“光能在叶绿体中的转换”一节的教学设计

2022-04-07 08:39:48 | 浏览次数：

1　设计思路

本节教学设计内容是光能在叶绿体中的转换，是必修本有关知识的加深和扩展，教师利用学生已有的知识结构来探索新知识，以充分发挥学生的主体作用和教师的主导作用作为理念，采用直观的教学手段把抽象、难于理解、瞬时发生的微观变化形象化、动态化，进行模拟展示。教师只是提供相关的资料和材料(如多媒体课件、问题的设置)，通过不同问题的引导，让学生独立观察发现、探索交流并归纳总结，从而知道光能在叶绿体中转换电能，进而转换成活跃的化学能的过程，进一步了解ATP和NADPH中活跃的化学能在暗反应中转换为储存在糖类等有机物中稳定化学能的过程．从而培养学生的科学思维和观察能力，强化学生的求知意识。

2　教学目标

2．1 知识目标

学生运用高一已学过的光合作用过程和叶绿体的知识，并通过观察分析示意图和相关资料，知道光能在叶绿体中如何转换成电能，进而转换成活跃的化学能，以及NADPH和ATP中活跃的化学能如何转换为储存在糖类等有机物中稳定化学能的过程。

2．2 能力目标

(1)通过光合作用过程中能量转换的示意图，学会利用图文资料进一步理解和获取生物科学基础知识的能力。

(2)借助对示意图的观察和问题的思考，提高科学判断、推理等思维能力和观察力。

(3)通过对光合作用过程中能量在叶绿体中转换的3个步骤示意图的叙述，培养学生的语言表达能力。

(4)在学习光合作用中的能量转换过程后，学会运用新知识解决和分析实际问题，理论联系实际的能力。

2．3情感目标

通过学生对示意图的观察、分析与讨论，提高他们的合作精神和认真探索知识的严谨科学态度，并激发他们学习生物科学的兴趣及热情。

3　重点、难点分析

3．1 教学重点

光合作用是地球上几乎一切生物的存在、繁荣和发展的根本源泉，弄清其机理，在理论和生产实践中有着重要意义，进一步阐明能量的变化是如何由光能转换成电能，再由电能转换成活跃的化学能。

3．2教学难点

光合作用过程中的能量在叶绿体中的转换是一个非常复杂、抽象、快速的过程，并蕴含着许多物理、化学变化和原理，在教学中教师如何把这个过程直观形象地呈现，以帮助学生理解。

4　课前准备

教师将学生分成4组，其中每组有一个学生来记载本组所得星星的颗数。

5　教学方法

针对教学内容和教学目标，选择教学模式为：提出问题——观察现象——分析探索——交流讨论——得出结论。

6　教学手段

(1)教师指导学生预习本节内容时，参照教材中提供的示意图，运用已有的知识对重点内容进行分析，得出结论。

(2)教师讲解，可用板书的形式总结能量的转化方向。

(3)播放多媒体课件：光能在叶绿体中的转换。

7　课时安排

1课时。

8　教学过程

8．1 导入新课

家事、国事、天下事、事事关心。2005年国家提出了构建社会主义和谐社会的宗旨，要完成和谐社会的建设，必须解决好人类存在的人口、粮食、资源、环境和健康等五大问题，其中粮食危机对人类的生存和发展产生着严重的影响。我们知道：光合作用是自然界最基本的物质代谢和能量代谢，它不仅是整个生物界生存、延续和繁荣的基础，也是人类生存、发展的基础。要解决好粮食危机，对光合作用中能量转换和物质变化的深入研究是很有必要的，这节课就和同学们一起来讨论光合作用中的能量转换过程，即光能在叶绿体中的转换。

8．2 复习知识，教师引导学生发现问题

教师利用多媒体展示问题：请同学们回忆必修教材有关光合作用的内容，边展示边提问：

什么是光合作用?

光合作用的场所在何处?

叶绿体中光合作用色素的种类有哪些?

光合作用的基本过程及主要变化是什么?

第四个问题同学们回答时会将能量转换的3个阶段说出来，然后教师紧接着问是不是绿色植物在进行光合作用过程中只发生着这3种能量转换呢?(设疑，给出实验阅读材料。)

光能转换成电能的转换步骤是本课时教学内容中的重点和难点。教师把这一抽象微观的变化转变成直观的现象，更易于学生的理解和进一步深入探索。教师先引导学生阅读一份资料。一篇获得中学生物百项论文一等奖中的生物小实验论文，具体内容是：利用一台正负电荷检验器，贴近在室内生长的花卉以及在室外生长的植物的茎、叶后，检验结果发现有些植物带有负电荷，还有的植物未有此现象；经进一步检测在早、中、晚不同时段植物的带电情况，同时对室内花卉进行暗处理后做对照检测，结果发现：一些茎叶宽大的植物在有光的情况下均带有负电荷，并且在一天当中以中午和下午3时左右带电最强，无光情况下所有的植物都不带电。

这段资料把抽象化的能量转变成了具体化的实验现象，学生在对资料简单分析的基础上得出植物在光合作用过程中能够把光能转换成电能的结论。教师再启发学生回忆在必修教材学习中已知的能量转换过程，与新获得的知识结合得出结论：光能→电能→活跃的化学能→稳定的化学能。教师并引导学生思考推导出光能在叶绿体中转换的3个步骤的发生部位及反应阶段的物质变化，进入下面的3个研究主题。

①光能转换成电能。

教师引导学生观察探索。围绕学生得出的结论“光能转换成电能”，教师提醒学生复习回忆叶绿体结构，特别是与光能的吸收、传递和转换有关的色素的种类、功能和位置以及与光合作用有关的酶的位置，在学生阅读教材中有关色素内容的基础上，从色素的功能方面对各种色素进行分类总结。

教师引导学生观察探索。在提出“光能是如何转换成电能”的问题后，教师组织学生进行探索。首先教师利用多媒体多次展示光能转换成电能的动画示意图，要求学生反复观察，引导学生通过对示意图的观察并阅读课本相应内容、分析、讨论，依次解决学生学案中知识一的问题(见学案部分)。

教师小结，对学生回答的正确性给予校正，然后对各组的星星数进行统计，对学生进行鼓励。多次引导学生进行思维发散与开拓，学生自我探索解决光能转换成电能的过程后，教师要求学生分析回答氧气的来源和产生的原因，回忆氧气来自于水的光解的发现过程和方法。另外教师还启发学生思考绿色植物这种独有的现象在不同领域特别是宇宙空间、国防现代化和能源发展等方面的广阔应用和研究前景，鼓励学生各抒己见，用新的视角去看待和思考光合作用，把学生思维的积极性充分调动起来，这是拓宽学生思维，激发学生的创造思维和学习兴趣的有效环节。

同时教师提出水的光解中电子的传递和氢离子

的去路的问题，以此进入第二个研究主题，即电能转换成活跃的化学能。

②电能转换成活跃的化学能。

在叶绿体的囊状结构的薄膜上发生的能量转换的2个步骤，由光能转换成电能，由电能进一步转换成活跃的化学能是连续不可分割的过程。这一转换步骤可借助光合作用中形成NADPH和ATP的示意图和对教材中资料的阅读，引导学生分析、讨论、依次解决学生学案中知识二的问题(见学案部分)。

教师小结：要求学生在观察的基础上，判断、推理、讨论后得出结论，对学生回答的正确性给予校正，并结合多媒体课件进行前2个过程的总结，也即光合作用的光反应阶段。

③活跃的化学能转换成稳定的化学能。

在暗反应阶段活跃的化学能转换成稳定的化学能这部分内容是学生在必修教材中已经学到的知识．教师需要在学生原有的知识基础上，通过教学，使学生达到温故知新的目的，解决学生学案中知识三的问题(见学案部分)。

教师使学生回忆ATP在细胞内数目不多并容易水解释放高能磷酸键所储存的能量的特点，同时介绍NADP~很容易与氢结合而被还原，在需要氢的反应中，也很容易与氢分离的特性。教师通过提问的方式强调与必修教材中的有区别的知识内容。

教师小结：统计本堂课中各学生小组的星星数，进行鼓励，使他们充分体会团队合作精神。

8．3课堂小结

教师要求学生描述光能在叶绿体中转换的全过程。

教师归纳总结，在分别学习探索光能在叶绿体中的转换的3个步骤后，依据教材中插图，要求学生完整叙述在光合作用中能量转换的全过程，引导学生进行前后知识比较，发现光合作用中能量转换和物质变化的相互联系、不可分割、同时进行的关系，以运动变化和联系的观点深入理解光合作用的实质即能量转换和物质变化的过程，从而全面深刻地掌握知识，并锻炼能力。

9　教学目标巩固

1．叶绿体中光能转换成电能时，电子的最终来源及最终受体分别是(　)

A．叶绿素a NADPH

B．H²O NADP⁺

C．叶绿素a NADP⁺

D．H²O NADPH

2．在暗反应过程中，NADPH的作用是(　)

A．为C³化合物还原提供能量

B．还原C³化合物

C．与ATP的作用完全相同

D．A和B两项都是

3．在甲、乙2个密闭的玻璃钟罩内，分别喂养同种生物状况相似小鼠各一只和长势良好的同样绿色植物各一盆。与甲罩不同的是，乙罩内多了一杯氢氧化钙溶液。将2玻璃罩同时放在阳光下一段时间后，甲、乙2个钟罩内的小鼠和植物各发生了什么变化?分析产生此现象的原因。