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視頻課題：高中生物人教版必修1第5章第4節5.4《探究環境因素對光合作用強度的影響》四川省 - 綿陽教學設計

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高中生物人教版必修1第5章第4節5.4《探究環境因素對光合作用強度的影響》四川省 - 綿陽教學設計

         探究環境因素對光合作用強度的影響
                  實驗教學設計
       
 
一、教材分析與設計思路
   本節課教學內容為人教版教材必修一第5章第4節第二部分《光合作用的原理和應用》中的探究實驗。本節課的內容是學生在學習了光合作用過程的基礎上進行的，因此該部分的知識和內容是光合作用過程的鞏固和應用。
  教學中引導學生通過實驗探究獲得相關的知識是本節課的關鍵。首先引導學生根據光合作用的過程推斷影響因素，引出探究課題。然后引導學生通過實驗去驗證，通過可靠的數據得出結論。最后引導學生通過討論“如何根據影響光合作用的因素來提高作物產量”這一問題，達到知識的鞏固和反饋作用。應該讓學生初步掌握實驗設計的基本原則并能遵照這些原則設計一份較科學的實驗方案。
 
二、學情分析
   此前學生已經學習了光合作用的過程，參與了“探究酶的催化特性”的實驗過程并了解了光合作用研究史上科學家們的研究思路，對如何進行實驗設計已有初步認識。
 
三、教學目標
1．知識與技能：
（1）知道光合速率的表示方法。
（2）知道影響光合作用的因素。
（3）根據控制變量原則和對照原則，會設計簡單的實驗方案，學會設計記錄實驗數據的表格。
（4）根據影響光合作用的因素解釋農業上提高農作物產量的一些措施。理解并應用實驗設計的基本原則和對實驗變量進行控制的方法。

1. 過程與方法：

（1）能根據所學的光合作用的相關知識，推測影響光合作用的因素，并能應用控制變量的原則和對照原則，確定一個因素進行探究，提高了發現問題和解決問題的能力。
（2）通過課本閱讀和小組討論設計可以操作的實驗步驟，通過小組合作的形式完成實驗過程、數據的處理，并得出結論。提高了對實驗的分析能力和初步數據處理能力及協作交流能力。 經歷探究影響光合作用的因素的實驗設計過程及小組內對實驗設計方案的研討過程，學習實驗設計的原則和方法。
3．情感態度與價值觀：
（1）通過實驗的結論來討論“如何利用光合作用的原理提高作物產量”這一問題，體會到科學研究在農業生產上的重要作用。
（2）通過分組和小組良好的合作、交流，培養合作、參與的精神。
 
四、重點和難點
1．重點：
（1）根據控制變量原則和對照原則，會設計簡單的實驗方案。
（2）通過探究實驗理解影響外界環境因素是如何影響光合作用的。
2．難點：
（1）實驗方案的設計。
（2）理解影響外界環境因素是如何影響光合作用的。
 
五、教學準備
（1）學生分為六人一組，每組確定一位中心發言人
（2）制作多媒體課件
（3）提前將葉片打孔，制作葉圓片
 
六、教學過程

1. 引入：

    播放袁隆平超級稻首次畝產超過900公斤視頻，學生觀看。
通過視頻，教師提出問題：袁隆平通過哪些方法提高了水稻產量？有什么科學依據？
 老師提出其實水稻產量其實主要靠光合作用強度，那么影響光合作用強度的因素可能有哪些呢？   
通過師生共同思考和討論，總結影響光合作用的因素可能有：光照強度、二氧化碳濃度、溫度、光的成分（光質)、水分、礦質元素等。引出本節課的實驗課題：探究環境因素對光合作用強度的影響。
2、教師提出：以往我們基本都是按教材設定的實驗方法和步驟來完成實驗的，較少能體現大家的探究能力。我們即將做的這個實驗的實驗方案將由大家自己做主。從而引起學生的興趣。但講明由自己做主并不是說可以隨心所欲，實驗方案一定要科學、嚴密，否則將難以實現研究的目標，實驗也就失去它的意義。
   把全班同學分為六人一組，每組確定中心發言人，首先討論光照強度是否會影響光合作用強度，該怎樣設計實驗。
   課件展示實驗材料：綠葉、注射器、打孔器、臺燈、燒杯。
   實驗原理：取葉圓片用真空滲入法，排除葉內細胞間隙的空氣，充以水分使葉片下沉。植物照光后，由于光合作用放出的氧氣在水中的溶解度很小，而積累于細胞間隙，葉圓片即由下沉轉為上浮。
   提出問題：實驗中怎樣表示光合作用強度？
   學生自己設計實驗過程，小組學生內部和學生之間交流實驗方案，選出中心發言人說出自己的實驗設計方案，其他同學作補充和作評價。老師最后提示參看教材上的實驗參考方案。
課件展示和實驗步驟，規范學生的實驗設計方案。
   3、教師演示光照強度對光合作用強度的影響實驗，展示打孔器對葉片打孔和真空滲水法的操作要求。課件展示真空滲水法的實驗原理，學生通過觀察填寫實驗驗記錄表。規范學生的實驗結果和結論的表述，找學生展示其實驗結果的記錄方法，學生一般采用兩種方式記錄實驗結果，曲線法和表格法，教師提示曲線要注意橫縱坐標的表示方法。
   4、學生分組完成不同濃度的CO₂溶液對光合作用強度的影響實驗，教師巡視課堂，幫助學生解決疑難問題。學生把得出的實驗結果相互交流，如果成功，得出成功經驗，如果失敗，找出失敗原因。
   5、提出問題：還有一些因素也可能影響到光合作用，我們怎么去設計實驗進行探究呢？課件展示藍莓植株需定期“喝醋”的施肥單，新疆水果豐收的圖片，今年夏天南方干旱的圖片，提示學生影響光合作用的因素還有很多。提出課外實踐內容：請自行設計實驗探究還有那些因素也能影響光合作用強度。
   6、提問：提高農作物光合作用強度的有效而實用的措施有哪些？
 

• 板書設計

 
            探究環境因素對光合作用強度的影響
 

• 可能影響光合作用的因素
• 實驗設計要注意的問題：實驗題目、目的和原理、假設、材料選擇、儀器與試劑、實驗方法等
• 設計過程
• 結果和結論的表示
• 實驗總結（在農業生產中提高作物產量的具體措施）

 
 
 

• 教學反思

    本節課內容有助于學生更好地理解光合作用原理的應用。由于學生能自己參與實驗設計，所以感到很新奇，參與的積極性比較高，又由于之前學習過實驗設計的基本原理，所以設計起來難度不是太大。老師主要從設計的基本思路出發加以引導，學生就基本能設計出大概的實驗過程，老師再加以規范，學生就能獲得比較大的成就感，課堂氣氛活躍。
         探究環境因素對光合作用強度的影響(學案）              
               班級                       姓名               
 
影響光合作用的環境因素可能有：                                    
                                                                   。
                        
實驗一
實驗目的：
探究光照強度對光合作用強度的影響。
教師引導:
先將葉片打孔得出大小相同的葉圓片，將葉圓片放入水中，用真空滲水法排出葉片中的氣體，使葉圓片沉入水中。又將處理后的葉圓片放入配制好的NaHCO₃稀溶液中，NaHCO₃水解能放出CO₂。葉圓片照光后，進行光合作用就會放出氧氣，氧氣在水中的溶解度很小，積累于細胞間隙，葉片即由下沉轉為上浮。光合作用的強度可以通過一定時間內氧氣生成的數量來定量表示。
材料用具：新鮮的綠葉（如豆腐菜葉）
          注射器，打孔器，臺燈，燒杯，鑷子，玻璃皿
          質量濃度為2%的NaHCO₃稀溶液，清水
本實驗的自變量是：                                     
    因變量是：                                     
    無關變量是：                                       
    預期實驗結果：                                      
教師演示實驗步驟，學生觀察得出可能的結論。
 
實驗二
實驗目的：
    探究不同濃度的CO₂溶液對光合作用強度的影響。
教師引導：
    先將葉片打孔得出大小相同的葉圓片，將葉圓片放入水中，用真空滲水法排出葉片中的氣體，使葉圓片沉入水中。又將處理后的葉圓片放入配制好的NaHCO₃稀溶液中，NaHCO₃水解能放出CO₂，不同濃度的NaHCO₃稀溶液釋放的CO₂量不同。葉圓片照光后，進行光合作用就會放出氧氣，氧氣在水中的溶解度很小，積累于細胞間隙，葉片即由下沉轉為上浮。光合作用的強度可以通過一定時間內氧氣生成的數量來定量表示。
材料用具：
    新鮮的綠葉（如豆腐菜葉）
    注射器，打孔器，臺燈，燒杯，鑷子，玻璃皿
    質量濃度不同的NaHCO₃稀溶液，清水
完成實驗方案：
     分析：該實驗的自變量是                ，因變量是               。  
     實驗步驟：
     1、用打孔器打出葉圓片，用                法抽取葉片中的氣體備用。
     2、取三只50ml的小燒杯，標號1,2,3
     3、向1號小燒杯中加入50ml清水，2號加入      的0.5%NaHCO₃溶液，3號加入      的1%NaHCO₃溶液。向3只小燒杯中分別放入5片葉圓片。
     4、用臺燈對三個小燒杯中的葉圓片進行補充光照，其他條件相同且適宜，一段時間后，觀察記錄實驗結果
實驗結果、結論
     1、實驗結果記錄

燒杯編號	處理條件	葉片上浮數
1	距臺燈15cm，1%NaHCO3溶液，室溫
2	距臺燈15cm，0.5%NaHCO3溶液, 室溫
3	距臺燈15cm，清水，  室溫

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
     2、實驗結論：                    ，NaHCO₃溶液（或CO₂）濃度越高，植物光合作用強度越強。
思考

1. 你能設計一個實驗同時探究光照強度和CO₂濃度對光合作用強度的影響嗎?
   2、根據本節所學知識，我們可以采用什么措施來提高溫室農作物光合作用強度？

 
課外實踐
請自行設計實驗探究還有哪些因素也能影響光合作用強度。

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