作时，教师巡视指导，解答学生的疑问，提醒学生注意安全，如酒精隔水加热时防止火灾等。提问学生：“大家想一想，在这个实验中，为什么要将天竺葵放在黑暗处一昼夜？”学生活动：认真听教师讲解实验目的、材料、用具和步骤，分组进行实验操作，按照步骤对天竺葵进行处理。思考教师提出的问题，回答可能会是为了让叶片中的淀粉运走耗尽，这样实验中检测到的淀粉就是在实验过程中光合作用产生的，避免原有淀粉的干扰。设计意图：通过实验操作，让学生亲身体验科学探究光合作用的过程，培养学生的动手实践能力和科学探究精神。教师的巡视指导可以确保学生正确操作，提高实验成功率。提问环节可以引导学生理解实验设计中每个步骤的意义，培养学生的实验设计和逻辑思维能力。（五）教材课文内容讲解-光合作用（15分钟）教师活动：引导学生结合实验结果，阅读教材中关于光合作用的内容。讲解光合作用的原料是二氧化碳和水，产物是有机物（主要是淀粉）和氧气，条件是光，场所是叶绿体。展示光合作用的示意图，详细解释光合作用的过程，二氧化碳和水在光和叶绿体的作用下，发生复杂的化学反应，合成有机物，同时释放出氧气。写出光合作用的反应式：二氧化碳+水\(\xrightarrow[叶绿体]{光}\)有机物（储存着能量）+氧气。提问学生：“大家想一想，在农业生产中，人们可以采取哪些措施来提高农作物的光合作用效率？”学生活动：认真阅读教材，观察示意图，思考教师提出的问题，积极回答，可能会提到合理密植、增加光照时间、补充二氧化碳等措施。设计意图：通过教材阅读和示意图展示，让学生深入理解光合作用的过程、原料、产物、条件和场所，培养学生的自主学习能力和观察分析能力。提问环节可以引导学生将所学知识与农业生产实际相联系，提高学生的知识应用能力。（六）绿色植物对有机物的利用（15分钟）教师活动：讲解绿色植物对有机物的利用。“同学们，绿色植物通过光合作用制造的有机物，一部分用于构建植物体自身。比如，细胞壁的主要成分纤维素就是有机物，植物的根、茎、叶、花、果实、种子等器官都含有大量的有机物。另一部分有机物则用于为植物的生命活动提供能量。植物细胞内的线粒体能够将有机物分解，释放出能量，这个过程就是呼吸作用。”展示植物细胞结构示意图，指出线粒体的位置。讲解呼吸作用的过程，有机物（储存着能量）+氧气\(\xrightarrow{线粒体}\)二氧化碳+水+能量。提问学生：“大家想一想，呼吸作用对植物的生命活动有什么重要意义？”学生活动：认真听讲，观察示意图，思考教师提出的问题，与小组成员交流，可能会回答呼吸作用为植物的生长、发育、繁殖等生命活动提供能量，维持植物的正常生命活动。设计意图：通过讲解和示意图展示，让学生了解绿色植物对有机物的利用方式，理解呼吸作用的过程和意义，培养学生的观察能力和知识应用能力。提问环节可以引导学生深入思考呼吸作用对植物生命活动的重要性，加深对知识的理解。（七）呼吸作用与光合作用的关系（10分钟）教师活动：组织学生进行课堂讨论，讨论题目为“对比光合作用和呼吸作用，从原料、产物、条件、场所和能量变化等方面分析它们的区别和联系”。在学生讨论过程中，教师巡视各小组，参与学生的讨论，给予适当的引导和提示。讨论结束后，每个小组推选一名代表进行发言，总结小组讨论的结果。教师对各小组的发言进行点评和总结，展示光合作用和呼吸作用关系的图表，强调它们相互依存、相互对立的关系。提问学生：“大家想一想，在白天和夜晚，植物的光合作用和呼吸作用是如何进行的？”学生活动：积极参与小组讨论，认真分析光合作用和呼吸作用的特点，总结它们的区别和联系，小组代表发言，其他小组成员补充。思考教师提出的问题，回答可能会是在白天，光照充足，植物同时进行光合作用和呼吸作用，但光合作用强度大于呼吸作用强度；在夜晚，没有光照，植物只进行呼吸作用。设计意图：通过课堂讨论，激发学生的思维，培养学生的合作交流能力和比较分析能力。教师的巡视和引导可以确保讨论的方向和质量。总结和提问环节可以帮助学生系统地掌握光合作用和呼吸作用的关系，提高学生的知识整合能力。（八）教材课文内容讲解-绿色植物维持生物圈碳-氧平衡（15分钟）教师活动：引导学生阅读教材中关于绿色植物维持生物圈碳-氧平衡的内容。讲解碳-氧平衡的概念，即生物圈中二氧化碳和氧气的相对平衡。展示相关数据和图表，说明绿色植物通过光合作用不断吸收二氧化碳，释放氧气，而生物的呼吸作用和燃料的燃烧等不断消耗氧气，产生二氧化碳，绿色植物在维持碳-氧平衡中起着关键作用。提问学生：“大家想一想，如果绿色植物大量减少，对生物圈的碳-氧平衡会产生什么影响？我们应该如何保护绿色植物？”学生活动：认真阅读教材，观察数据和图表，思考教师提出的问题，积极回答，可能会回答绿色植物大量减少，二氧化碳含量会增加，氧气含量会减少，可能导致全球气候变暖等问题。对于保护绿色植物，可能会提到植树造林、减少砍伐、节约纸张等措施。设计意图：通过教材阅读和数据图表展示，让学生了解绿色植物在维持生物圈碳-氧平衡中的作用，培养学生的自主学习能力和数据分析能力。提问环节可以引导学生深入思考保护绿色植物的重要性和方法，增强学生的环保意识。（九）课堂总结（5分钟）教师活动：和学生一起回顾本节课的重点内容，包括绿色植物作为生产者的地位、光合作用的发现历程、光合作用和呼吸作用的过程及关系、绿色植物维持生物圈碳-氧平衡等方面。强调绿色植物对生物圈的重要意义，鼓励学生在课后继续观察和了解