“光和作用II”的教学设计

高中生物学案导学式教学初探

——以“光合作用（第二课时）”为例

佛山三中  吴广涛

新课程标准的实施，使传统的以教为主的教学模式受到前所未有的挑战。新课程标准强调以人为本的教学发展观，强调使学生的思维和个性得以充分发展，因此学生的学习不应该再是一个被动接受的过程，这就决定了教师必须改变以教师为主体的旧的课堂教学结构，构建以学生为主体的新的课堂教学结构。

在此背景下，“学案”教学以其新颖性、实用性和易操作性受到越来越多的关注。学案教学，是以发挥学生在学习中的主体作用为根本目的，以教师指导下的学生自我探索、提练、练习、巩固、归纳等为主要途径的教学方式。与以“备教”为主的传统教案设计最本质的区别在于，学案设计是以“备学”为主。学案设计的出发点是学生，因此教师在设计学案时，需要结合学生实际情况分析教学内容、设定学习目标、设计学习任务，需要考虑这些学习内容哪些是可以学生自学的，哪些是需要教师讲解的，哪些学习环节需要创设情境、运用辅助教学手段。下面就以人教版《光合作用（第二课时）》为例说明我对这节课的学案设计、教学实施及教学反思。

1．学案设计

学案设计包括学习目标的设计、学习过程的设计和学习检测的设计等三部分。

1．1 学习目标的设计

1．1．1 学习目标

知识：（1）说明光合作用以及它的认识过程，包括光合作用的概念及反应式（重点、难点）；（2）研究影响光合作用强度的环境因素（难点）；（3）光合作用原理的应用。

过程与方法：分析科学家发现光合作用的过程，尝试提出问题、做出假设，设计方案验证假设。理解假设的提出要有实验和观察的依据，需要严谨的推理和大胆的想象，并通过观察和实验进一步验证和完善。同时，理解实验技术的进步所起的作用。

情感态度与价值观：通过了解光合作用的探索过程，认同科学家不仅要继承前人的科研成果，而且要善于吸收不同意见中的合理成分，还要具有质疑、创新和用于实践的科学精神与态度。

1．1．2 设计说明

光合作用是高中生物的重点和难点内容之一，其主要内容及重难点都在第二课时，包括光合作用探索历程、光合作用原理、过程和应用。学生通过自主学习光合作用的过程可以锻炼学生的逻辑思维和推理能力，并认识到知识是一个发展的不断前进的过程。学生在初中生物课中学习过有关光合作用的知识，包括光合作用的反应物和产物、反应条件及场所、部分探索历程及应用，在生活实践中也对光合作用有所了解。

1．2 学习过程的设计

1．2．1 课前学习

	活动设计	设计意图
活动1	根据初中所学知识及平时通过各种途径了解到的有关光合作用知识，与周围同学进行交流，并完成学案中的“（一）关于光合作用的知识，你了解了多少？”。	属于开放性问题，在初中已学过光合作用有关知识，且日常生活中也有所接触，通过提示、补充和总结基本可得到光合作用的反应式。 通过这个问题，不但可以唤醒学生以前学过的知识，还能激发学生学习欲望。
活动2	预习“光合作用探索历程”，并完成学案中的“（二）分析经典实验——光合作用的发现过程”。	由于学生在初中已学过光合作用有关知识，且已有很强的逻辑思维能力，因此对于光合作用探索历程要求学生课前预习。在学习过程中学生通过自己主动分析光合作用发现过程，不但可以锻炼学生逻辑思维，对于有些感兴趣的实验还可以到网络上搜索详细的资料。

1．2．2 课堂学习——“光合作用的探索历程”

	活动设计	设计意图
活动3	请同学介绍自己了解的有关光合作用的知识（可相互补充）	引导学生完成光合作用反应式，包括反应物、反应条件和产物。
活动4	请同学简要介绍光合作用发现历程；教师讲解光合作用发现过程中有关同位素的两个实验	由于学生知识水平限制，对于与同位素标记有关的两个实验学生可能一时难以理解，因此可通过老师讲解。在讲解的过程中，向学生灌输技术发展对科学进步的推进作用，并说明科学的每一步发展都是建立在前人的成果之上。

总结：由于光合作用中释放的氧气全部来自于水，其反应式又可以表示为：

H2O + CO2       （CH2O）+ O2

1．2．3 课堂学习——“光合作用的过程”

	活动设计	设计意图
活动5	教师讲解光合作用过程	此过程较抽象，需教师在黑板上详细讲解，让学生理解光合作用过程等重点知识。

结合下面题目讲解光合作用过程（多媒体展示）

根据课本填写图中光合作用过程的名称

（1）写出各标号的名称：

①__H2O_    ②__O2__   ③［H］  ④_ATP   ⑤__ADP＋Pi   ⑥__C3

⑦__CO2    ⑧__C5   ⑨ C6H12O6

边在黑板上板书光合作用的图解边讲解光合作用的过程。完后请学生回答： 

（2）光反应为暗反应提供了［③］和［④ ］（只填序号）。

（3）光反应和暗反应的场所分别是叶绿体的类囊体薄膜和基质。

（4）能量变化：

   光能              不稳定的化学能（ATP）           稳定的化学能（（CH2O））

（5）多媒体展示光合作用全过程的动画，有助于学生从总体上理解和记忆光合作用，从而攻克重难点。

（6）完成学案中的表格“（三）．2 比较光合作用的两个阶段”，并请学生给出答案。

（7）巩固练习，完成学案“（三）．3 考一考”。

1．2．4 课堂学习——“影响光合作用的环境因素” 

	活动设计	设计意图
活动6	在学生理解光合作用的基础上，根据光合作用的反应式，说出影响光合作用强度的主要因素有哪些？	加强学生对光合作用的理解，同时也考察学生的应用能力。

完成学案（四），并结合光合作用图解，分组讨论：（1）当切断CO2的供应，光照正常，叶绿体中C3、C5和（CH2O）含量如何变化？C3下降、C5上升和（CH2O）下降

完成学案（四）1，并在此基础上总结光合作用的主要影响因素。（CO2、光照、H2O、温度及矿质元素等）

1．2．5 课堂学习——知识的归纳与总结

	活动设计	设计意图
活动7	关上课本，默出光合作用的图解。默完后，自己对照课本，改正错误	考察学生对光合作用的理解，加深印象

1．3 学习检测的设计

针对本节课的学习目标，设计适量习题，使学生能在课后巩固课堂知识，同时能给学有余力的同学进一步提升的空间。具体习题见学案。

2．教学实施

对于这节课，我尝试在四个平行班用两种不同的方式进行教学，一种使用传统的教案进行教学，一种利用学案进行教学。

进行传统教案教学的两个班，以教师讲解为主，上课气氛一般，学生参与度不高，尤其是讲到光合作用过程时，学生表现得很沉闷。讲完后找学生了解情况，发现他们基本上都是似懂非懂。通过“考一考”及“反馈练习”，我发现学生存在的问题很多，尤其是反馈练习[拓展题]部分，有4题以上正确的同学不超过全班同学的20%。

使用学案教学的两个班，上课气氛相对活跃，学生对于老师的提问能够积极作出回应，对于少数问题如“你对光合作用的了解”学生还能互问互答，还有其他同学在旁边做出补充，可以看出给出学案后可促进相当部分的学生课前对有关问题的思考及预习。上课时学生根据根据学案中的学习过程对上课的主脉络有了一个清晰的把握，尤其是光合作用的过程，学习完之后学生知道自己从哪几方面去总结，从而能较好的掌握本节课的内容。通过通过“考一考”及“反馈练习”发现，这两个班的学生做的情况要好一些，尤其是反馈练习[拓展题]部分，有4题以上正确的同学能超过全班同学的30%，有一个班超过40%。

3．教学反思

由于高中学生具备了一定的观察和认知能力，分析思维的目的性、连续性和逻辑性也已初步建立，因此在教学过程中我们要充分让学生成为学习活动的主体，对于有些内容教师给予必要的指导和知识铺垫学生可以自学掌握。因此，在课前，教师一定要充分利用好学生预习，通过预习，调动学生学习积极性，同时也能初步对本节课的内容有个初步了解。

在课堂上利用学案减轻了学生的在课堂的课业负担，使他们有更多的时间投入到课堂思考问题、讨论问题及记忆知识要点上，从而提高了学习效率。同时，由于充分利用了学案，对于很多问题能够让学生充分讨论，把“皮球”踢给学生，教师要在课堂上实施“主动撤离”和“适时登场”，做好引导人即可，减轻了老师在课堂的工作量。通过对比也能发现，利用学案教学能在一定程度上提高课堂教学效率。

通过学案教学把教师的教与学生的学紧密结合起来，提高教师“导”的技能，增加学生“演”的活动，学生多多参与，教师巧妙点拨、指导。这对于学生的学习成绩的提高、自学能力的形成有重要的意义。

附：《能量之源——光与光合作用》学案（第二课时）

一、本节聚焦：

1、科学家们探究光合作用的历程有哪些？这些历程是怎样一步步深入的（解决什么问题）？

   2、光合作用的过程分为哪几个阶段？它们是怎样进行的？

二、学习过程：）

［学习问题1］关于光合作用的知识，你了解了多少？

［学习活动］

１．根据初中所学知识及平时通过各种途径了解到的有关知识，与周围同学进行交流。

２．根据你现有的认识，用文字或化学式写出光合作用的反应式：　                

［学习问题2］科学家们探究光合作用的历程有哪些？这些历程是怎样一步步深入的（即解决了什么问题）？

［学习活动］预习课本有关内容，完成下表。

实施者	实验过程	实验现象	实验结论
普里斯特利	点燃蜡烛与绿色植物，密闭 小鼠与绿色植物，密闭
萨克斯	黑暗          曝光   碘 绿叶 12h           遮光   碘
恩吉 尔曼	水绵      无空气   极细光束 好氧菌   黑暗    完全曝光
鲁宾和卡门	H218O、CO2 向植物提供          H2O、C18O2

问题3：关于光合作用的过程是怎样的呢？（重点内容，理解、记忆）：

［学习活动］

1．写出光合作用的总反应式：                

2．比较光合作用的两个阶段：

	光反应阶段	暗反应阶段
所需条件
进行场所
物质变化
能量转换
联  系

3、考一考：

（1）光合作用的过程可分为光反应和暗反应两个阶段，下列说法正确的是（D ）

A．叶绿体的类囊体膜上进行光反应和暗反应

B．叶绿体的类囊体膜上进行暗反应，不进行光反应

C．叶绿体基质中可进行光反应和暗反应

D．叶绿体基质中进行暗反应，不进行光反应

（2）在光合作用过程中 不属于暗反应的是（C ）

A．CO2与五碳化合物结合              B．三碳化合物接受ATP释放的能量

C．H2O的氢传递NADP+               D．NADPH的氢传递给三碳化合物

（3）光合作用的光反应为暗反应提供的必需物质最正确的一项是　（C　）

A、O2和能量　　　　　　　　　    B、ATP和［H］

C、NADPH和ATP　　　　　  　 D、NADP＋和ATP

问题4：根据光合作用的反应式，说出影响光合作用强度的主要因素有哪些？（理解）

［学习活动］光合作用强度：　          　          　          　                                    

            影响因素：　          　          　          　          

1、考一考：

（1）当把一盆在室外生长的植物移到黑暗的房间中，则（ B  ）

A、C3上升、C5下降和（CH2O）上升       B、C3上升、C5下降和（CH2O）下降

C、C3下降、C5上升和（CH2O）下降       D、C3下降、C5下降和（CH2O）上升 

（2）当把一盆在室外生长的植物移到黑暗且密闭性能良好的房间中，则（ C  ）

A、C3上升、C5下降和（CH2O）上升       B、C3上升、C5下降和（CH2O）下降

C、C3不变、C5不变和（CH2O）下降       D、C3不变、C5不变和（CH2O）不变

问题5：你能完整的默出光合作用的图解吗？

三、学习检测

[基础题]

1、在进行绿叶中色素的提取和分离实验时，不能让层析液没及滤液细线的原因是（C   ）。

A．滤纸上几种色素会扩散不均影响实验效果    B．滤液细线会变粗而使色素太分散

C．色素会溶解在层析液中，使实验结果不明显   D．滤纸上的几种色素会混合起来不分散

2、叶绿体是植物进行光合作用的细胞器。下面有关叶绿体的叙述中，正确的是（ A ）。

A．叶绿体中的色素都分布在囊状结构的薄膜上   B．叶绿体中的色素分布在外膜和内膜上

C．光合作用的酶只分布在叶绿体基质中   D．光合作用的酶只分布在外膜、内膜和基粒上

3、光合作用的光反应为暗反应提供了（ C  ）。

A．［H］和ADP      B．和ATP      C．［H］和ATP      D．和ADP

4、光合作用中，ATP转变成ADP的地方，是在叶绿体的（ D  ）。

    A．外膜上      B．基质中      C．色素中      D．类囊体的薄膜上

5、下列有关光合作用的叙述中，正确的是（ A  ）。

A．光合作用产生的（）中，碳和氧都来自   B．暗反应在细胞质基质中进行

C．光反应和暗反应都生成ATP        D．光反应是能量代谢，暗反应是物质代谢

6、的固定发生在绿色植物光合作用过程中的（ A  ）。

    A．有光或无光条件下           B．无光条件下

    C．有光条件下                 D．红光和蓝紫光条件下

7、在光照最强的夏季的中午，绿色植物的光合作用强度反而会下降。此时，细胞内、 及ATP含量的变化依次是（ B ）。

    A．增加、减少、减少              B．减少、增加、增加

    C．减少、增加、减少              D．增加、减少、增加

8、光合作用可分为光反应和暗反应两个阶段，下列叙述中正确的是（ B ）。

A．光反应不需要酶，暗反应需要多种酶    B．光反应消耗水，暗反应消耗ATP

C．光反应固定二氧化碳，暗反应还原二氧化碳    D．光反应储存能量，暗反应消耗能量

9、某科学家用含的来追踪光合作用中的碳原子，证明其转移的途径是（ C ）。

    A．→叶绿素→ATP                  B．→三碳化合物→ATP

    C．→三碳化合物→（）       D．→五碳糖→（）

   [拓展题]

10、下图表示某种植物光照强度与光合作用强度的关系。P点的生物学含义是（ B ）

A．无光合作用，有呼吸作用

B．光合作用与呼吸作用达到动态平衡

C．无呼吸作用，有光合作用

D．光合作用与呼吸作用都不进行

11、下面叙述中，对于农田里的农作物来说，确保良好的      通风透光的不正确叙述是（ D　）

A、可充分利用光能   　   B、可增大光合作用面积　

C、可提高光合作用效率　  D、可提供较多的二氧化碳

12、对某植株作如下处理：① 持续光照10 min；② 光照5s后再黑暗处理5s，如此连续交替进行20 min。若其他条件不变，则在两种情况下，植株所能制造的有机物总量（ B  ）

A. ①多于②    B. ①少于②；    C. ①和②相等    D. 无法确定

13、 面积指数是指单位土地面积上植物的总叶面积，叶面积指数越大，叶片交错重叠程度越大。图表示叶面积与光合作用和呼吸作用两个重要生理过程的关系，则当叶面积指数大约为多少时对农作物增产最有利（ B ）

A. 2           B. 5           C. 7          D. 9

14、右图曲线表示农田中Ⅰ昼夜温度变化；Ⅱ光照强度；Ⅲ植物吸收CO2的变化，请判断下列说法中不正确的是（ C ）

A. 在Ⅲ曲线与时间轴交点c和e时，光合作用吸收的CO2和呼吸作用释放的CO2量相等。

B. a点的形成是由夜间的低温造成的

C. 在从时间轴上的c点开始合成有机物，到e点有机物的合成终止。

D. 增大曲线Ⅲ与时间轴所围成的正面积措施包括提高光照强度，CO2浓度和充足的水分供应