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课题：光合作用的研究历史 执教教师：高境一中 许清 执教班级：高二（4） 执教时间：2010.11.15下午第六节 一、教学设计思路 光合作用被称为“自然界中最重要的化学反应”，是生命科学的重要研究领域，也是上海市二期课改高中生命科学新教材中的主要内容，位于高中教材第一册第四章第二节。在初中初步了解植物光合作用现象的基础上，高中《光合作用》章节安排了“光合作用的研究历史”、“叶绿体及其色素”、“叶绿体色素的提取和分离试验”、“光合作用的过程”、“影响光合作用的因素”等教学内容，从分子水平阐述光合作用过程中重要的物质变化和能量转换。光合作用的研究历史是其中的第一课时。 “光合作用的研究历史”内容的教学，学生从科学家百多年的研究历程体会科学发现的艰感受科学研究方法的重要教材上介绍历史非常经典， 请学生思考如何质疑权威的观点？ 思考，发表观点。 培养学生不迷信权威，敢于质疑的科学精神。科学的结论需要以严谨的实验为基础，用事实来证明。 2、1642年赫尔蒙特的柳树实验 媒体展示1642年赫尔蒙特的柳树实验过程及现象，引导学生分析： 1、通过柳树实验，能得出什么结论？这个实验为何能证明亚里士多德的观点是错误的？ 2、以我们当代人的认知分析，你认为赫尔蒙特忽视了哪个重要的物质条件？这个条件又是到何时被引起重视了？ 观看课件 学生思考、讨论、分析相关问题 让学生感悟实验研究的重要性。。 知道在实验过程中需要控制变量和设置对照的实验原则。 3、1771年普利斯特列的实验 1779年英格豪斯的实验 媒体展示1771年普利斯特里钟罩实验，引导学生分析： 1、该实验可以得出什么结论？实验中有没有设置对照组？控制变量？ 2、许多科学家重复普利斯特利的实验时，有时成功有时失败，失败最可能的原因是什么呢？ 3、哪位同学知道普里斯特列指出的“能净化空气”的那个物质是被哪位化学家命名的？ 媒体展示英格豪斯的实验，观察到的实验现象及得出的结论。 1785年人们认识到光合作用放出O2，吸收CO2 通过对实验现象的分析，得出实验结论，思考并讨论当时实验设计中的不足 再次理解实验设计原则。 并学习对实验失败原因的分析，反思实验设计方案中的不足。 感受历代科学家坚韧不拔的精神。 4、1864年萨克斯的验证植物在光下产生淀粉的实验 1880年恩格尔曼的水绵实验 植物的光合作用除了释放氧气还产生了什么物质呢？ 视频播放“植物在光下制造淀粉”的实验。引导学生讨论： 1、植物暗处理的目的是什么？ 2、为什么同一叶片一半曝光，一半遮光？ 3、实验的结论是什么？ 简介恩格尔曼的水绵实验，证明光合作用在叶绿体中进行。 请学生写出光合作用的反应式 提问：光合作用研究到这里，你觉得还有疑问吗？ 讨论、分析实验中的三个主要问题 回顾光合作用的研究历史，写出当时状况下能总结出的光合作用的反应方程式 （注意原料、产物、条件的书写完整） 产生新问题，激发揭秘光合作用“暗箱”的探究欲 通过对实验设计方案、实验过程中主要问题的讨论，体验科学实验的严谨性和创意性，培养学生严谨的科学态度。 鼓励大胆质疑，勇于探究的科学精神 5、1939年鲁宾和卡门(美国）实验 20世纪40年代卡尔文实验 如何揭秘光合作用“暗箱”呢？（这里看学生当堂会提出什么疑问，教师引导讨论：光合作用产生的O2来自于原料中的水分还是CO2？） 引导学生对特定问题的解决进行假设和讨论：怎样跟踪原子的走向？ 媒体展示：介绍鲁宾和卡门的实验，介绍同位素标记法，引导分析实验结论。 组织思考和小组讨论：用何种实验方法能证明光合作用过程中CO2是光合作用的原料？ 简介卡尔文实验 根据已学知识或经验设想和讨论原子的跟踪方法。 了解同位素示踪法的原理，理解鲁宾和卡门的实验设计逻辑，分析实验结论 小组合作讨论：证明CO2变化的实验方法和方案 帮助学生体会科学技术的发展对生命科学研究的重要作用，感悟在科学研究过程中学科之间相互渗透交叉的价值所在。 引导学生崇尚科学，欣赏科学创意之精妙。 尝试应用实验设计原则，设计实验方法和方案。 总结 光合作用研究历史中的几个经典实验方案，让我们感受和学习了实验设计的方法、原则、原理，并学会科学地分析实验现象和结论，学会反思和质疑。 在粮食紧张、人口爆炸、气候变暖的今天，你觉得光合作用的研究又该朝向什么方向？请你进行大胆的设想 归纳、总结 大胆设想光合作用未来的研究方向？ 结合社会发展中遇到的粮食等困境问题，充分发展想象力，寻找科学研究的新方向。 教学反思 “光合作用的研究历史”这节课的教学，要求教师侧重在追溯历史的过程中，注重让学生体验科学探究的过程和方法，感悟科学发现过程中科学家所表现的大胆质疑、严谨求证、实事求是