幻燈片用于“光合作用的原理和運(yùn)用”的課堂教學(xué)

周大剛 岳良舉

根據(jù)人教版高中課程標(biāo)準(zhǔn)對“光合作用的原理和運(yùn)用”教材結(jié)構(gòu)的分析，將教材中5幅插圖全部制作成幻燈片，用于課堂教學(xué)，有利于教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)的突破。

一、教材中的教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)

在人教版高中《生物》教材的第五章“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”的內(nèi)容中，安排了 “光合作用的原理和應(yīng)用”[1]的教學(xué)內(nèi)容，這一內(nèi)容緊緊圍繞第五章“細(xì)胞的能量供應(yīng)和利用”為主題而設(shè)定，地位重要，又在教學(xué)中存在與其他學(xué)科之間聯(lián)系多，高一又未開設(shè)有機(jī)化學(xué)，因而成為第五章的教學(xué)難點(diǎn)，同時也是高考命題的重點(diǎn)。現(xiàn)將對本節(jié)內(nèi)容的教材結(jié)構(gòu)進(jìn)行解讀，呈給廣大讀者。

根據(jù)教材的編著特點(diǎn)，分析該教學(xué)內(nèi)容的重點(diǎn)有：光合作用的發(fā)現(xiàn)及研究歷史；光合作用過程中光反應(yīng)、暗反應(yīng)的區(qū)別；光反應(yīng)、暗反應(yīng)的聯(lián)系。難點(diǎn)有：光反應(yīng)、暗反應(yīng)的過程及聯(lián)系；探究影響光合作用強(qiáng)度的環(huán)境因素(探究性實(shí)驗(yàn))。根據(jù)對教材的重點(diǎn)和難點(diǎn)分析，確定教學(xué)中的三維目標(biāo)。

二、確定三維目標(biāo)

由于本節(jié)內(nèi)容為2課時，根據(jù)教材的具體內(nèi)容，結(jié)合重點(diǎn)和難點(diǎn)，教學(xué)中的三維目標(biāo)如下：

1.知識目標(biāo)

通過介紹多位科學(xué)家對光合作用的探究歷程，體驗(yàn)科學(xué)家每項(xiàng)科研成果的取得都必須付出艱辛的勞動，強(qiáng)化對科學(xué)家科研成果的珍重，從而認(rèn)識環(huán)境因素對光合作用的影響；通過人工控制環(huán)境因素中光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度介紹，認(rèn)識增加農(nóng)作物產(chǎn)量應(yīng)采取的措施；通過化能合成作用的學(xué)習(xí)，認(rèn)識自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物的本質(zhì)區(qū)別。

2.情感態(tài)度和價值觀的目標(biāo)

通過以科學(xué)家對光合作用先后研究的時間為序，認(rèn)同科學(xué)與技術(shù)的相互支持；認(rèn)同科學(xué)是在不斷觀察、多次實(shí)驗(yàn)探索中前進(jìn)的，是科學(xué)家在繼承前人科研成果的基礎(chǔ)上開拓創(chuàng)新、踐行科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度的結(jié)果；認(rèn)同科學(xué)家是平凡而偉大的人；認(rèn)同自己將來通過努力，也可以成為一名科學(xué)家。

3.能力目標(biāo)

科學(xué)家對光合作用過程的探究實(shí)驗(yàn)，厘清對比實(shí)驗(yàn)和對照實(shí)驗(yàn)的區(qū)別；學(xué)會科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，控制自變量來觀察因變量的變化；學(xué)會提取和分離色素的方法，在本節(jié)內(nèi)容的資料分析、思考與討論、實(shí)驗(yàn)探究等問題討論中，注重語言表達(dá)能力和分享信息能力的培養(yǎng)。為了達(dá)到以上的目標(biāo)，建議采取以下教學(xué)策略。

三、課堂教學(xué)策略

“光合作用的原理和運(yùn)應(yīng)用”的教學(xué)策略定位：以科學(xué)家的實(shí)驗(yàn)設(shè)計思想，引領(lǐng)“光合作用的探究歷程”教學(xué)， 通過制作教材中的“圖5-12普利斯特利的實(shí)驗(yàn)、圖5-13證明光合作用產(chǎn)生淀粉的實(shí)驗(yàn)、圖5-14卡爾文的肖像、圖5-15光合作用過程的圖解、圖5-16電子顯微鏡下的一種硝化細(xì)菌”共計5張幻燈片，引導(dǎo)學(xué)生識圖和釋圖，準(zhǔn)確說出圖中包含的生物學(xué)知識，有利于圖文轉(zhuǎn)換能力的培養(yǎng)，以此來實(shí)施“光合作用過程”的教學(xué)，使難點(diǎn)得到突破。

在“光合作用的原理和運(yùn)用”的教學(xué)內(nèi)容中，由于有2個教學(xué)難點(diǎn)，一課一難點(diǎn)，共安排2課時完成，第一課時：光合作用的探究歷程(重點(diǎn))→光合作用的過程(難點(diǎn))；第二課時：光合作用原理的應(yīng)用(環(huán)境因素對光合作用的影響，難點(diǎn))→化能合成作用。

1.光合作用的探究歷程

在介紹該內(nèi)容之前，先處理好光合作用的概念，教學(xué)流程為：提問初中的光合作用相關(guān)知識→再現(xiàn)初中文字描述的反應(yīng)式→教師板書(或?qū)W生板書)→引導(dǎo)學(xué)生用反應(yīng)式說出光合作用概念的不同描述→與教材中光合作用的概念形成對比→學(xué)生朗讀教材中光合作用的概念(黑體字)→教師要求學(xué)生記住反應(yīng)式。

在“光合作用的探究歷程”中，主要向?qū)W生介紹每位科學(xué)家對光合作用研究方法及其成果，尤其是每位科學(xué)家用科學(xué)實(shí)驗(yàn)思想及理性思維正確看待和分析不同時代背景(技術(shù)手段的應(yīng)用)取得的成果，同樣是一個偉大的成果，從而推動了光合作用研究的歷史進(jìn)程，研究方法呈現(xiàn)出由簡單到復(fù)雜的趨勢，體現(xiàn)了技術(shù)手段的進(jìn)步對生命科學(xué)研究的支持，以時間為順序，總結(jié)科學(xué)家的研究成果(見表1)。

表1 不同年代科學(xué)家對光合作用的研究方法及其成果表

在表1中，同位素標(biāo)記法的2個實(shí)驗(yàn)都是經(jīng)典的。先進(jìn)技術(shù)手段的應(yīng)用，標(biāo)志著科學(xué)研究能力的提升。魯賓和卡門在科學(xué)研究中，在研究方法上得到了先進(jìn)技術(shù)手段的支持。

2.光合作用的過程

由于高一未開設(shè)有機(jī)化學(xué)課，學(xué)生無法知道什么是C5，C3化合物，教師只能簡要說明，它們分別是含有5個、3個碳原子的有機(jī)物。如熟悉C6H12O6，為六碳化合物，因?yàn)樘际怯袡C(jī)化合物的骨架，其他原子未標(biāo)出。這樣的介紹，使該內(nèi)容的教學(xué)難度降低了。

教學(xué)思路：教材展示圖1所制作的幻燈片(該圖讓教學(xué)難點(diǎn)一目了然，光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的發(fā)生部位、條件定性更準(zhǔn)確，更有利于難點(diǎn)的突破)→引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，在葉綠體中，光反應(yīng)階段的發(fā)生部位、條件、物質(zhì)和能量的變化→引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)，在葉綠體中，暗反應(yīng)階段的發(fā)生部位、條件、物質(zhì)和能量的變化→展示教材中P103頁圖5-15所制作的幻燈片(強(qiáng)化對光合作用過程的理解，進(jìn)一步加強(qiáng)圖文轉(zhuǎn)換的教學(xué)，突破教學(xué)難點(diǎn)，也有利于光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的對比)→學(xué)生找出光反應(yīng)階段和暗反應(yīng)階段的區(qū)別和聯(lián)系→教師引導(dǎo)，進(jìn)一步形成表格，使知識更加具有系統(tǒng)性。

3.光合作用原理的應(yīng)用

環(huán)境因素對光合作用強(qiáng)度的影響，是第二課時教學(xué)中的一個難點(diǎn)，教學(xué)策略為：展示本文中全部插圖制作的幻燈片，引導(dǎo)學(xué)生思考，特別要注意邏輯推理，其一，如果光反應(yīng)階段沒有光，將會帶來什么樣的后果(水不能光解→[H]不能產(chǎn)生、ATP不能形成→暗反應(yīng)階段C3不能還原→(CH2O)不能生成→光合作用停止)？其二，在圖中，如果暗反應(yīng)階段停止CO2供應(yīng)，又會帶來什么樣的后果(C3不能形成→(CH2O)同樣不能生成→光合作用也會停止)？其三，光合作用整個過程中的化學(xué)反應(yīng)，始終都有酶的催化，溫度高低同樣影響化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行，同樣導(dǎo)致光合作用強(qiáng)度下降，甚至停止。從而認(rèn)識環(huán)境因素對光合作用的影響，通過人工控制環(huán)境因素中光照強(qiáng)度、溫度、CO2濃度，大棚蔬菜的栽培，要處理好這3個重要的外界因素，才能增加蔬菜的產(chǎn)量。

教材中“探究環(huán)境因素(光照強(qiáng)度)對光合作用強(qiáng)度的影響”實(shí)驗(yàn)，特別要注意自變量(光照強(qiáng)弱的控制方法)改變來觀察因變量(單位時間內(nèi)葉片浮起的數(shù)量)的變化，并對可能的實(shí)驗(yàn)結(jié)果作出預(yù)測。

4.化能合成作用

本內(nèi)容較簡單，根據(jù)教學(xué)時間，可安排學(xué)生自學(xué)，只提出要求：能區(qū)別自養(yǎng)生物與異養(yǎng)生物的異同、化能合成作用與光合作用的異同即可。

[1]朱正威,趙占良.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書:生物?必修1?分子與細(xì)胞[M].北京:人民教育出版社,2007.