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1、“光合作用的过程”教学设计定海一中黄敏一、设计思想光合作用的过程是光合作用这一节内容的重点，也是细胞的代谢这一章的重点，该知识点的系统性很强，但也很抽象，鉴于本节内容的以上特点，本人采用了以下教学思路以强化重点、突破难点。建构主义学生观认为，学生不是空着脑袋走进教室的，在日常的生活中他们已经形成了丰富的经验，教学不能无视这些经验，另起炉灶,从外部装进新知识,而要把现有的知识经验,作为新知识的生长点。所以这节课从学生已有的知识经验开始,来生长出光合作用新的知识。教学过程秉承“学生为主体，教师为主导”的教学理念，学生按照学案实施流程，教师适时引导，首先利用多媒体课件引导学生复习叶绿体的结构，为学生
2、学习光合作用的过程打下基础，了解光合作用的概念，尝试写出光合作用的反应式。然后结合教师播放的flash动画演示的光合作用过程（包括分步演示和连续演示两种形式），自主阅读课本有关段落，简要寻找、梳理出光合作用两个阶段的知识要点，在教师指导下，深入理解、注重比较并学会归纳知识要点。最后回到课堂最初写的反应方程式，制造认知冲突，完善光合作用的反应方程式，归纳出光合作用的实质，完成对光合作用过程相关知识的整体建构。整个学习过程教师要注意方法的介绍、学情的关注和适时点拨。特别注重通过图解的认识、列表的比较，认清光合作用的光反应和碳反应中，物质和能量的变化过程、化学反应发生的部位和条件等，让学生能够真正明
3、确光反应和碳反应这两个阶段中，物质变化的来龙去脉和伴随着的能量转换过程，以便从整体上认识、理解和掌握光合作用全过程。二、教学分析1教材分析本节课位于浙科版高中生物必修1模块第三章第五节，安排在细胞呼吸之后，通过前面细胞与能量、酶和细胞呼吸的学习，为光合作用的学习打下良好的基础。“光合作用”一节共讲述了三个方面的内容：光合作用的过程；叶绿素和其他色素；影响光合作用的环境因素。本节内容为激活细胞器结构功能、能量转换等学生原有知识、同化新知识做好铺垫，同时还是学生学习生态系统、生物圈等知识的基础。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（二氧化碳
4、被还原成糖类，水被氧化成氧气）。但实质上包括一系列的物质、能量的转变问题。光反应和碳反应过程的物质变化和能量转化比较抽象，又是理解光合作用实质、探究影响光合作用的环境因素的基础。因此，光合作用的过程是本节内容的重点和难点，又是整个高中生物学的重点和难点。2学情分析高二学生对光合作用已经具有粗浅的了解和初步的基础，已经学习了细胞的类型与结构，知道叶绿体是进行光合作用的场所。并且认知结构已基本形成，思维能力更加成熟，学习动机有一定内在的信念，认知活动能力明显增强；而在这一节知识中，既有微观上的、分子水平上（色素、光合作用的过程、实质等）的知识，又有宏观上的知识（光合作用的意义），有的知识（光合作用
5、的过程）很抽象，学生在学习时会有一定的困难。故在教学中，应该重点启发学生自主探索，通过设置适量的问题情景，进一步激发学生的学习兴趣，培养分析、归纳、概括的能力。三、教学目标1知识目标：概述光合作用的光反应和碳反应阶段的化学反应，比较二者的区别和联系。从物质转变和能量转换的角度，简述光合作用的实质。2能力目标通过读图来归纳、建构自己的光合作用核心知识结构，并掌握这种构建的方法。尝试利用“同位素标记法”探究H2O中的氧原子在光合作用中的转移途径。3情感目标通过模仿学习科学家的研究方法，通过与老师和同学的合作学习与探究，体验自主学习、探究学习与合作学习成功的乐趣。感悟植物进行光合作用对地球生命的意义
6、，培养爱护地球生态环境的意识。四、教学重难点的设定1教学重点：光合作用的过程和实质，光反应过程和碳反应过程的区别和联系。2教学难点：光反应、碳反应过程中物质和能量的转变过程。认识光合作用的实质，首先要能理解光反应、碳反应的过程及物质变化和能量转化，所以把教学的重难点设定为光反应、碳反应的过程及物质变化和能量转化。此外，对高中学生来讲，学会分析与处理信息，并获得其核心内容也是重要，必备的能力。所以本节的另一个重点，就是让学生学习分析与处理信息，并获得其核心内容的方法。光合作用的过程是非常复杂、深奥的，大部分学生不能通过课本的描述，图示，将这些知识建构到自己的知识体系中，不能掌握好这部分的主要问题
7、是不能理解光反应、碳反应的过程。五、教学策略与手段1教学策略光反应、碳反应的过程设定为教学的重难点，课本的描述是静态的，无法被观察，可采用flash动画来展示，让学生“看到”光合作用中各项化学反应的过程，帮助学生理解。结合动画，在学生自学的基础上，详细讲解每个步骤，条理清楚。在初步建构了光反应、碳反应各步骤的反应过程后，再让学生归纳光反应、碳反应的过程中物质变化和能量转化。然后利用多媒体课件展示光反应和碳反应比较的表格，让学生讨论完成，又能进一步加深对两个过程关系的理解。最后，归纳出光合作用的实质，完成对光合作用过程相关知识的整体建构。2教学手段采用多媒体课件、flash动画作为辅助手段，帮助
8、学生建立形象直观的认识，提高学生的学习兴趣。3教学模式以学生为主体、教师为主导，采用教师讲授与学生自学相结合，教师的启发与学生的分析、讨论、归纳相结合，师生共同探究的方法，突出重点、突破难点。六、教学过程教学过程教师活动学生活动设计意图回忆细胞结构导入新课【复习提问】这是什么结构，其主要功能是什么？叶绿体类囊体和基质中都含有哪些物质？叶绿体作为光合作用的场所，有着怎样一个与功能相适应的膜结构特点？【展示】多媒体课件呈现叶绿体亚显微结构示意图，引导学生回忆并识图，完成学案填空内容。回顾光合作用的场所叶绿体，回忆叶绿体的结构并回答问题，完成学案填空内容。温故知新，为光合作用的过程学习打下基础。从学
9、生已有的知识经验开始,来生长出光合作用新的知识。光合作用概念【概述】请同学们阅读课本85页的相关内容，概括总结光合作用的概念，并且请用一个化学反应式来概括。【评价】学生在黑板上的书写内容6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2（若不正确，可以通过师生共同讨论来确定）绿色植物通过叶绿体，利用光能，把CO2和H2O转化成储存能量的有机物，并释放出O2的过程。【分析】通过反应式分析物质是怎样转化的。此反应式是一个总反应式，只写出了最初的反应物和最终的产物，其中很多的中间反应物和中间产物都没有表示。然后以问题“这一系列复杂的化学反应是怎样进行的呢？”过渡到本节课的主题：光合作用的过程。阅读书
10、本85页相关内容，总结概念，注意关键词，学案上写出光合作用的方程式（学生代表黑板上书写）。对光合作用有一个整体的认识。明确光合作用的最初反应物和最终产物。光合作用概述【展示】播放光合作用的全过程flash动画【概述】根据反应过程是否直接需要光能，将光合作用分为光反应和碳反应两个阶段。观看动画，感到过程很复杂对光合作用过程有个大致的了解光反应一、光反应【布置任务】自主阅读90页光反应内容，完成学案相应内容，提出、思考并讨论问题：光反应的场所在哪里？光反应的条件是什么？光反应中物质变化和能量变化是怎样？（尝试用化学反应式写出物质变化）【展示】多媒体课件显示以下内容（物质变化动态显示）【板书归纳】边
11、分析归纳边点评学生答案：1、场所：叶绿体类囊体膜上2、物质变化（1）水在光下裂解为H、O2和电子2H2O 4H+O2（2）光能被吸收并转化为ATP中的化学能ADPPi+能量（光能）ATP（3）水中的氢（ He ）在光下将 NADP还原为NADPHNADPH+ 2eNADPH3、能量变化：光能ATP、NADPH中活跃的化学能学生阅读书本、结合多媒体课件上的光反应动态图，思考、分析光反应阶段的场所、条件、物质变化和能量变化。完成学案上相应内容。学生代表总结归纳光反应的场所、物质变化、能量变化。建构光反应的知识，归纳、整理形成学生自己的知识体系。通过阅读，找出光反应的内容要点，学会自我阅读、概括要点
12、。通过观看PPT演示光合作用动态过程，将书面感性认识提升成理性思考，有利于掌握光合作用的过程，调动学生的积极思维活动。过渡光反应阶段共有几种产物？去向如何？ 过渡到碳反应。承上启下，过渡作用碳反应碳反应二、碳反应【布置任务】自主阅读9293页碳反应内容，完成学案相应内容，提出、思考并讨论问题：碳反应的场所在哪里？碳反应的条件是什么？碳反应中物质变化和能量变化是怎样？（尝试用化学反应式写出物质变化）【展示】多媒体课件显示以下内容（物质变化动态显示）【板书归纳】边分析归纳边点评学生答案：1、场所：叶绿体基质2、物质变化（1）CO2的固定：C5+CO2 2C3（2）C3酸的还原：ATPNADPH2C
13、3 2三碳糖（3）RuBP的再生：五碳糖三碳糖3、能量变化：ATP、NADPH中活跃的化学能三碳糖中稳定的化学能【深化】生成的三碳糖中，有多少用于RuBP的再生？又有多少离开卡尔文循环？【分析】生成的2个三碳糖分子，若各有一个分别用于RuBP的再生和离开卡尔文循环，不满足碳原子守恒。因此，每3个二氧化碳分子进入卡尔文循环，就形成6分子三碳糖，其中5个三碳糖分子在卡尔文循环中经过一系列复杂变化，再生为RuBP，以保证卡尔文循环继续进行，1个三碳糖分子则离开卡尔文循环。学生阅读书本、结合多媒体课件上的碳反应动态图，思考、分析碳反应阶段的场所、条件、物质变化和能量变化。完成学案上相应内容。学生代表总
14、结碳反应的反应场所、条件、物质变化和能量变化。建构碳反应的知识，归纳、整理形成学生自己的知识体系。学生相互讨论、思考。通过阅读，找出碳反应的内容要点，学会自我阅读、概括要点。通过观看PPT演示光合作用动态过程，将书面感性认识提升成理性思考，有利于掌握光合作用的过程，调动学生的积极思维活动。加深对碳反应过程的理解小结播放flash动画：光合作用全过程理解、加深记忆整体上加深理解光合作用的过程光反应和碳反应的区别与联系三、光反应与碳反应的区别和联系【布置任务】光反应和碳反应有哪些区别与联系？【展示】多媒体课件展示光反应和碳反应比较的表格光反应与碳反应的区别与联系过 程光反应碳反应区别场 所条 件物
15、质变化能量变化联系【评价】总结各个小组的结果，给予评价。参照学案中给出的表格，以小组为单位合作学习，对光反应阶段和碳反应阶段的区别和联系进行总结归纳。各个小组展示自己的成果。指导、鼓励学生，学会自主式、探究式合作式的学习品尝学习成功的快乐。进一步加深对两个过程关系的理解光反应和碳反应的区别与联系【展示】多媒体课件展示光反应和碳反应比较结果的表格光反应与碳反应的区别与联系过程光反应碳反应区别场所类囊体膜上 叶绿体基质中 条件光、色素、水、酶 NADPH、ATP、CO2、酶 物质变化水的光解：2H2O 4H+O2ATP的合成：ADPPi能量 ATPNADPH的合成：NADP+H+ 2e NADPH
16、CO2的固定：CO2C5 2C3C3化合物的还原：三碳酸 三碳糖RuBP的再生： 三碳糖 五碳糖 能量变化光能ATP、NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH中活跃的化学能三碳糖中稳定的化学能联系光反应为碳反应提供了NADPH和ATP，碳反应为光反应提供ADP和NADP+，两者相辅相成。运用对比、比较的方法对光反应阶段和碳反应阶段进行总结归纳。回 扣主 题【展示】多媒体课件展示课堂最初写的光合作用总反应6CO2 + 6H20 C6H12O6 + 6O2 【提问】上述反应式体现的物质变化对吗？（提示：可从氧元素的来源与去路考虑）【纠错】 完善原来的反应式:6CO2 + 12H20 C6H12O
17、6 + 6O2 + 6H20【提问】从反应式中归纳出光合作用的实质是什么？（提示：从物质转换和能量变化角度考虑）学生思考：氧气来源于水的分解，因此反应物中的水应该是12个，光合作用中还有6个水产生。思考从反应式中得出光合作用的实质。回到最初写的反应式，制造认知冲突，完善光合作用的反应方程式，归纳出光合作用的实质。课堂总结总结本节课的知识点，构建知识、能力体系【总结】光合作用的过程：水的光解光反应NADPH的合成 ATP的合成NADPH ADPATP NADP+ CO2的固定碳反应 C3的还原 RuBP的再生建构光合作用知识，再归纳、整理形成学生自己的知识体系巩固知识七、板书设计光合作用的过程光
18、反应碳反应场 所叶绿体类囊体膜上叶绿体基质中物质变化水的光解：2H2O 4H+O2ATP的合成：ADPPi能量 ATPNADPH的合成：NADP+H+ 2e NADPHCO2的固定：CO2C5 2C3C3化合物的还原：三碳酸 三碳糖RuBP的再生：三碳糖 五碳糖能量变化光能ATP、NADPH中活跃的化学能ATP、NADPH中活跃的化学能三碳糖中稳定的化学能八、问题研讨1光合作用过程中突然中断光照，三碳酸与RuBP含量会发生什么变化? 光合作用过程中突然中断CO2时，三碳酸与RuBP含量又会发生什么变化?2影响光合作用的环境因素有哪些？尝试设计实验来探究某种环境因素对光合作用的影响。附： “光合
19、作用的过程”学案u 温故知新u 光合作用概念绿色植物通过_，利用_，把_合成_，并释放出_的过程。光合作用的总反应：_u 光反应过程场 所物质变化能量变化u 碳反应过程场 所物质变化能量变化u 光反应与碳反应的区别与联系区别过 程光反应碳反应场 所条 件物质变化能量变化联系9联变变 反反 联别的反变变 过变变 过_反总程过_释，_合_过通概用知知学”的附响的合素因某验设试些因的光化变生量 碳时断然中作化么发会 酸，断然程作研题学化定糖能跃中 、学的跃 、 变碳碳生生碳 原还化 定的 成的 能 成合 + 解光变质基体膜膜 反反过用设书知体体己学整归，用再的 还 固 合 合 光程的合体力识，知的总
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26、所功构件显回，容叶构内合用知长作用】内合请概在内 +不同来过 储物反样此，应物中示列怎？题程容意出式写用光的用概 动接光反感复个阅内提、在的化样写多示变边案：质变电+收学学 ） 光 化读应光段和相结所、应生体的学。合动感握合思动？何作反页相容题里应和化出化内示归案绿变定 的糖碳 碳学生少少文三一再卡子。化 ，文中 保个卡文碳思场所变容碳物化整己系，容、点用书考用生积理 过深用和联联和系多应表与反 价，价为对和行结的生式习乐理联体反表碳过场基条 酶解 的 成 三生糖 活 中联为，提 成光阶结】媒光+ 述物从素的式 +应的：变：气应光产光质应知方合的识力程 合 固 归己知用反膜基变+成 的 定 还碳碳变跃、跃糖学作， 么然碳 化的些验的响”知通_释过总_变变的联反变9