光合作用与能量转化论证式教学设计

韩景刚

中图分类号：A 文献标识码：A 文章编号：（2021）-40-014

一、教材分析

“光合作用与能量转化”位于人教版高中生物学必修1第5章第4节，通过分析光合作用的不同阶段逐步揭示光合作用过程中发生的物质及能量变化。通过对光合作用过程的学习可加深学生对细胞代谢的认识并能够为影响光合作用的学习打下基础。因此本部分内容是高中生物学学习的核心内容。

二、学情分析

在知识方面，关于“光合作用的原理”这部分内容，通过调查发现，学生存在“水分构成生物体、光合作用产生O2中的氧原子来自于CO2或H2O和CO2、光合作用过程中光能转变为有机物。”等前概念，并且此时学生已经知光合作用发生的场所;能力方面，学生能够根据所给出的资料进行推断和总结，并能根据资料对所得结论进行辩驳，但是这一能力还需加强;思维方面，学生对科学史的学习比较感兴趣，但是无法以批判的思维对其进行分析。

三、教学目标

通过学习光合作用的原理，说明植物细胞吸收二氧化碳、水，接受光能，并将物质转化为氧气和有机物，并将能量转化为有机物中的化学能。

通过搜集论证有关资料，并通过分析已有资料对提出的观点，以及前概念进行辩驳，提示批判思维以及对信息总结归纳的能力。

通过学习科学家们探究光合作用过程的实验，能够尝试进行探究实验的设计，预测所得结果并对结果进行分析。

通过认识光合作用过程中涉及的物质，能够为农作物的产量提升提出建议。

四、教学重点

光合作用的过程

五、教学难点

运用论证式教学进行概念模型建构，并论证和完善概念模型

六、教学过程

（一）创设情境，导入新课

播放向日葵等植物向光生长现象的视频。

教师介绍：万物生长向太阳，我们通过对光合色素的学习，知道是他们吸收太阳光，来进行植物的光合作用，那么植物的光合作用到底是如何进行的呢？其中涉及了怎样的变化过程？多位科学家为解决这一现象展开了探究。进而引出本节内容，教师提供资料。并将学生进行合理分组，展开论证式教学。

设计意图：通过创设论证情境，结合学生生活经验，使得学生对于本部分接下来的学习能够更加有兴趣。

（二）材料展示，简单论证

展示光合作用探究历程资料，引导学生建构光合作用概念模型并进行简单论证

PPT展示资料一：海尔蒙特实验

揭示海尔蒙特得出的结论：水是构建植物体的原料。引导学生发现这一实验中存在的问题，并引导学生提出质疑，是否空气也会为植物体的构建提供原料？

PPT展示资料二：普利斯特利的实验

介绍实验过程及结论，并介绍其他科学家重复实验得到实验结果相反。引导学生分析其中存在的问题。并引出资料三。

PPT展示资料三：英格豪斯实验

通过英格豪斯的实验，你能总结出光合作用发生必须有哪一必要条件？既然光是光合作用发生的必要条件。能量不能凭空消失。那么在这一过程中，光能哪里去了？

PPT展示资料四：梅耶实验

提出问题：光能转化成化学能储存在什么物质中？

PPT展示资料五：萨克斯实验

提出问题：从这个实验中能够知道光合作用产生了什么物质？

它是由什么物质转化而来的呢？为了探究这一问题，卡尔文做了下述实验。

PPT展示资料六：卡尔文实验

通过这一实验，可以了解到有机物的来源。那么光合作用产生的氧气与二氧化碳有关吗？

科学家考虑了参与光合作用的物质，发现含有氧原子的物质还有水，于是进行了这样一个实验。

PPT展示资料七：鲁宾卡门实验

通过这一实验，我们知道了氧气的来源。引导学生通过以上资料让学生总结观点建构模型。并为所建构的概念模型进行组内简单论证。教师指导学生将本小组最终所建构模型以及论证过程展示于黑板上。

设计意图：在正式开展论证前，教师通过课件展示光合作用探究历程的资料，通过引导

学生进行分析资料，初步建构起光合作用过程的概念图，并展开初步论证。通过这一过程，即可完成PCRR论证模型第一步，呈现阶段，由此顺利推进论证过程的进行。

（三）课堂批判，自我反思

教师为学生提供便签，各组同学对除本组外其他小组所展示的概念模型以及展示论证过程进行评价，将所评定的优势之处以及不足之处写在便签上。

将对其他小组的评价记录在便签上，贴在展示的概念模型及论证过程旁。

设计意图：在这一阶段，学生通过对他人的判断，可以反思自己的内容;学生根据收到建议，可以完善概念模型及论证过程。

（四）引导反思，进行改进

引导学生根据其他同学的批判意见，对不足之处进行反思。若是确实存在批判中指出的错误，则根据具体情况进行改进。在这一过程中要讓学生从可能存在的三种问题的角度展开反思。

设计意图：通过这一阶段可对概念模型进一步完善。

（五）精炼论证，熟练掌握

改进完成后，引导各小组同学对所建构的概念模型以及论证过程进行精炼。将论证过程中的证据修正的更加精准。引导学生将提炼后的概念模型以及论证过程，用不同颜色的笔进行标注改进部分。

设计意图：使学生熟练掌握PCRR论证模型。

（六）课堂小结

引导学生讨论学到了什么以及还有什么问题，以及所学内容如何应用，引导学生举出实例。并对论证过程进行总结。在讨论过程中，首先引导学生根据前概念建构概念模型，学生在论证过程中通过分析资料搜集证据可将前概念成功转变为科学概念。