3.5绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡作业设计2023--2024学年人教版生物七年级上册

接或间接地为其他生物提供食物,参与生物圈的水循环,并维持碳氧平衡 4.3 绿色植物通过光合作用和呼吸作用获得生命活动必需的物质和能量,有助于维持生物圈中的碳氧平衡 4.3.1 绿色植物能利用太阳能(光能),把二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物,同时释放氧气 4.3.2 细胞能通过分解糖类获得生命活动所需的能量,同时生成二氧化碳和水 4.3.3 光合作用和呼吸作用原理在生产生活中有广泛的应用 4.3.4 植物可以为生物圈中的其他生物提供有机物和氧气 4.3.5 植物在维持生物圈中碳氧平衡方面具有重要作用 2.学业要求 (1) 运用植物光合作用、呼吸作用、蒸腾作用等方面的知识,解释生产生活中的相关现象。 (2) 从物质循环和能量变化的角度,阐明植物在生物圈中的作用。 (3) 设计单一变量的实验,探究关于植物生活的影响因素。 3.活动建议 (1) 实验探究活动:探究光合作用的条件、原料和产物。 (2) 调查与交流活动:调查生产中利用植物光合作用和呼吸作用原理的有关措施;讨论植物光合作用对碳中和的重要贡献,认同植树造林的重要意义。 (二)教材分析 1.知识框架 本作业设计选自人教版第三单元第五章内容,对应课标内容中“植物的生活”这一学习主题。为帮助学生逐步构建该主题下的概念体系,现将第三单元包含的六章内容进行简要的知识梳理(图 1),便于明确每章教学后需要形成的重要概念和整体把握每章之间的关系。而学生往往基于诸多生物学事实性知识,如“绿叶在光下产生氧气”“种子萌发时放出二氧化碳”等,形成相应的次位概念,进而形成重要概念,故再对第六章涉及的具体知识点进行梳理(图 2)。 图 1 “生物圈中的绿色植物”单元框架 图 2 “绿色植物与生物圈中的碳-氧平衡”章节知识框架 2.内容内在逻辑分析 人教版教材第三单元“生物圈中的绿色植物”共六章内容,第一章介绍主要的植物类群,帮助学生理解植物种类的多样性及其与环境的相互适应。接着选取其中有代表性的被子植物为例,介绍其完整的生命周期,使学生从整体上认识绿色植物的一生,了解其纷繁复杂的生命活动。然后再着重介绍绿色植物三种重要的生命活动,凸显绿色植物在生物圈的重要性。具体来说,第三章通过对蒸腾作用的介绍,帮助学生理解绿色植物在水循环乃至物质循环中的作 用;第四章通过对光合作用的部分介绍,帮助学生理解绿色植物在制造有机物中的作用;第五章接着介绍光合作用,并与呼吸作用中的物质变化和能量变化相联系,帮助学生理解绿色植物在碳氧平衡中的作用,至此学生全面地理解绿色植物在生物圈中的重要性。第六章介绍我国植被面临的主要问题,进而结合前六章内容,引导学生保护植被。 其中第五章的主要内容有绿色植物通过光合作用吸收二氧化碳释放氧气、绿色植物及其他生物通过呼吸作用释放二氧化碳及两大生理活动的原理在生产生活中的应用。通过追溯科学史上的经典实验、设计相关探究实验,帮助学生从知识层面理解两大生理作用中的物质变化和能量变化,构建“碳氧平衡”概念图(图 3),从情感上树立爱护植被、低碳生活的观念。故该章节适于作为一个教学单元和作业设计单元。 图 3 “碳氧平衡”概念图 (三)学情分析 在本章之前,学生已经学习了植物细胞的基本结构以及叶片的结构,对叶绿体和线粒体的功能有了初步认识,对其中发生的神奇变化具有浓厚的探究兴趣。通过小学科学课程的学习,学生对空气的组成及氧气和二氧化碳的化学性质有一定的了解,这为两大生理作用中的物质变化和碳氧平衡的学习奠定基础;科学课上接触了常见的能量形式,学生对相对抽象的“能量”有了解又感觉很神秘,这为将要学习的能量变化奠定基础。 此外,七年级的学生具有良好的动手能力,乐于开展一定强度和范围的探究活动。他们在比较、归纳等科学思维方法上有一定的基础,基本能流畅表达所思所想,需要在教师的引导下,借助实探究实验、社会实践、小组讨论等机会,进一步发展分析、综合等理性思维。同时七年级学生开始关注周边事件和现象并充满好奇心,渴望参与社会议题(如作物增产问题)的讨论,这都为作业设计提供了良好的基础。 三、单元学习和作业目标 (一)单元学习目标 结合课标要求、学习内容和学习活动的分析,制定本单元的学习目标如下: 学习内容 学习活动要点 次位概念 单元学习目标 课时 1:科学史上有关光合作用发现历程的经典实验和相关探究实验 逐步分析各位科学家的实验设计方案,指出变量,分析现象和结果,明确光合作用的条件、场所、原料和产物, 建构概念模型 绿色植物能利用太阳能(光能),把二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物,同时释放氧气 1. 能准确描述“光合作用” “呼吸作用”的概念; 2. 结合科学史上的经典实验,通过对实验方案的讨论、分析,说明实验设计的单一变量、对照等原则,发展比较、归纳、分析、综合等科学思维,形成一定的科学探究能力,以