《探究环境因素对光合作用强度的影响》教学设计

1《探究环境因素对光合作用强度的影响》教学设计一、设计思路“探究环境因素对光合作用强度的影响”是人教版普通高中课程标准实验教科书《生物》必修1《分子与细胞》的一节学生探究实验。本节实验内容是对学生进行探究能力培养的良好素材，学生在前面已比较系统地学习了实验设计中要遵循的一些原则。并了解了科学家们对光合作用的一些研究思路，因此对探究实验的设计有了比较好的感性认识。所以在具体的教学过程中，根据所选择的探究因素（光照强弱、CO2浓度、温度等）类型，按照“明确实验目的→掌握实验原理→确定实验思路→设计实验步骤→设计结果记录表格→分析结果、得出结论”的顺序依次进行教学。二、实验教学分析1.内容分析光合作用在绿色植物的代谢以及整个生态系统的物质循环和能量流动中，都具有十分重要的意义。而要真正掌握绿色植物光合作用的基本情况，就得很好的分析影响光合作用的诸多因素，探究环境因素对光合作用强度的影响这一实验，从一定程度上反应了科学探究的一般方法，是培养学生科学精神、科学态度和科学研究方法的好素材，为后面众多的实验打下一个良好的感知基础。因此，这部分内容在教材中占有很重要的地位，一定要认真完成好这个实验。2.学情分析通过前面的学习及日常知识，学生普遍对绿色植物光合作用这一自然现象已有足够的感性认识，对环境中影响光合作用强度的因素也有了初步了解，并且也具有了一定的化学、物理等基础知识，为这节探究实验的实施奠定了良好的基础。但学生对本实验的原理——真空渗水法了解的很少，在探究实验设计能力上也有所欠缺。3.教学条件分析作为自治区首批一级一类示范高中，六盘山高中不仅有多个生物实验室，而且实验设备、实验器材、用具、各种试剂都比较齐全。本探究实验所需的材料随用随取，实验条件完备。三、教学重点和难点21．理解并掌握本实验的原理——真空渗水法。突破方法：在学生预实验的基础上，教师做细致讲解。2．依据单因子变量原则、对照原则、等量原则等设计环境因素对光合作用强度的影响的实验步骤。四、实验目标（一）知识与技能1．通过本实验，培养全体学生探究实验的设计能力。2．初步学会处理实验数据，并能对相关数据进行分析，得出相应的结论。（二）过程与方法通过实验方案的设计及对方案的研究、修正过程，初步掌握实验设计的原则和方法。（三）情感、态度与价值观1．通过直接参与本实验方案的设计与讨论，体会科学实验的严谨性、科学性。2．在小组集体预习和做实验的过程中培养学生的相互协作能力。五、实验准备1.教师准备长势旺盛的新鲜菠菜叶片，打孔器，塑料注射器，100ml烧杯，镊子，NaHCO3溶液，一次性纸杯，标签纸，清水，40W台灯等，PPT课件。2.学生准备以小组为单位，在组长的带领下认真预习实验，熟练掌握本实验的目的，理解实验原理，设计实验步骤，设计实验记录表格。六、教学流程图创设情境，引入课题交流讨论阐述实验的原理以小组为单位进行实验观察现象并记录3七．教学过程教学内容教师的组织和引导学生活动教学意图1.创设情景引入课题我们前面学习了光合作用的有关知识，了解了光合作用的原理及在生产中的应用。请同学们分析影响光合作用强度的因素有哪些？生产实践中可以采取哪些措施提高作物产量？影响光合作用的外界因素有哪些？影响光合作用的内部因素有有哪些？本节课请大家以前后桌四个同学为一个探究小组，选择光照强弱这一因素，来探究它对光合作用强度的影响。为了使本节实验课能富有成效的开展，请同学们与我一起回顾以下几个问题：①什么叫自变量、因变量和无关变量？②对照实验遵循的原则有哪些？③本探究实验中，用什么方法控制自变量？怎样检测因变量？教师根据学生的回答情况做必要的补充。回顾前面所学的知识外界因素：光照强弱、温度、CO2浓度等内部因素：酶的种类和数量、叶绿素含量、叶片含水量、矿质离子等回答相关问题在回顾旧知识的过程中自然导入新课42.分析实验原理实验原理：（真空渗水法）将绿色叶片中的气体用注射器全部抽出，细胞间隙就充满了水，浮力减小，叶片就会沉到水底。再给予叶片一定强度的光照，一段时间后叶片光合作用产生的氧气会积聚在叶片的细胞间隙中，使叶片浮力增大，叶片会慢慢浮起。因此可依据一定时间内叶片上浮的数量，来比较光合作用的强弱。回顾前面学过的内容，及相关的物理知识使学生真正理解实验的原理3.实验操作步骤1、强调实验要点（展示PPT）（1）用孔径适当的打孔器将菠菜叶打出大小相等的圆叶片30片（注意避开大的叶脉）。问题：为什么要注意避开大的叶脉？（2）用手堵住注射器前端，缓缓拉动活塞几次，使小圆形叶片内的气体逸出，使叶片沉入水底。大叶脉会使有效光合面积减小，从而影响实验结果的准确性学生用打孔器打绿叶小圆片按照要求，小组合作完成实验步骤体验打孔器的使用方法体验注射器的使用方法5（3）将气体逸出的叶片放入黑暗处盛有清水的一次性杯中待用。（4）将100ml的3个烧杯编号后，分别加入40ml2%NaHCO3溶液，并在3个烧杯中分别放入10片抽去气体的叶片。（5）依照设计的实验记录表进行操作。2、老师巡回指导学生实验激发学生的探究热情强化对照实验中所要遵循的原则学会设置光照强弱的方法64.观察与记录交流与讨论教师给出参考实验表格，学生对本组设计的表格做适当调整。各实验小组根据观察的现象与结果填入相关的数据，小组之间进行交流并对结果讨论后，得出相应的结论。烧杯编号处理条件3分钟上浮数6分钟上浮数9分钟上浮数1距40W台灯10cm,2%NaHCO3溶液，室温2距40W台灯20cm，2%NaHCO3溶液，室温3距40W台灯30cm，2%NaHCO3溶液，室温学生认真观察三个烧杯中相同时间上浮的叶片数并把数据填入记录表中。小组之间进行交流并对结果讨论后，根据观察结果绘出相关曲线并得出实验结论。培养学生处理数据、分析讨论的能力5.课堂小结今天我们这节实验课能比较顺利的完成,得益于同学们课下不懈的努力，我觉得通过大家积极的参与，同学们设计并操作实验的能力,以及对实验数据的处理和实验结果的分析能力等都有了比较大的提高,同时也体会到了小组合作学习的优势和快乐。希望大家以此为契机，在以后的学习中要善于观察,勤于思考,不断提高自身的生物学素养,为学好生物学这门科学打下坚实的基础。学生学会探究实验的方法并体验合作学习的快乐问题研讨1.本实验中还可以用什么方法来控制光照强弱？2.本实验变量梯度太大，组别少，因此误差大，应该采取怎样的办法减小误差？3.除了探究光照强弱对光合作用强度的影响外，还可以探究哪些因素？