探究環(huán)境因素影響光合速率教學設計

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1、探究環(huán)境因素影響光合速率教學設計——利用傳感器測定不同溫度下葉片光合速率一、設計理念生物學是一門以實驗為基礎的學科，具有很強的實踐性和科學的嚴謹性。本部分教學設計以“提出問題→實驗操作→實驗預測→數(shù)據(jù)處理→數(shù)據(jù)分析→總結體悟”的一般科學探究方法為主線?；凇耙詫W為中心”的理念，在進行生物學實驗教學時，積極創(chuàng)設有效學習的環(huán)境和氛圍，培養(yǎng)與發(fā)展學生科學素養(yǎng)，如讓學生通過對科學探究活動的親身經(jīng)歷，在疑惑與困難中、在思考與實踐中激發(fā)強烈的求知欲，培養(yǎng)動手操作的能力、解決實際問題的能力，并且體驗成功的快樂，形成正確的科學態(tài)度和價值觀?！镀胀ǜ咧猩镎n程標準》（實驗）“實施建議”中提出：“在重視定性

2、實驗的同時，也應重視定量實驗，讓學生在量的變化中了解事物的本質。教師應向學生提供機會學習量的測定，實事求是地記錄、整理和分析實驗資料、定量表述實驗結果等。”本內(nèi)容是基于《必修1》第三章第五節(jié)“探究環(huán)境因素對光合作用的影響”實驗的拓展，利用傳感器技術定量測定陸生植物葉片（菠菜葉片）的表觀光合速率和細胞呼吸速率，以此來突破重難點。光合作用是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和林業(yè)生產(chǎn)的核心，溫度是影響光合作用和呼吸作用的關鍵因素之一，對光合速率和呼吸速率的影響具有雙重性、復雜性和代表性。本課題利用傳感器測定溫度因素對葉片光合速率影響的實驗學習，有助于提高學生獲得、處理轉換和分析的能力，幫助學生建立溫度因素影響下的光合

3、作用與細胞呼吸之間辯證的對立統(tǒng)一關系。本案例設置三個教學環(huán)節(jié)：“課前準備”、“課堂教學”、“課后延伸”，教學思路如下：二、實驗教學分析1．教材分析《光合作用》位于《必修1》第三章第五節(jié)，《浙江省普通高中新課程實驗學科實施意見》指出“探究影響光合作用強度的環(huán)境因素”是本節(jié)的重點和難點，本活動結合實際教學條件，例如時間問題、實驗設備等情況，對本實驗活動的教學做了相應的調整，以實驗設計的討論分析為主要教學方式，在實驗探究過程中，通過參與解決課堂中衍生出的問題，找出實驗方案中的缺陷，逐步找到解決問題的思路，掌握并學會應用科學探究技能解決實際生活中的問題。2．學情分析實驗教學的對象為高二年級的學生

4、，他們學習了細胞呼吸的相關知識，能夠概述需氧呼吸和厭氧呼吸的過程及原理。學習了光合作用的相關知識，能夠說出光合作用的概念、反應式、光反應和碳反應的階段、場所和產(chǎn)物。在“活動：探究pH對過氧化氫酶的影響”的實驗中，已經(jīng)初步學會運用依據(jù)實驗目的、操縱和控制自變量、限制和控制無關變量、觀察和測量因變量的科學方法，體驗控制變量、設置對照組和重復實驗的意識，但實驗數(shù)據(jù)的獲得、處理、轉換和分析能力，還較為薄弱。三、教學目標知識目標：1．列舉影響葉片光合作用的主要環(huán)境因素；2．區(qū)分真正光合速率和表觀光合速率；3．應用光合作用影響因素指導農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實踐，如提高農(nóng)作物產(chǎn)量。能力目標：1．制作測CO2濃度變化

5、的實驗裝置；2．測定表觀光合速率和細胞呼吸速率，利用數(shù)學方式處理實驗數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)轉換為曲線；3．判斷并評價實驗數(shù)據(jù)的差異。情感目標：1．利用合適的語言表達自己的想法和建議，實現(xiàn)小組間交流；2．體驗科學探究的嚴謹與樂趣，學會與他人合作；3．認同溫度因素影響下的光合作用與呼吸作用之間的辯證對立統(tǒng)一關系。四、教學重難點教學重點：1．實驗數(shù)據(jù)的獲得、處理、轉換和分析；2．認同溫度因素影響下的光合作用與呼吸作用之間的辯證對立統(tǒng)一關系。教學難點：1．實驗數(shù)據(jù)的處理與轉換；2.判斷并評價實驗數(shù)據(jù)的差異。五、教學方法多媒體展示法、活動探究法、集體討論法六、教學過程1．課前準備教學流程教師活動學生活動設

6、計意圖課前準備準備實驗全套裝置：大小及生理狀況一致的鮮綠的菠菜葉片若干、水、冰塊、100W聚光燈、恒溫水浴鍋、橡皮泥與凡士林、錐形瓶；在錐形瓶內(nèi)放置三種傳感器探頭，塞上橡皮塞，用凡士林密封，把傳感器與電腦相連，通過軟件就可以直接生成密閉錐形瓶中光強、溫度、CO2濃度的三條變化曲線。通過前課學習，做好如下準備：1．對實驗方案進行設計并通過討論改進實驗方案；繪制出實驗結果記錄表；2．討論實驗無關變量及其控制方法；3．掌握儀器設備和ELAB軟件的使用方法。2．課堂活動教學流程教師活動學生活動設計意圖交流討論提問：1.該表格說明影響玉米產(chǎn)量因素有那些？2.溫度通過什么途徑影響玉米產(chǎn)量？點評：溫度

7、是影響農(nóng)作物產(chǎn)量的一個關鍵因素。我們一起來探究溫度是如何影響植物光合作用的。對學生實驗設計方案進行評價與修正，對學生進行分組。聯(lián)系光合作用和呼吸相關知識，回答：溫度預期回答：呼吸作用和光合作用從應用入手，培養(yǎng)學生觀察能力，激發(fā)學生學習興趣，并導入新課實驗操作1．PPT展示分組要求（分12組，6組測表觀光合速率，6組測細胞呼吸速率）；2．說明實驗裝置安裝需注意的事項。教師處于觀察者的角色學生依據(jù)前課的學習1．明確實驗裝置安裝的要求；搭