“资料分析”在教学中的运用——“光合作用发现历程”教学例举 教学设计.docx

“资料分析”在教学中的运用“光合作用发现历程”教学例举广东番禺中学赖小红1 .教材内容和教学对象分析“光合作用的发现”是“光合作用”这一节第一课时授课内容，“光合作用”是本模块的一个非常重要的知识点。了解好光合作用探究过程是学好光合作用关键的一步。细心阅读，不难发现教材中花了大量的文字介绍“光合作用的探究历程”，课本IOO页“捕获光能的色素和结构”一节中的“资料分析”也是介绍这一探究历程。笔者认为，教材有这样大量的资料介绍，不单是为了推导出光合作用的反应总式，而关键在于让同学们培养科学探究思维。通过了解科学知识发现与发展的过程，了解科学家究竟是怎样思考问题和解决问题的，从而使学生更加深刻地理解科学的本质，以及科学探究的本质。从而培养了学生的科学探究能力资料分析收集、分析、应用能力，和学生逻辑思维能力及理论联系实际的能力。2 .教学目标2.1 知识目标：1）知道：光合作用反应的原料、产物、条件及场所；2）知道：光合作用的科学发现史；3）掌握：光合作用的反应总式。2.2 能力目标：1）培养学生的科学探究能力一一资料分析收集、分析、应用能力。2）培养学生逻辑思维能力和理论联系实际的能力。2. 3情感目标：通过对光合作用原料、产物、条件和场所的相关历史资料分析、推理，使学生走进科学家的思维世界，初步体会科学家的探究快乐，进一步激发主动学习热情和学习兴趣。3.教学策略3.1 教学设计指导理念：倡导“探究性学习”是新课程一重要理念。探究活动可这样划分：亲历、发现性探究和间接、接受性探究。所谓间接探究，是美国教育学家施瓦布倡导的一种科学探究方法。它由教师提供关于科学探究的材料或报告，学生对探究材料或报告进行分析和探讨。学生们对讨论材料或报告中展示的细节：问题、数据、技术的作用、数据的解释和研究者得出的结论；阅读其他的备择解释，辩论作为研究的探究，可以使学生了解到科学探究的其他问题。所谓的接受式探究，是指信息由学生主动从现有的资料和现有资源（如从图书馆、互联网、科技场管等）中直接收集或向有关人士直接询问，所搜集到的信息是现成的探究。接受式探究目的是培养学生的信息收集、分析和运用能力。1在整个第一模块中，标注“资料分析”“资料搜集和分析”“思考与讨论”“技能训练”共有28处，处处体现着间接、接受式的探究学习。其中，资料的收集和分析对于学生而言并不陌生，早在初中阶段就多次出现，并作为一种主要的探究活动穿插在教材中。教师掌握好把握运用这些探究学习的资源和资料，必然对教学起事半功倍的效果，本教学活动内容正是围绕此探究活动而开展的。3. 2教学方法3. 2.1课前准备：布置预习作业：利用图书馆、报刊、互联网等方法，收集有关“光合作用发现”的资料。4人小组整理一份资料上交。培养同学收集资料能力和合作能力。老师将这些资料整理2,补充(附录1),提供课堂全班同学思考与讨论。(保留同学收集的原始资料，在课堂上展示，对认真的组别进行表扬。)附录1人们对植物光合作用这一重要生命现象的发现以及对光合作用总反应式的认识，经历了由表及里的漫长过程，是各国科学家共同努力的结果。(1)我国古代书籍齐民要术中描述“榆性扇地，其阴下，五谷不植”已经总结了植物的物质积累与光照有关。(2)、早在两千多年前，人们受古希腊著名哲学家亚里士多德的影响，认为植物体是由“土壤汁”构成的，即植物生长发育所需的物质完全来自土壤。(3)、小小的种子之所以能够长成参天大树，完全依靠于土壤。事情果真是这样？1648年，一位比利时的科学家海尔蒙特对此产生了怀疑，于是他设计了这样一个实验：他把一棵重2.5kg的柳树苗栽种到一个木桶里，木桶里盛有事先烘干并称过重量的土壤。以后，他每天只用纯净的雨水浇灌树苗。为防止灰尘落入，他还专门制作了桶盖。五年以后，同样对柳树和土壤称重，柳树增重80多千克，而土壤却只减少了100g。(4)、17世纪后叶，由于显微镜的发明，一个英国人和一个意大利人几乎同时发现了植物的气孔，并因此推测植物与空气发生的作用。(5)、1771年，当英国科学家约瑟夫普罗斯特利把一只燃烧的蜡烛放在一个密封罐中时，火焰熄灭了。然而当他把一棵植物和蜡烛一起放到密封罐时，蜡烛就一-直燃烧着。他又把一盆植物和一只小白鼠一同放在i个密闭的玻璃罩里，他发现植物和小白鼠都能够正常的活着。普罗斯特利认为植物把某些东西释放到空气中，这样就使得蜡烛能够一直燃烧。(6)、1779年荷兰的简英格豪斯利用金鱼藻进行一系列实验。他的实验证实了普利斯特利的实验结果，确认植物对污浊的空气有“解毒”能力，同时指出这种能力不是由于植物生长缓慢所致，而是太阳光照射植物的结果，从而证明绿色植物只有在光下，才能把空气变好。(7)、1804年沙斯修将一盆绿色植物放在一个密闭的玻璃钟罩内，在钟罩内注入的是人工定量配制的空气(即氧气和二氧化碳的量是精确测算的)，将装置放在光下，一周后测试发现钟罩内氧气大量增加，而二氧化碳则明显减少。(8)、1864年，德国生物学家尤利乌斯萨克斯将叶片放在暗处几小时，然后把此叶片一半遮光，一半曝光。经过一段时间后，用碘蒸汽处理叶片，成功地证明了叶片在光下产生了淀粉。(9)、1880年，德国学者恩吉尔曼用具有螺旋形叶绿体的水绵(一种绿藻)作实验。当他把放有水绵和好氧性细菌悬浮液的载玻片置于没有空气的小室里，然后照光，结果发现好氧性细菌向被光点照射的叶绿体部位附近集中，这便有力地证明了植物光合作用的放氧机构是叶绿体。(10)、1883年，恩吉尔曼用水绵又做了一个实验，他将太阳光经过棱镜产生的光谱投射到丝状的水绵体上，并在水绵的悬液中放入好氧细菌，然后在显微镜下观察细菌在丝状水绵体不同波长的光照下各部分的聚集情况。(11)、20世纪30年代，美国的微生物学家范尼尔比较了不同生物的光合作用过程，发现它们有共同之处，例如：绿色植物CO2+2H2O-(CH2O)+O2+H2O紫硫细菌C02÷2H2S-*（CH2O）+2SI÷H20氢细菌CO2+2H2->（CH2O）+H2O因此他提出了光合作用的通式为：CO2+2H2A（CH2O）+2A+H2O（IM可以是比0,也可以是FtS或H2。）（12）、1937年，英国生物学家希尔将离体的叶绿体加到具有适当氢受体（如草酸铁）的水溶液中，给予光照，发现叶绿体在没有二氧化碳存在的条件下就能产生氧气，这一反应被称为希尔反应。（13）、20世纪40年代，美国科学家鲁宾和卡门用氧的同位素一闻分别标记H2O和CO2,结果标记H218O的一组实验释放的氧全部是18O2,标记Ct2的另一组实验释放的氧全部是O20（14）、1954年美国的阿龙给离体的叶绿体提供ADP和Pi,在光下一段时间后发现叶绿体产生了ATP0（15）、1957年，美国的卡尔文用同位素示踪法，破解了暗反应的过程。卡尔文在一个装置中放入进行光合作用的小球藻悬浮液，注入普通的二氧化碳，然后按照预先设定的时间长度向装置中注入14C标记的二氧化碳，在每个时间长度结束时，杀死小球藻，使酶反应终止，提取产物进行分析。他通过色谱分析法发现当把光照时间缩短为几分之一秒时，磷酸甘油酸（C3）占全部放射性的90%,这就证明了磷酸甘油酸（C3）是光合作用中由二氧化碳转化的第一个产物。在5秒钟的光合作用后，卡尔文找到了含有放射性的C3、C5和C6。在实验中，卡尔文发现在光照下C3和戛很快达到饱和并保持稳定。但当把灯关掉后，C,的浓度急速升高，同时Cs的浓度急速降低。如果在光照下突然中断二氧化碳的供应，则C5就积累起来，C3就消失。3. 2.2课堂分组讨论安排与提问设计：四人为一小组，安排讨论小组长，要求做讨论笔记。每个同学都参与讨论，并能表达小组同学的集体讨论的答案。精心的设计提问：1. 1771普利斯特利，植物可以更新一空气,“更新”是指吸收和放出什么气体？（吸收二氧化碳，放出氧气）指出了光合作用的哪一个因素？（原料、产物）2. 1779英格豪斯，只有在有光下植物可以更新空气,指出了光合作用的哪一个因素？（条件）3. 1845R.梅耶，植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来。指出了光合作用的哪一个因素？（能量的变化）4. 1864萨克斯绿色叶片光合作用产生二£。指出了光合作用的哪一个因素？（产物）5.1880恩格尔曼，氧气由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。指出了光合作用的哪一个因素？（产物、场所）6. 1939鲁宾卡门，光合作用释放的氧来自水。指出了光合作用的哪一个因素？（原料，物质的变化）7. 20世纪40年代卡尔文，光合产物中有机物的碳来自二氧化碳。（原料，物质的变化）8.讨论：人类对光合作用的探究历程来看，生物学与物理和化学有什么联系？与技术手段的进步有什么关系？你还有哪些体会？3.3教学过程教学活动复习四种光合色素，引入：光合作用发现历程展示同学们所收集的资料。由同学进行评价并表扬认真全面的组别。策略安排和预期目标巩固已学知识，引导新课，让学生进入学习状态中。让学生们进行自我评价，在评价过程一方面可激发学习兴趣，另一方面可以了解资料分析收集方法的多样性。并让学生学会评价他人和肯定他人。年代科学家结论1771普利斯特利植物可以_空气1779英格豪斯只有在下植物可以更新空气1845R梅耶植物在光合作用时把转变成了储存起来1864萨克斯绿色叶片光合作用产生1880恩格尔曼由叶绿体释放出来。是光合作用的场所1939鲁宾卡门光合作用释放的氧来自o20世纪40年代卡尔文光合产物中有机物的碳来自。阅读资料（附录1）,并进行小组讨论分析，共同完成相关填空。几个代表性的发现从各发现历程中推理光合作用的：原料、产物、场所和条件，能量的转化。归纳反应总式。时间安排：10分钟。让学生有充裕的时间进行深度的思考、分析、讨论及总结。学生分组合作探究，通过合作学习和探究学习增强同学间的互动，充分发挥了学生的主体性。光合作用探究历程的介绍（师生共同总结）观看幻灯片分别回答：1.1771普利斯特利，植物可以更新一空气,“更新”是指吸收和放出什么气体？（吸收二氧化碳，放出氧气）指出了光合作用的哪一个因素？（原料、产物）2. 1779英格豪斯，只有在有光下植物可以更新空气,指出了光合作用的哪一个因素？（条件）3. 1845R.梅耶，植物在光合作用时把光能转变成了化学能储存起来。指出了光合作用的哪一个因素？（能量的变化）通过引导性问题，引导定向探究，持久的进行思维活动。一步一步引导学生自然进入探究情景，使学生始终保持旺盛的求知状态2；对资料分析总结，让学生沿着科学家的探索历程自主学习，按照提问的线4. 1864萨克斯绿色叶片光合作用产生淀粉。指出了光合作用的哪一个因素？（产物）5. 1880恩格尔曼,*L由叶绿体释放出来。叶绿体是光合作用的场所。指出了光合作用的哪一个因素？（产物、场所）6. 1939鲁宾卡门，光合作用释放的氧来自指出了光合作用的哪一个因素？（原料，物质的变化，水的来源）7. 20世纪40年代卡尔文，光合产物中有机物的碳来自二氧化碳。（原料，物质的变化，有机物的来源）光能共同总结反应总式：CO2+H2OSHQ）+O2叶绿体8. 讨论：人类对光合作用的探究历程来看，生物学与物理和化学有什么联系？与技术手段的进步有什么关系？你还有那些体会？（空气成分，吸收的气体和放出的气体，同位素标记法，各学科之间互相促进。辛勤的探索，坚持不懈的科学精神，科学探究的历程：提出问题、进行假设、制定试验计划、进行试验、得出结果。）索逐步归纳总结出光合作用的原料、产物、场所和条件，能量的转化。归纳反应总式。通过光合作用发现史的了解和学习，培养同学们科学素养。课堂反馈：1.请按时间先后顺序排列下列事件（）德国科学家萨克斯证明了绿色叶片光合作用产生淀粉。美国科学家鲁宾和卡门采用同位素标记法，证明了光和作用释放的氧气全部来自参加反应的水。英国科学家普利斯特利指出植物可以更新空气。美国科学家恩格尔曼用水绵做实验，证明氧气是由叶绿体释放出来叶绿体是光合作用的场所。A.®®B.®C.®®®®D.答案：C1 .现有甲乙两试管中培养着小球藻（单细胞绿藻），为甲提供C18O2H2O0为乙提供82和。H?"。在适宜的光照条件下，两试管最初释放的氧气分别应该是（）.甲为I、。？，乙为O2B.甲乙均为"O2C.甲为O?,乙为P2D.甲乙均为O2答案：C2 .右图是验证绿色植物进行光合作用的实验装置，先将这个装置放在暗室24小时后，再移到阳光下。瓶子内盛有NaoH溶液，瓶中封闭。（1）数小时后摘下瓶内的叶片，经处理后加碘液数滴叶片不变蓝，证明叶片中无，说明了（2）瓶内放有NaOH溶液的作用是o巩固所学知识，培养学生思维，锻炼运用知识能力。(3)将盆栽植物放在暗处24小时的作用是：.(4)这个实验证明了答案：淀粉该叶片没有产生淀粉除去瓶内的CO2让植物消耗完叶片中原有的淀粉光合作用需要二氧化碳。