1、植物的光合作用参评实验教学设计的总体依据一方面,关注重要概念的学习。以光合作用这一重要概念作为教学主线,有序铺展,讲清概念的本质、外延和内涵。 另一方面,强调探究实验教学与重要概念传递的“对接”。探究活动是通过实验进行的,实验包含着丰富的技能训练,“技能”不单是操作技能,更重要的是科学探究的方法和技能。因此要通过强调控制变量,设计对照,讨论、分析等方法,促成学生对重要概念的建立、理解和应用,进一步明确探究实验的方法步骤,达成教学目标。1 教材分析1.1 在教材中的地位和作用本课学习内容是苏科版生物七年级上册第3单元第4章第1节“植物的光合作用”的第1课时。通过前面“我们生活的生物圈”的学习,学
2、生了解了绿色植物是生态系统中的“生产者”,本章节更深层面上讨论植物体内的物质和能量又是怎样获得的?即阐明光合作用是植物的重要生理活动。教材的安排既体现教材的主线“生物与环境的密切关系”,又符合学生的认知需求。 本章节突出的特点是引导学生进行探究性学习,通过探究实验帮助学生初步形成光合作用的重要概念。1.2 教学目标知识目标(1)说出阳光在植物生长中的作用(2)初步阐明光合作用的概念能力目标(1)进一步掌握科学探究的一般步骤(2)尝试制定探究计划,学会设置对照组。(3)尝试分析实验结果,得出结论。情感目标 (1)激发科学探究的兴趣 (2)关注科学探究的方法和过程(3)认同绿色植物是生态系统的生产
3、者1.3 教学重点和难点重点: 初步阐明绿色植物的光合作用难点: 进一步掌握科学探究的方法步骤,并熟练应用到“探究阳光在植物生长中的作用”实验中,理解实验设计的原理。2 学情分析从学生的特点风格看,要通过实验激发学生积极参与,呈现浓厚的学习兴趣。 从已有的知识基础来看,学生在小学科学课里对光合作用已有初步的认识,但对光合作用的详细过程有待深入探究,对光合作用这一重要概念有待进一步阐明,为今后高中阶段学习打下基础,实现重要概念的螺旋式发展。从技能态度看,从技能态度看,锻炼学生实验探究的能力,逐步提高学生的科学素养。3 教法学法基于信息技术交互性强,动态性强,直观性强的特点,在教法上实施直观教学法
4、、活动探究法、合作讨论法;在学法上实施分析归纳法、自主探究法、思考评价法、总结反思法。4 教学过程 围绕“探究阳光在植物生长中的作用”这一教学重点内容,设置5个教学环节:环节1和2为这一重点环节铺垫;通过前3个环节的实验探究,设置环节4鼓励引导学生尝试构建光合作用的重要概念,;最后是反馈应用环节。环节1说说我们的认知设计意图:科学概念的形成,要注意学生已有的认知。导入新课环节,围绕光合作用概念中的“光”、“二氧化碳”、“氧气”、“有机物”等关键词,设置了联系生活的三个问题,意在探测前概念,引发认知冲突,找准科学概念学习的切入点。具体过程:启发学生围绕以下三个问题作出自己的认识。问题1:森林为什
5、么被称作“森林氧吧”?问题2:家里种植的一些花草长时间放在黑暗处为什么会死去?问题3:动物需要食物维持生命,一粒种子萌发成幼苗,一棵小树长成大树,养料何来?环节2感知科学的事实设计意图:科学概念的形成要提供给学生丰富的事实支撑。选择两位科学家的经典实验,围绕探究实验的步骤分析,提取与光合作用概念相关的要素,为概念的有效形成做好铺垫。具体过程:播放海尔蒙特实验的动画,学生进行观察。以表格启发学生进行实验探究的主要4个方面分析。师生共同归纳。表1 探究过程海尔蒙特实验发现问题植物生长的有机物是从土壤中而来的吗?作出假设是实验方法柳树种植,数据分析得出结论水才是植物增重的物质质疑过渡:问题4:海尔蒙
6、特通过此实验得出柳树的增重只是来自水,你认为他忽略了哪些因素?忽视了空气、光照等因素后来的科学家又是如何研究的?教师要求学生用海尔蒙特实验的分析方法,观察18世纪科学家普里斯特利的实验。学生会产生疑问,例如为什么密闭的钟罩内和植物一起生活的小鼠没死,而单独生活却会死亡?以表格启发学生进行实验分析。师生共同归纳。表2 探究过程海尔蒙特实 验普里斯特利实 验发现问题植物生长的有机物是从土壤来的吗植物的生长与空气是否有关?作出假设是有关实验方法柳树种植,数据分析钟罩实验,设置对照得出结论水是植物增重的物质植物可以吸收二氧化碳,放出氧气。质疑过渡:问题5:当时其他科学家重复普利斯特利的实验,有时却失败
7、了,为什么? 教师说明:1779年,英恩豪斯发现普利斯特利的实验只有在光下才能成功。阳光在植物生长中到底有什么作用?环节3动动我们的脑和手设计意图: 科学概念的形成,关键一步是帮助学生去分析、综合、抽象、概括,即学生的动脑、动手的过程,要突出科学概念建构的载体实验探究的指导。通过前两个科学事实的学习,学生进一步熟悉了探究实验的步骤,这为学生设计“探究阳光在植物生长中的作用”的实验方案提供了优秀范例。“暗处理”和“酒精脱色”两步骤是七年级学生知识能力尚不能达到的,暂且忽视进行部分探究,把技能训练放在“设置对照组、控制单一变量”上,再与科学家完成的该实验相比,发现这两环节正是实验成功的重要环节,从
8、而过渡到全程探究,突破教学的难点。具体过程:教师给学生提供以下实验材料:天竺葵、碘液、黑纸片、回形针、镊子、滴管、培养皿。提出思考:问题6:碘液和黑纸片有什么作用?启发学生联系已学过的探究技能“设置对照组”、“控制单一变量”,从关键字“光”和“黑”入手,想一想“黑纸片”有何作用?师生共同得出:该实验中的单一变量是:光;对照组是:叶片未遮光部分和遮光部分。“碘液”的作用,是学生第一次碰到,教师可以做一个演示实验,告知学生碘液是用来鉴定淀粉的试剂。根据逻辑推理,如果绿色植物在光下产生淀粉,遇到碘酒就会变蓝色。解决了这两个难点,教师鼓励学生进行合作,根据实验目的、材料和以上的推理分析,大胆设计出实验
9、的大致过程。师生共同评价交流步骤:选叶遮光光照加碘变蓝。问题7:按照以上的步骤实验,果真能观察到叶片的未遮光部分变蓝吗? 有没有被忽视的环节?带着问题观看科学家完成的实验全过程。在对比中学生很容易发现忽视了一些重要的环节,如暗处理、酒精脱色等。为什么要设置这些环节?组织学生商议解决:问题8:(1)为什么要将天竺葵暗处理一昼夜?(2)为什么要将叶片用酒精脱色?(3)为什么酒精脱色必须隔水加热? 最后在表2的右侧续表归纳出实验的探究过程如下,小结完成实验的完整步骤:暗处理选叶遮光光照脱色漂洗加碘变蓝。表3 探究过程海尔蒙特实 验普里斯特利实 验探究阳光在植物生长中的作用发现问题植物生长的有机物是从
10、土壤来的吗植物的生长与空气是否有关?绿叶在光下产生能产生淀粉吗?作出假设是有关绿叶在光下产生淀粉实验方法柳树种植,数据分析钟罩实验,设置对照设置遮光和未遮光部分进行对照得出结论水是植物增重的物质植物可以吸收二氧化碳,放出氧气。绿叶在光下产生淀粉环节4表述科学的概念设计意图:科学概念的形成,要关注概念的正确表述。光合作用的概念要包括原料、产物、条件、场所等,组成一段简洁的文字。当概念以简练、确切的语言文字来表述时,就有了一个较缜密的思维工具,促进更深入的学习。具体步骤:组织学生观察上述表格,想一想光合作用的原料、产物、条件、场所各是什么?鼓励学生尝试用“”、“”符号连出光合作用的公式:引导学生将
11、“水”、“二氧化碳”、“氧气”、“光”、“淀粉”、“绿叶”这些关键词用“”、“”符号联系起来,“”前是参与反应的物质,“”后是反应生成的物质。得出公式:光二氧化碳+水 有机物(贮能)+氧气在上述基础上,请学生用简洁的语言概括光合作用的概念,包含原料、产物、条件等?绿色植物利用光能,把水和二氧化碳合成淀粉等有机物,释放氧气,同时把光能转变成化学能储存在所合成的有机物里,这个过程叫做光合作用。设置悬念:是否只有绿叶才能进行光合作用?关于光合作用的场所在下一课时继续共同探究。环节5应用科学的概念设计意图:科学概念的真正掌握,应体现在应用中。在新情景下应用已有的概念去阅读新的事例,解决问题。具体过程:
12、 本环节设计了联系生产实际的2个问题作为应用反馈。1.分析合理密植高产的原因。2.分析大棚里施气肥有利于蔬菜丰产的原因。5 教学反思 在2007年本人曾拍摄过优质资源课“植物的光合作用”一课时,得到了专家们的认可。当时的教学设计侧重于探究教学,指导思想上设立了“3个巧”:巧用素材,巧设遗漏,巧选实验。随着2011年新课标的颁发,苏科版初中生物新教材的使用,本人重新反思“这节课”,在教学设计的指导思想和教学方法上做了新的尝试和突破:首先从新课标要求的“关注重要概念的学习”入手,尝试探索了科学概念教学的规律,设立了5个环节的教学,层层铺垫,引导学生构建“光合作用”的重要概念。其次是加强和改进实验教
13、学,充分认识到实验所包含的“技能训练”,不单单是操作技能,更重要的是科学探究的方法和技能,苏科版初中生物新教材中也专门增设了“技能训练”小栏目。如何把“技能训练”落到实处:本节课特别强调了控制变量,设计对照,分析得出实验结论等。在教学重难点的处理上,体现3个变:变介绍发现史为加深对科学探究步骤的理解。体会海尔蒙特、普里斯特利实验探究的主要过程。变探究实验的全过程为部分探究。“探究阳光在植物生长中的作用”中“暗处理”和“酒精脱色”暂不做要求,只进行部分探究,再与科学家的实验对比发现问题。变 概念的阐述为学生从探究实验归纳中得出。围绕光合作用的原料、条件、产物抓住关键词学习构建重要概念。这样两方面的改进,在学生知识学习、技能训练、科学素养养成、学科兴趣等方面提高了课堂教学的效益。