4.1 光合作用 第1课时（教学设计）生物北师大版2024七年级上册

第4章 绿色开花植物的生活方式 第1节　光合作用 第1课时 科学家光合作用的探索历程 年级 七年级 授课时间 1课时 课题 第1节 光合作用 第1课时 科学家光合作用的探索历程 教材分析 一、教材定位分析 北师大版初中《生物学》七年级上册新教材版本 单元主题：绿色开花植物的生活方式 课时定位：光合作用这节的起始课，通过科学史揭示光合作用的本质。 二、教材内容分析 1. 以科学家探索历程为主线，依次呈现： 海尔蒙特（柳树实验）→ 普利斯特利（蜡烛与小鼠实验）→ 英格豪斯（光照作用）→ 萨克斯（淀粉检测） 2.旁栏补充：教材可能包含“科学方法”“STS”（科学-技术-社会）等栏目，强调实验设计与科学精神。 教学目标 【知识目标】 1.了解科学史，掌握光合作用研究历程中的关键科学家及其贡献（如海尔蒙特、普利斯特利、英格豪斯、萨克斯等）。 2. 理解实验设计，能简述经典实验（如柳树实验、蜡烛与小鼠实验等）的原理、现象及结论。 3. 初步认识光合作用，通过科学史归纳光合作用的反应场所、原料、产物及条件。 【素养目标】 1.科学思维 通过分析科学家的实验，培养逻辑推理能力（如对照实验设计、变量控制）。体会“提出问题→设计实验→验证假说”的科学探究方法。 2. 科学探究 学习如何从实验现象中得出结论，并认识技术进步（如同位素标记法）对科学发展的推动作用。 3. 社会责任 认识光合作用对地球生态的意义，树立可持续发展观念。 教学重、难点 【教学重点】 1.了解科学史，掌握光合作用研究历程中的关键科学家及其贡献（如海尔蒙特、普利斯特利、英格豪斯、萨克斯等）。 2. 理解实验设计，能简述经典实验（如柳树实验、蜡烛与小鼠实验等）的原理、现象及结论。 3. 初步认识光合作用，通过科学史归纳光合作用的反应场所、原料、产物及条件。 【教学难点】 1.实验设计的逻辑理解：学生可能难以理解早期实验中变量的控制（如海尔蒙特未考虑空气的作用）。 2. 抽象概念的转化：如鲁宾与卡门的同位素标记法，需结合化学知识理解氧气来源的证明过程。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 新课导入 一棵小树长成参天大树，质量比原来增加几百甚至几千倍，它的食物是什么呢？它又是如何获取食物的呢 结合生活经验回答问题，提出猜想（如“植物靠阳光长大”“需要土壤和水”等等。 新知探究 一、科学家探索光合作用的历程 【任务一：同学们讲解光合作用探索历程】 让我们一起穿越回去寻找探索光合作用的历程，小组代表上来到抽奖箱抽取人物头像（海尔蒙特、普利斯特利、英格豪斯、萨克斯），抽取到相关人物的同学变身为相应的科学家，负责将该科学家在光合作用的探索和实验流程告知大家，也可尝试将自己研究中的亮点和不足分析给同学们。 【教师任务】 （1） 实验流程由同学们讲解，老师适时提问（如海尔蒙特实验中增重的物质从何而来；为什么植物能够净化空气等等，如果学生代表能提出到位的问题，也可将课堂更多地交给学生），如有知识性错误及时指出。 （2） 同学们有不解之处，老师适时引导，帮助更好理解相关实验要点。 （3） 帮助小科学家们衔接，避免枯燥记忆，让课堂渗透科学思维。 （4）对于没有分配任务的两个知识点（1782年瑞士瑟讷比埃：植物在光下放出氧气的同时，还要吸收空气中二氧化碳。 1804年瑞士索绪尔：绿色植物在光下同时还要消耗水。），老师在讲解时，要承上启下，启发大家去思考光合作用需要什么，又能产生什么？ 一．海尔蒙特的柳苗之谜 2． 普利斯特利实验 三．英格豪斯实验 四．萨克斯实验 【任务二：师生共同总结】 非常感谢几位科学家穿越回来告诉我们光合作用发现的艰苦历程，科学家们都诚恳地分析了自己研究的亮点和不足，下面让我们站在巨人的肩膀上，总结梳理光合作用是怎么一回事呢？光合作用要用什么？能产生什么？ 师生共同梳理光合作用流程，总结光合作用的条件是光，原料：二氧化碳和水，产物：淀粉和氧气 快速进入角色，化身科学家，客观地描述并评价相关实验。 为上台讲解实验的同学，静心融入课堂，梳理科学家探索历程，不断形成自己的观点，并学会对比和总结。 在实验一中，要会自己总结结论，当然也要辩证思考这个实验的 局限性。 在普利斯特利的实验中要读懂实验一和实验二的过程，理解结论“植物净化空气”，虽然大家现在都知道这个净化是指产生了氧气，但是也不可磨灭这个实验当时存在的价值。 英格豪斯实验的重大突破发现光合作用需要光。 萨克斯实验是重点也是难点，要理解暗处理的目的，并且其中有跨学科的知识，淀粉遇碘变蓝。 师生合作，对光合作用的认识有一个雏形，为下一节课的验证实验课打下基础。 课堂小结 板书设计 4.1 光合作用 1.科学家探索光合作用的历程 海尔蒙特（1648）→ 水是植物生长的原料 普利斯特利（1771）→ 植物更新空气 英格豪斯（1779）→ 需要光照 萨克斯（1864）→ 产生淀粉（光合作用产物） 暗处理的目的：消耗叶片中原有的淀粉 萨克斯实验的原理：淀粉遇碘变蓝 课后作业 1.________等科学家的实验使人们认识到，绿色植物在光照下不但能够释放氧气，而且能够合成淀粉等有机物（ ） A.海尔蒙特 B.普里斯特利 C.英格豪斯 D.萨克斯 【答案】D 【解析】萨克斯等科学家的实验使人们认识到，绿色植物在光照下不但能够释放氧气，而且能够合成淀粉等有机物,因此选D。 2．下列有关光合作用发现史的叙述中，不正确的是(   ) A.海尔蒙特通过实验说明水分和二氧化碳是绿色植物生长所需的主要物质 B.英国科学家普利斯特莱通过实验证明了植物可以更新空气 C.后来的科学家通过实验发现，动物呼吸产生的二氧化碳是绿色植物光合作用所需的物质之一 D.一些科学家通过实验发现，绿色植物必须在光下才能进行光合作用 【答案】A 【解析】海尔蒙特通过实验说明柳树生长所需的主要物质是水，A错误。 3.普利斯特利的系列实验不能说明(   ) A.绿色植物光合作用需要二氧化碳 B.绿色植物光合作用释放出氧气 C.蜡烛燃烧消耗氧气 D.绿色植物光合作用需要水 【答案】D 【解析】普利特利实验中，实验装置的设置中没有设置水这一因素，从该实验中不能得出绿色植物进行光合作用需要水这一结论，所以选D。 4．绿色植物光合作用发现历程的几个经典实验，下列有关叙述正确的是(　 ) A.海尔蒙特的实验说明柳树生长增重的物质主要来自土壤和水 B.普利斯特利的实验证明植物每时每刻都能更新污浊的空气 C.萨克斯的实验中，暗处理叶片的目的是消耗掉叶片中的氧气 D.光合作用是众多科学家通过无数复杂的实验逐渐认识的 【答案】D 【解析】 海尔蒙特的实验说明柳树生长增重的物质主要来自水，A错误；普利斯特利的实验要实现需在光下，B错误；暗处理是消耗叶片中的淀粉；C错误；光合作用确实是众多科学家通过无数复杂的实验逐渐认识的，D正确。 教学反思 科学史主线清晰，通过设计“如果你是科学家，如何验证光合作用需要光？”等假设性问题，引导学生模拟科学家的思考过程，部分学生能提出对比实验设计（如遮光vs光照），体现了科学思维的初步形成。科学家坚持不懈的故事（如萨克斯耗时10年验证光合产物），学生不仅学到知识，也感受到科学精神的重要性。学生参与不均衡，待突破点，如何让抽象的实验设计思维“可视化”“生活化”。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$