摘自：《成长博客》

一、说教材

“ 光合作用 ” 一节是高中生物新陈代谢部分非常重要的内容。它包括 “ 光合作用的发现 ” 、 “ 叶绿体中的色素 ” 、 “ 光合作用的过程 ” 、 “ 光合作用的意义 ” 等知识。其中 “ 光合作用的发现 ” 部分往往被许多教师上课时一带而过，并未加以重视。在教学中我发现，光合作用的发现过程中的经典实验，从一定程度上反映了科学探索的一般方法，是培养学生科学素质的好素材。为此，我调整了这节课的教学方案，将这一部分内容安排一课时来完成。把科学知识作为培养学生科学精神和创新思维能力的载体，改变过去把教学过程封闭在 “ 光合作用的过程 ” 的主干知识体系中，注意从 “ 过去 ” 到 “ 现在 ” 再到 “ 未来 ” ，从 “ 课外 ” 到 “ 课堂 ” 再到 “ 课外 ” 全方位地开放课堂。即从光合作用发现的 300 多年历程到运用光合作用的相关知识解决当前世界所面临的重大问题，进而设想光合作用研究的前景；从课前的收集信息资料、重复经典实验到课堂上的交流讨论、发现探索，再到实验设计，为学生搭设一个自主学习、发现探究的 “ 平台 ” 。为此，我将教学目标定为以下几方面：

1 、知识方面

1 ）了解光合作用的发现过程和科学研究的常规方法。

2 ）掌握光合作用的原料、产物、场所、条件等基础知识。

2 、能力方面

通过回顾光合作用发现过程中的几个经典实验，提高学生的科学素质，培养学生设计实验、分析实验的能力。

3 、情感、态度方面

通过对光合作用实验的分析、讨论，使学生感受到科学发现的艰难，体验科学工作的方法和过程，培养学生严谨的科学态度，激发学生的创新意识，增强学生进行科学研究的兴趣和信心。

教学重点：通过对光合作用发现过程中的几个经典实验的分析、讨论，使学生感受到科学发现的艰难，科学方法培养的重要性。培养学生严谨的科学态度，激发学生的创新意识。

教学难点：使学生真正领会光合作用发现过程的几个经典实验的设计思想，并运用到设计一些简单实验的过程中去。

在教学思路上以时间为主线，光合作用的反应式为辅线，建立自然流畅、逻辑清晰的教学过程。

二、说教学模式

在教学模式上采用 “ 过程式 ” 教学与 “ 探究性学习 ” 相结合的模式。利用多媒体教学课件，以大量的图片和视频，让学生跨越时空，在虚拟的情景中重演光合作用的研究历程。引导学生去发现和领悟其中的科学原理，鼓励学生对前辈的实验质疑和完善。甚至鼓励学生自己设计实验，以此来培养学生的科学素质和创新精神。

下面结合本课教学实践，与大家一起探讨教学设计上的一些具体策略。

三、说教学过程

策略 1 、复习旧知识，引出学习课题

（课件显示）通过对光合作用概念的复习，引出光合作用的反应式，进而指出本节课就围绕着光合作用的反应式，以时间为顺序来回顾光合作用的研究历程。

[ 点评：过渡简单明了，直接进入学习课题。 ]

策略 2 、降低认识起点，拉近科学知识与生活经验的距离

课堂上首先提出 “ 一粒种子可以长成一棵参天大树，它所需要的营养物质从哪里来？ ” 学生初步讨论之后，教师指出 18 世纪中期以前，人们一直认为：植物生长所需的营养物质全都来源于土中。包括古希腊哲学家亚里士多德也这么认为（课件显示）。

[ 点评：作为高中生，虽然初中简单学习过光合作用，但通常还没有建立起相应的科学概念，因而大多数学生对这一朴素的结论表示接受。 ]

策略 3 、寻找科学发展的历史线索

亚里士多德的结论实际上只是一个经验上的推测，并没有进行相应的科学实验。教师在课堂上引入四个科学实验。

实验 1 ：柳树实验

教师出示 1648 年比利时的科学家海尔蒙特的实验示意图，并做适当讲解。

问：海尔蒙特把已知重量的柳树幼苗种于已知重量的土壤里，只用纯净的雨水浇灌。如果亚里士多德的结论是正确的，你推测一下， 5 年后柳树增加的重量与土壤减少的重量是怎样的关系？让学生学会科学推测。

学生推测后，教师展示海尔蒙特的实验结果：柳树重量增加了 73.7kg 而土壤只减少了约 0.06kg 。这一事实说明了什么问题？

学生讨论得出结论后，课件显示海尔蒙特的结论：植物的物质积累仅仅来源于水。

教师请学生对这一结论进行评价，大家发现亚里士多德的结论缺少科学的依据，而柳树实验体现了科学研究的方法。海尔蒙特的结论虽然不精确，但说明了植物的物质积累与水有关，即水是光合作用的原料（课件显示公式）。

[ 点评：培养学生不迷信权威，敢于质疑的品质。在学生质疑的基础上，巧妙地将知识目标转化成学生的探究问题。对学生进行科学方法的指导，体现教师指导者的形象。 ]

实验 2 ： “ 植物 ---- 蜡烛（小白鼠） ” 实验

问：是谁首先提出植物的生长与空气有关呢？引起学生兴趣，接下来重现 1771 年英国的普里斯特利所做的实验。

教师播放兴趣小组同学模拟 “ 普里斯特利实验 ” 的录象，并请兴趣小组的同学讲解实验过程。

问：小白鼠生活、蜡烛燃烧需要什么气体？这个实验说明了什么问题？

学生讨论后得出结论：植物释放了氧气。

[ 点评：利用课余时间，由兴趣小组的同学模拟普里斯特利实验，更具说服力。学生学习的材料来源于学生，这能够强化学习中积极的情感体验，会激发学生学习的内在动力，使学生处于情绪高昂和智力振奋的状态，乐此不疲地致力于学习内容。 ]

教师指出当时由于科学发展水平的限制，普里斯特利仅仅推断出绿色植物能够更新空气（课件显示），并不知道更新了空气中的哪些成分。现在我们知道，普里斯特利的实验证明了光合作用产生氧气（课件显示公式）。由于普里斯特利的实验一直是在光照的条件下进行的，所以他没有发现光在此实验中的关键作用。

[ 点评：在探究问题的过程中，使学生感受到知识产生与发展是受到当时科学发展水平限制的，体会到观察能力在科学研究中的重要性。 ]

实验 3 ：光条件实验

（课件显示） 1773 年，荷兰科学家英格豪斯所做的实验示意图，教师做适当讲解。

问：英格豪斯的实验进一步证实了只有在光的照射下，普里斯特利的实验才能成功，说明了什么问题？

学生讨论后得出结论：植物更新空气需要光（课件显示）。

（课件显示公式）英格豪斯的实验证明了光合作用的条件需要光。

策略 4 、引导启迪思维，提高实验设计能力

师生共同分析英格豪斯的实验。

1 ）英格豪斯的实验所选材料为绿色植物，如果不是绿色植物能成功吗？

学生讨论回答后，教师强调：实验设计中所选器材要便于分析和观察研究，这是实验设计中十分重要的。

2 ）为什么要用玻璃罩罩住植物并进行密封处理？

学生讨论回答后，教师强调：实验设计中要注意排除实验中其它因素的影响，确保实验准确性。

3 ）为什么将实验装置放在光照和黑暗两种环境中？实验采用的是哪种科学研究的方法？

学生讨论回答后，教师强调：采用对照实验的方法要注意除了一个条件不同外，其它诸实验条件要保持一致性。实验设计要做到科学、严谨，无懈可击。

（课件显示）实验设计的注意事项。

[ 点评：学生通过广泛讨论英格豪斯的实验在设计上的巧妙之处，感受与体验科学家的创新思维方式，从中找出今后自行设计实验时可启发性的要素。 ]

接下来让学生将所学知识运用到设计一些简单实验的过程中去。分组设计以下实验证明：

1 、光合作用产生淀粉

2 、二氧化碳是光合作用的原料

3 、光合作用的场所是叶绿体

学生分组讨论，设计实验方案。小组交流，教师肯定或指正。

光合作用产生淀粉的实验设计，学生会联想到初中曾做过的实验。教师指出这个实验最初是 1864 年德国科学家萨克斯做的。（课件显示）萨克斯的实验，教师做适当的讲解：把绿色植物放在暗处几小时，然后把一个叶片的一半曝光，另一半遮光，过一段时间后，用碘蒸汽处理叶片，发现遮光的那一半叶片没有发生颜色变化，曝光的那一半叶片则呈蓝色。这一实验成功地证明了什么？学生讨论回答后，课件显示结论公式。

证明 CO 2 是光合作用的原料方案，由小组选派一个代表到讲台前交流实验设计方案，课件显示一个供选方案如用氢氧化钠溶液吸收 CO 2 的实验录象与学生一起交流。

[ 点评：分组实验设计体现了学生参与的广泛性。分组同时讨论不同的实验内容，可以节省课堂时间。给学生充足的自学、讨论、交流的时间，小组成员能够代表小组发表见解，展示小组的学习成果，充分发挥了小组合作的优势。 ]

策略 5 、创设特殊研究情景

前面主要在宏观上研究了光合作用的产物、原料问题。对于光合作用的微观问题 ---- 场所，怎样确定呢？给学生造成一种悬念，使他们产生一种欲望，顺利进入研究状态。

随着科学技术的发展，实验手段的更新，为这一研究提供了可能。（课件显示） 1880 年，美国科学家恩格尔曼用水绵进行了光合作用的实验。通过对实验的讲解，让学生分析恩格尔曼的实验巧妙地证明了光合作用产生什么？光合作用的场所在哪里？

学生分析讨论后，得出结论（课件显示结论）。

（课件显示公式）恩格尔曼的实验证明了叶绿体是光合作用的场所。

策略 6 、处理归纳信息，得出实验结论

通过实验分析、设计、评价这几个环节，最后可以总结出光合作用的概念，并完善光合作用的反应式

光能

CO 2 +H 2 O→(CH 2 O)+O 2

叶绿体

[ 点评：教师引导学生对所学、所思、所悟进行小结。学生不仅能够对知识进行重新建构，而且以探究性学习促进光合作用概念的建构。对知识形成过程中使用的思维方式方法有新的理解和感悟。 ]

策略 7 、在好奇心的驱动下，进一步探究知识的发展过程

对于光合作用的研究我们已经揭示了表层现象。在此基础上可进一步设置问题 ---- （课件显示）光合作用释放出的氧气到底来自水，还是二氧化碳？

让学生设计实验来验证。学生想到把分子或原子染色，又因为不可行而自己否定，教师对这样建设性的想法当然表示肯定。教师可以提示在绪论中曾介绍的同位素示踪法，让学生设计出用氧的放射性同位素示踪的实验。随后教师结合课件介绍 20 世纪 30 年代，美国科学家鲁宾和卡门采用同位素示踪法所做的实验。学生通过讨论后得出 “ 光合作用释放的氧气全部来自于水 ” 的结论（课件显示）。并让学生用公式来反映光合作用氧的来源（课件显示）

光能

CO 2 +H 2 O * →(CH 2 O)+O * 2

叶绿体

使知识得以拓展，寻找表达的共性。

[ 点评：让学生充分发表意见，提出不同的想法和思路，使学生的思维产生碰撞，相互借鉴，相互融合，能够及时捕捉对学生有价值的学习信息，组织学生反思学习过程，帮助学生提炼创新学习过程中所表露的具有个性意义的经验与方法，引导学生按照学习规律、创新规律进行学习。 ]

策略 8 、留下思维空间，增强学生进行科学研究的兴趣和信心

教师指出：光合作用的研究历时三百多年，经过多代科学家的共同努力，才对其生理过程有了比较清楚的认识。这里不仅包含着科学家们的艰辛劳动与智慧，还与社会科学技术的进步与发展密切相关。到目前还有许多课题留待我们去探索：如由于对光合作用的机理尚不完全清楚，现在还不能完全脱离植物，人工地将水和 CO2 ，利用太阳能合成粮食和燃料。如果这个问题得到解决了，它将解决当今世界面临的哪些问题？让学生打开思路，广泛进行联想。随后教师引入 “ 神州五号 ” 宇宙飞船事例，提出宇宙空间密闭舱的造氧技术、军事上的树叶掩体技术等，将知识与科学发展前沿联系起来，进行 STS 教育，给学生带来广阔的思维空间和更强烈的探究欲望，增强情感体验，提高历史使命感。同时也暗示了对科学的探究没有尽头，创新没有止境。

策略 9 、利用小结深化提高，形成知识落点

小结不只是教学内容的简单重复，而是在教学内容概括的基础上深化和提高，并让学生体验到所学知识在运用中的科学价值，形成知识落点。

（课件显示）光合作用的研究历程要求学生不要只记住结论，更重要的是理解科学家们的设计思想。掌握科学研究的基本方法，学习科学家的研究精神，感受科学发展道路的艰难曲折，并积极投入到研究自然科学的行列中来。

最后进入巩固练习。本课件里的练习可视作一个小题库，供教师选择使用。

四、反思

本课采用电化教学手段，运用大量的图文、视频资料，内容丰富详实、形象生动。课件界面美观友好、交互性强，利于教师操作。

学生在回顾光合作用发现过程的几个经典实验中，通过探究性的学习，广泛地参与，促进了光合作用从宏观到微观再到分子水平上的概念建构，促进了学生在知识、能力和情感等领域上的发展，特别是结合生物学教学内容对学生进行思想道德教育，取得了较好的教学效果。

由于本节课内容较多，教师在主导这节课的过程中要注意灵活把握课堂的节奏，以便更好地完成本课教学目标。