探究环境因素对光合作用强度的影响

教学设计

（西安市长安区第一中学    生物组   武明辉） 

一、教学设计理念：

把握影响光合作用强度的因素是深入理解光合作用过程原理的关键，能够分析理清各种因素对光合作用的影响情况有利于学生深入认知植物光合作用的本质，激发学生的创新意识，培养学生的创新能力，提升学生思维水平，丰富学生知识的迁移能力和应用能力。而且有关光合作用的知识，尤其是光合作用速率及其影响因素是历年高考中的热点和难点，学生对这一模块的把握不是很好，具体表现在学生思维广度深度不够，不能有效深入本质、分析问题，不能有效把握问题核心，形成了学习中的难点，知识迁移方面更是不知所以。

因此，在具体的教学活动中，通过具体生活经验、生活现象分析首先引导学生归纳影响光合作用强度的环境因素，让学生尝试自主设计实验，进行探究，进而对结果进行分析交流；以期真正的启发学生思维，形成探究问题解决问题的能力。在具体的操作过程中，针对不同班级，不同学生的情况，引导学生先尝试对某一因素进行深入分析思考，选择贴合自己实际的方面进行实验探究。探究实验设计时可结合科学家的发现史素材，立足于现有的技术手段尝试改进（如可进行实验材料、实验试剂等的探索替换；进行实验装置、模型的再设计等）。具体的实验探究推理过程主要在课外完成，充分发挥学生已有的知识经验，学习资源。探究完成后指导学生进行交流讨论，展示成果，形成结论。最后，引导学生对结果进行模型构建尝试多角度、多种形式分析处理探究结果，促进思维上的再提高，形成分析问题，解决问题的能力。

在教学过程中，鉴于重点班学生基础较弱，所以可以着重运用常规方法探究某一因素对光合作用强度的影响，着重对结果的多元化处理建模分析，启迪思维；而平行班学生基础好，思维能力较强，可以尝试创新探究多因素对光合作用强度的影响，借鉴科学家的探究史，尝试创新处理探究过程，创新分析探究结果，提升思维。

二、教学目标：

1、知识目标：

能说明光合作用的原理过程；

举例说出影响光合作用强度的环境因素；

说明光合作用强度的判断指标；

2、能力目标：

尝试针对某一具体环境因素进行实验设计，探究其对光合作用强度的影响

能创设条件开展实验探究，探究某一环境因素对光合作用强度的影响

尝试对实验结果进行多元化处理，尝试模型构建如以表格、曲线图、柱状图、文字表述等多种形式进行结果分析，培养学生获取信息、处理信息、表达和运用信息的能力。

   3、情感态度价值观：

 通过分析影响光合作用强度的环境因素、设计实验探究、多元结果分析等学习活动，使学生认同生命世界的神奇，增强学生知识运用的主动性、积极性，激发学生的创新意识。

三、教学重点和难点：

      影响光合作用强度的环境因素分析、实验设计与探究、结果多元分析建模。

四、教学方法：分析法、讨论归纳法、实验法、模型建构

五、学习方法：自主—合作—探究

六、教学准备：教学情境创设，学生基础摸查，教具准备     

七、教学过程：

（一）创设情景，提出问题

我们刚学习了光合作用的过程，了解了光合作用的原理，学习这些生物学理论的价值，在于学以致用，利用相关生物学理论指导生产、生活实践。例如，提高农作物产量的关键，就是提高作物的光合作用强度。请同学们根据下面的光合作用反应方程式，分析影响光合作用强度的因素，可采取哪些措施提高作物产量？

（板书）光合作用反应式（略）

（二）自主学习，分析归纳

1、光合作用强度的影响因素分析

①影响光合作用强度的外界因素？

②测定光合作用强度的指标有哪些？

2、实验分析

①什么叫自变量、无关变量和因变量？

②设计对照实验要遵循哪些原则？

③在你所开展的探究实验中，用什么方法控制自变量？怎样检测因变量？

（三）设计实验，合作探究

探究性学习是学习高中生物学的重要学习方式，请同学们自主组成探究小组，选择其中的一种因素，在课外通过实验探究它对光合作用强度的影响。

探究环境因素对光合作用强度的影响

实验流程：（详细写出相关的内容）

提出问题       作出假设        设计并进行实验      实验现象分析      实验结果分析及模型建构       实验结论       迁移应用

【参考案例】

探究光照强度对光合作用强度的影响

⑴提出问题：影响光合作用强度的外界因素有：                     ，

                ，                  ，                    ，              等。

⑵作出假设：在一定光照强度范围内，光照越强，光合作用越强。

⑶设计实验： 材料用具：打孔器、注射器、40W台灯、烧杯、绿叶（如菠菜叶）

思考：如何制造强、中、弱三种强度的光照条件？                                         

实验用的小圆叶片必须排出                ，待其沉入水底，放入          处盛有清水的烧杯中，水中必须富含          ，进行不同强度的光照，观察记录同一时间段内              

                      。

从上面的实验现象中，我们能得出的结论是              

思考：

【重点班】

1、本实验是通过哪个指标来判断光合作用强弱的？

2、如何避免实验结果的偶然性？

3、在台灯的照射下，会发热，会影响实验装置内水的温度吗？如何解决这个问题？

【平行班】

1、打孔器取叶片时为什么要避开大的叶脉？

让小圆形叶片内的气体逸出的方法？（真空渗水法）

让气体逸出的目的是？

三只小烧杯分别倒入20毫升富含二氧化碳的清水，怎样保证含有的二氧化碳相同？

怎么调整光照强弱？

怎样判断放出氧气的多少？

本实验中的自变量、无关变量和因变量？

2、在台灯的照射下，会发热，会影响实验装置内水的温度吗？如何解决这个问题？

（在实验中，每隔一段时间（大约5分钟），就用注射器吸掉一些温度发生变化的清水，并加入适量相应温度的清水，使水温维持在一定值。）

3、本实验是通过哪个指标来判断光合作用强弱的？ （单位时间氧气的释放量）

（四）结果分析，模型构建

引导学生对结果进行模型构建，尝试多角度、多种形式分析处理探究结果，深入理解探究内容，以灵活掌握相关知识，实现思维的提升。

（五）迁移应用，联系生活

运用探究结果结论，尝试解释解决生产生活问题，解释常见的一些科学现象，活学活用，寓学于乐，将课本知识应用于社会实践之中，开拓思维的广度与深度，激发创新灵感，形成创新意识。

八、教学反思：

本节课具有较强的开放性，学习方式多样化，突破了探究式教学的难点。让学生在做中学，在设计中训练思维，在操作中表达思维，在交流中获取灵感，反思自我，对学生的思维有很好的提升作用。本节课在教师的指导下，学生通过自主、合作、理性的探究性学习，发展科学探究能力，体现了新课程“倡导探究性学习”的理念。探究活动有效促进了学生的参与程度与认知程度，高质量实现了新课程目标。

在课前我精心设计了教案，认真分析新课标与新教材，大胆取舍，合理整编了教材，影响光合速率的因素交给学生自学，培养了学生的自学能力。教学重点放在实验设计，结果多元分析构建模型方面，激发学生学习动机，根据在不同条件下光合速率的推测，逐步引导学生设计实验，积极探究，获得结果，得出结论；引导学生利用不同形式分析处理结果构建模型，培养学生提取数据，处理数据和建立简单的数学模型的能力，有利于学生跨学科综合能力的形成。教学过程符合学生认知规律，注重科学方法的训练，教学重难点落到位。

本节课也存在很多有待改进之处，教学过程教师主导，注重了学生探究实验活动设计，但学生的探究过程、探究结果仍然参差不齐，对部分学生的指导还不是很到位，学生间的合作体现不明显。