覃歆

一、教材內(nèi)容分析

（一）地位與價值分析

本節(jié)課是“光合作用與能量轉(zhuǎn)化”的第二課時。在這一課時中，學(xué)生將進(jìn)一步學(xué)習(xí)光合作用的原理及應(yīng)用。學(xué)生在初中時已對光合作用的基本過程，本節(jié)的學(xué)習(xí)是對基本過程的進(jìn)一步深化，學(xué)生通過對本課的學(xué)習(xí)，進(jìn)一步了解光合反應(yīng)中物質(zhì)和能量是如何變化的。另外，課本“思考·討論”中的實驗，提供了實驗證據(jù)，教師可通過引導(dǎo)學(xué)生基于證據(jù)進(jìn)行分析推理，自主構(gòu)建概念。

（二）原有問題分析

課本在“本節(jié)聚集”等部分共設(shè)置了8個問題。在教材問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合本節(jié)課增添的情境資料，對原有問題進(jìn)行了改造和延申，幫助學(xué)生搭建問題支架，啟發(fā)、引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行思維探究，完成學(xué)習(xí)任務(wù)。

（三）問題設(shè)計分析

新問題是針對課本原有問題的不足而設(shè)計的，目的主要是為了用問題串的形式引發(fā)學(xué)生對探究實驗的分析和思考，自主建構(gòu)光合作用過程中的物質(zhì)與能量變化。（表1）

新增問題或是點明探究主題，提綱挈領(lǐng)；或是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)任務(wù)，推進(jìn)課堂進(jìn)行；或是激發(fā)學(xué)生思考，驅(qū)動概念建構(gòu)。

二、教學(xué)目標(biāo)

（一）生命觀念：從物質(zhì)與能量視角，闡明光合作用的原理。

（二）科學(xué)探究：①通過對光合作用光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段相關(guān)實驗研究的思考和討論，說明光合作用的過程，認(rèn)同人類對光合作用的認(rèn)知過程是逐步的、不斷發(fā)展的。②能結(jié)合已學(xué)知識對一些問題提出合理的假設(shè)，并能分析推理出合理的假說，用于解釋實驗結(jié)果。

（三）科學(xué)思維：歸納總結(jié)實驗結(jié)論，構(gòu)建光反應(yīng)和暗反應(yīng)過程示意圖，并列表比較兩者在場所、物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化等方面的區(qū)別和聯(lián)系。

（四）社會責(zé)任：從光合作用的探究過程中領(lǐng)悟科學(xué)探究是曲折前進(jìn)的，理解科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步對科學(xué)研究的促進(jìn)作用。

三、情境組織

本課運用的情境資源主要分為兩類，一是視頻資源，二是課本思考討論中相應(yīng)的探究實驗的示意圖，作為情境資源引導(dǎo)學(xué)生分析。（表2）

本課運用的情境資源多數(shù)來自科學(xué)史上關(guān)于光合作用的經(jīng)典實驗，進(jìn)行簡化和整合后作為引導(dǎo)學(xué)生思維探究的背景材料，符合學(xué)生的認(rèn)知水平。

四、教學(xué)過程

根據(jù)圖1所示的設(shè)計流程，展開本課教學(xué)。

（一）導(dǎo)入新課

播放“糧食豐收”視頻，并提出問題：（1）水稻生長、結(jié)穗過程中積累的有機(jī)物主要是由什么生命活動合成的？（2）除了產(chǎn)生有機(jī)物，這項生命活動還發(fā)生了哪些物質(zhì)變化？

設(shè)計意圖：通過視頻資料喚起學(xué)生對初中學(xué)過的光合作用基本過程的記憶，并且激發(fā)學(xué)生對光合作用原理的探究興趣及熱情，引入探究主題——光合作用過程中的物質(zhì)和能量變化，同時激發(fā)學(xué)生的民族自豪感。

（二） 光反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化

將科學(xué)家對光合作用原理的探究歷程上的幾個經(jīng)典實驗進(jìn)行整合和簡化處理，用簡短的文字資料或是流程示意圖的形式，作為情境資料呈現(xiàn)給學(xué)生。

1.希爾實驗

通過問題：（1）O2中的氧元素，是來自于H2O還是CO2？（2）希爾實驗可以得出什么結(jié)論？（3）希爾實驗?zāi)芊裾f明O2中的氧元素全部來自于H2O？來引導(dǎo)學(xué)生對實驗結(jié)果進(jìn)行思考。

2.魯賓和卡門實驗

提出問題：（1）可以用什么科學(xué)方法研究元素的來源？（2）分析實驗結(jié)果，可以得出什么結(jié)論？（3）希爾發(fā)現(xiàn)，添加到離體葉綠體中的氧化劑被還原了，這說明什么？

3.阿爾農(nóng)實驗1

實驗材料：離體葉綠體

實驗處理：加入ADP、Pi，給與光照

實驗結(jié)論：光照下，葉綠體可合成ATP，這一過程總與水的光解相伴隨。

對復(fù)雜的實驗過程進(jìn)行簡化和文字梳理，用上述方式呈現(xiàn)給學(xué)生，并提問：根據(jù)能量守恒定律，吸收的光能發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)化？

設(shè)計意圖：教師提供實驗證據(jù)，通過問題串引導(dǎo)學(xué)生分析實驗結(jié)果和實驗結(jié)論，讓學(xué)生意識到氧氣的釋放只與水有關(guān)。再通過引導(dǎo)學(xué)生推測，葉綠體內(nèi)存在某種氧化劑，在水光解的過程中被還原，從而引出新的問題。學(xué)生在教師的提問引導(dǎo)下對兩個經(jīng)典實驗的方法、過程和結(jié)果進(jìn)行分析和論證，逐漸得出結(jié)論。

（三） 暗反應(yīng)中的物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化

4.阿爾農(nóng)實驗2

實驗材料：離體葉綠體（見下表）

通過“糖類合成時所需能量從何而來？”這一問題，引導(dǎo)學(xué)生思考光反應(yīng)和暗反應(yīng)之間的聯(lián)系。

5.卡爾文實驗1

實驗現(xiàn)象：放射性首先出現(xiàn)在C3，而后同時出現(xiàn)在C5和C6中。

卡爾文實驗2

實驗現(xiàn)象：光照下突然中斷CO2供應(yīng)，C3減少而C5量增加；突然停止光照，C3濃度升高而C5的濃度降低。

先呈現(xiàn)實驗1的現(xiàn)象，讓學(xué)生以此為依據(jù)構(gòu)建CO2和C3、C5之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。然后再呈現(xiàn)實驗2，提問實驗2的結(jié)果是否支持大家剛才的假說？為什么？從而引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)新的實驗結(jié)果修正剛才的假說。若學(xué)生無法作答，教師可提示學(xué)生，從來源和去路兩方面去分析C3和C5的變化趨勢。例如，可以這樣提問：“當(dāng)來源減少，去路增加時，物質(zhì)的積累量就會減少。中斷CO2供應(yīng)C3減少、C5增加，說明CO2與C5是反應(yīng)物，而C3是生成物。即CO2+C5→C3。再結(jié)合放射性出現(xiàn)的先后順序，大家來分析一下， CO2、C3、C5和C6之間的的轉(zhuǎn)化關(guān)系是怎樣的？”

最后，通過（1）光反應(yīng)和暗反應(yīng)在物質(zhì)變化和能量轉(zhuǎn)化方面存在什么聯(lián)系？（2）水稻進(jìn)行光合作用的過程中發(fā)生了怎樣的物質(zhì)和能量變化？由此，你是否能嘗試總結(jié)光合作用的概念？引導(dǎo)學(xué)生對本課核心概念進(jìn)行總結(jié)。

設(shè)計意圖：根據(jù)卡爾文實驗的結(jié)果，提出假說并推翻，再構(gòu)建新的模型來解釋實驗結(jié)果，學(xué)生的科學(xué)思維及科學(xué)探究可達(dá)水平三。

五、教學(xué)反思

本課基于光合作用相關(guān)的探究實驗，運用問題驅(qū)動的教學(xué)策略，學(xué)生在學(xué)習(xí)光合作用的原理過程中，不僅落實了物質(zhì)與能量的生命觀念，科學(xué)探究能力和科學(xué)思維、社會責(zé)任也得到了鍛煉和提升。學(xué)生們在教師精心設(shè)計的問題的驅(qū)動下，通過科學(xué)論證，對光合作用的具體原理有了深刻認(rèn)識，并自行構(gòu)建了光合作用的概念，學(xué)習(xí)的積極性和主動性得到了充分釋放，并且對概念本身和概念的形成過程都有了更加深刻地認(rèn)知，學(xué)習(xí)效果良好。

責(zé)任編輯? 徐國堅