光合作用與能量轉(zhuǎn)化論證式教學(xué)設(shè)計(jì)

韓景剛

中圖分類號(hào)：A?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?文章編號(hào)：（2021）-40-014

一、教材分析

“光合作用與能量轉(zhuǎn)化”位于人教版高中生物學(xué)必修1第5章第4節(jié)，通過分析光合作用的不同階段逐步揭示光合作用過程中發(fā)生的物質(zhì)及能量變化。通過對(duì)光合作用過程的學(xué)習(xí)可加深學(xué)生對(duì)細(xì)胞代謝的認(rèn)識(shí)并能夠?yàn)橛绊懝夂献饔玫膶W(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。因此本部分內(nèi)容是高中生物學(xué)學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容。

二、學(xué)情分析

在知識(shí)方面，關(guān)于“光合作用的原理”這部分內(nèi)容，通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生存在“水分構(gòu)成生物體、光合作用產(chǎn)生O2中的氧原子來自于CO2或H2O和CO2、光合作用過程中光能轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)物。”等前概念，并且此時(shí)學(xué)生已經(jīng)知光合作用發(fā)生的場所;能力方面，學(xué)生能夠根據(jù)所給出的資料進(jìn)行推斷和總結(jié)，并能根據(jù)資料對(duì)所得結(jié)論進(jìn)行辯駁，但是這一能力還需加強(qiáng);思維方面，學(xué)生對(duì)科學(xué)史的學(xué)習(xí)比較感興趣，但是無法以批判的思維對(duì)其進(jìn)行分析。

三、教學(xué)目標(biāo)

通過學(xué)習(xí)光合作用的原理，說明植物細(xì)胞吸收二氧化碳、水，接受光能，并將物質(zhì)轉(zhuǎn)化為氧氣和有機(jī)物，并將能量轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能。

通過搜集論證有關(guān)資料，并通過分析已有資料對(duì)提出的觀點(diǎn)，以及前概念進(jìn)行辯駁，提示批判思維以及對(duì)信息總結(jié)歸納的能力。

通過學(xué)習(xí)科學(xué)家們探究光合作用過程的實(shí)驗(yàn)，能夠嘗試進(jìn)行探究實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，預(yù)測所得結(jié)果并對(duì)結(jié)果進(jìn)行分析。

通過認(rèn)識(shí)光合作用過程中涉及的物質(zhì)，能夠?yàn)檗r(nóng)作物的產(chǎn)量提升提出建議。

四、教學(xué)重點(diǎn)

光合作用的過程

五、教學(xué)難點(diǎn)

運(yùn)用論證式教學(xué)進(jìn)行概念模型建構(gòu)，并論證和完善概念模型

六、教學(xué)過程

（一）創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課

播放向日葵等植物向光生長現(xiàn)象的視頻。

教師介紹：萬物生長向太陽，我們通過對(duì)光合色素的學(xué)習(xí)，知道是他們吸收太陽光，來進(jìn)行植物的光合作用，那么植物的光合作用到底是如何進(jìn)行的呢？其中涉及了怎樣的變化過程？多位科學(xué)家為解決這一現(xiàn)象展開了探究。進(jìn)而引出本節(jié)內(nèi)容，教師提供資料。并將學(xué)生進(jìn)行合理分組，展開論證式教學(xué)。

設(shè)計(jì)意圖：通過創(chuàng)設(shè)論證情境，結(jié)合學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)，使得學(xué)生對(duì)于本部分接下來的學(xué)習(xí)能夠更加有興趣。

（二）材料展示，簡單論證

展示光合作用探究歷程資料，引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)光合作用概念模型并進(jìn)行簡單論證

PPT展示資料一：海爾蒙特實(shí)驗(yàn)

揭示海爾蒙特得出的結(jié)論：水是構(gòu)建植物體的原料。引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)這一實(shí)驗(yàn)中存在的問題，并引導(dǎo)學(xué)生提出質(zhì)疑，是否空氣也會(huì)為植物體的構(gòu)建提供原料？

PPT展示資料二：普利斯特利的實(shí)驗(yàn)

介紹實(shí)驗(yàn)過程及結(jié)論，并介紹其他科學(xué)家重復(fù)實(shí)驗(yàn)得到實(shí)驗(yàn)結(jié)果相反。引導(dǎo)學(xué)生分析其中存在的問題。并引出資料三。

PPT展示資料三：英格豪斯實(shí)驗(yàn)

通過英格豪斯的實(shí)驗(yàn)，你能總結(jié)出光合作用發(fā)生必須有哪一必要條件？既然光是光合作用發(fā)生的必要條件。能量不能憑空消失。那么在這一過程中，光能哪里去了？

PPT展示資料四：梅耶實(shí)驗(yàn)

提出問題：光能轉(zhuǎn)化成化學(xué)能儲(chǔ)存在什么物質(zhì)中？

PPT展示資料五：薩克斯實(shí)驗(yàn)

提出問題：從這個(gè)實(shí)驗(yàn)中能夠知道光合作用產(chǎn)生了什么物質(zhì)？

它是由什么物質(zhì)轉(zhuǎn)化而來的呢？為了探究這一問題，卡爾文做了下述實(shí)驗(yàn)。

PPT展示資料六：卡爾文實(shí)驗(yàn)

通過這一實(shí)驗(yàn)，可以了解到有機(jī)物的來源。那么光合作用產(chǎn)生的氧氣與二氧化碳有關(guān)嗎？

科學(xué)家考慮了參與光合作用的物質(zhì)，發(fā)現(xiàn)含有氧原子的物質(zhì)還有水，于是進(jìn)行了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn)。

PPT展示資料七：魯賓卡門實(shí)驗(yàn)

通過這一實(shí)驗(yàn)，我們知道了氧氣的來源。引導(dǎo)學(xué)生通過以上資料讓學(xué)生總結(jié)觀點(diǎn)建構(gòu)模型。并為所建構(gòu)的概念模型進(jìn)行組內(nèi)簡單論證。教師指導(dǎo)學(xué)生將本小組最終所建構(gòu)模型以及論證過程展示于黑板上。

設(shè)計(jì)意圖：在正式開展論證前，教師通過課件展示光合作用探究歷程的資料，通過引導(dǎo)

學(xué)生進(jìn)行分析資料，初步建構(gòu)起光合作用過程的概念圖，并展開初步論證。通過這一過程，即可完成PCRR論證模型第一步，呈現(xiàn)階段，由此順利推進(jìn)論證過程的進(jìn)行。

（三）課堂批判，自我反思

教師為學(xué)生提供便簽，各組同學(xué)對(duì)除本組外其他小組所展示的概念模型以及展示論證過程進(jìn)行評(píng)價(jià)，將所評(píng)定的優(yōu)勢之處以及不足之處寫在便簽上。

將對(duì)其他小組的評(píng)價(jià)記錄在便簽上，貼在展示的概念模型及論證過程旁。

設(shè)計(jì)意圖：在這一階段，學(xué)生通過對(duì)他人的判斷，可以反思自己的內(nèi)容;學(xué)生根據(jù)收到建議，可以完善概念模型及論證過程。

（四）引導(dǎo)反思，進(jìn)行改進(jìn)

引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)其他同學(xué)的批判意見，對(duì)不足之處進(jìn)行反思。若是確實(shí)存在批判中指出的錯(cuò)誤，則根據(jù)具體情況進(jìn)行改進(jìn)。在這一過程中要讓學(xué)生從可能存在的三種問題的角度展開反思。

設(shè)計(jì)意圖：通過這一階段可對(duì)概念模型進(jìn)一步完善。

（五）精煉論證，熟練掌握

改進(jìn)完成后，引導(dǎo)各小組同學(xué)對(duì)所建構(gòu)的概念模型以及論證過程進(jìn)行精煉。將論證過程中的證據(jù)修正的更加精準(zhǔn)。引導(dǎo)學(xué)生將提煉后的概念模型以及論證過程，用不同顏色的筆進(jìn)行標(biāo)注改進(jìn)部分。

設(shè)計(jì)意圖：使學(xué)生熟練掌握PCRR論證模型。

（六）課堂小結(jié)

引導(dǎo)學(xué)生討論學(xué)到了什么以及還有什么問題，以及所學(xué)內(nèi)容如何應(yīng)用，引導(dǎo)學(xué)生舉出實(shí)例。并對(duì)論證過程進(jìn)行總結(jié)。在討論過程中，首先引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)前概念建構(gòu)概念模型，學(xué)生在論證過程中通過分析資料搜集證據(jù)可將前概念成功轉(zhuǎn)變?yōu)榭茖W(xué)概念。