5.3.1 光合作用（二、光合作用的原料）（教学设计）生物冀少版2024八年级上册

该初中生物学教学设计聚焦光合作用的原料（二氧化碳和水），通过播放海尔蒙特实验动画视频导入，承接上节课“光合作用的产物与条件”，引导学生分析实验不足（未考虑空气成分），搭建“从已知到未知”的探究支架。 以“实验探究”为主线，通过二氧化碳对照实验（学生小组操作，分析变量与对照）、鲁宾和卡门同位素标记实验分析，培养科学思维与探究实践能力，结合农业增施二氧化碳实例落实态度责任。助力教师突破重难点，帮助学生建构生命观念，提升综合素养。

5.3.1 光合作用（二、光合作用的原料） 年级 八年级 授课时间 1课时 课题 第五单元第三章第一节 光合作用（二、光合作用的原料） 教材分析 本节课是冀少版八年级第五单元第三章第一节第三课时的内容，承接“光合作用的产物与条件”，聚焦“原料”这一关键要素。通过海尔蒙特实验、二氧化碳对照实验及鲁宾和卡门的同位素标记实验，逐步揭示光合作用的原料为二氧化碳和水，并深化对光合作用概念、实质及应用的理解。教材融合科学史、实验探究与农业实践，体现“从生活走向生物，从生物走向社会”的理念，为后续学习“碳氧平衡”和“绿色植物在生物圈中的作用”奠定基础。 学情分析 八年级的学生学生已掌握光合作用的产物（淀粉、氧气）和条件（光、叶绿体），对“对照实验”的设计有初步认知，但对“变量控制”和“实验推理”的严谨性仍需强化。此阶段学生逻辑思维能力初步发展，具备一定的观察、分析和归纳能力，但在实验设计的 “对照原则”“单一变量原则” 应用上仍需引导，独立设计完整实验方案的能力较弱。同时，学生对动手实验兴趣浓厚，乐于参与小组合作，但在实验操作的规范性和现象分析的深度上存在不足。 教学目标 【生命观念】 理解二氧化碳和水是光合作用的原料，建构 “光合作用是生物界物质和能量转化的核心过程” 的观念。 【科学思维】 通过分析光合作用的原料经典实验的现象和结果，培养归纳推理、逻辑分析的能力。 【探究实践】 通过小组合作完成实验设计方案，提升合作交流、方案优化的实践能力；参与模拟实验提高动手操作和观察记录能力。 【态度责任】 感受科学家通过不断探究揭示光合作用奥秘的过程，培养科学探究的严谨态度和创新精神；认识光合作用在农业生产中的应用，增强保护环境、珍惜植物资源的责任感。 教学重点、难点 【教学重点】 1.光合作用的原料的探究过程和结论。​ 2.实验设计中对照原则和单一变量原则的应用。 【教学难点】 1.理解 “水是光合作用原料” 的实验逻辑。​ 2.独立设计并优化 “探究二氧化碳是光合作用原料” 的实验方案。 教学过程 教学内容 教师活动 学生活动 温故而知新 展示温故而知新内容，鼓励学生快速说出答案，引领学生复习上一节课的主要内容。 1. 酒精易燃，应先在小烧杯中分装好酒精，再点燃酒精灯，而且一定要水浴加热。 2. 叶片见光部分变蓝色，说明叶片见光部分产生了淀粉，淀粉是光合作用的产物。 3. 叶片遮光部分仍为黄白色，说明遮光部分不能产生淀粉。可见，光是植物光合作用的必要条件。 4. 植物可以为生物圈中的其他生物提供有机物和氧气。 5. 氧气支持燃烧。一般通过是否可以使快要熄灭的木条复燃，来判断氧气的存在。 阅读题目，回顾上一节课的内容，快速说出自己的答案 新课导入 1. 播放海尔蒙特实验的动画视频，展示实验数据（柳树初始与最终重量、土壤重量变化）。 2. 提出问题：①柳树增重的物质主要来自哪里？②海尔蒙特认为 “来自水”，你认同吗？他的实验有什么不足？ 3. 引导学生思考：除了水，植物生长可能还需要什么物质（结合空气成分）？ 4. 目标导向：展示本节课的学习目标（核心素养）及教学重难点。 1. 观看视频，记录实验数据，小组讨论教师提出的问题。 2. 发表观点：多数学生可能认同 “来自水”，但少数学生可能提出 “来自空气”。 3. 分析实验不足：海尔蒙特未考虑空气中的物质（如二氧化碳）对植物生长的影响。 4. 齐读核心素养目标及重难点，明确本节课的学习任务。 探 究 新 知 寻证据.探究 1. 引导学生根据导入问题，提出 “光合作用的原料是什么” 的问题，做出“光合作用的原料是二氧化碳”的假设。 2. 展示实验装置图，讲解氢氧化钠的作用（吸收二氧化碳）、凡士林的作用（密封，防止空气进入），强调 “单一变量（二氧化碳）” 和 “对照原则（装置二为对照）”。 3. 提醒实验注意事项：氢氧化钠有腐蚀性，避免接触皮肤；酒精脱色需水浴加热，防止燃烧。 4. 组织学生观看实验视频，记录叶片颜色变化。 1. 小组讨论，提出问题与假设。 2. 观察装置图，记录实验变量与对照设计，明确实验步骤。 3. 分组操作实验（或观看视频），小心处理氢氧化钠溶液和酒精，记录现象。 一、探究光合作用的原料是二氧化碳 1.引导学生归纳总结实验步骤及实验结果和分析。 （1）实验步骤：设计对照实验→暗处理→光照→水浴加热→加碘染色→观察。 （2）实验现象及分析：装置一：不变色（黄白色），没有二氧化碳不能进行光合作用不能产生淀粉，所以不变蓝；装置二：变蓝，有二氧化碳，能进行光合作用产生淀粉，所以变蓝。 2.组织学生进行实验讨论并进行归纳总结： （1）本实验的变量是什么？氢氧化钠的作用是什么? 答：实验变量是二氧化碳，氢氧化钠的作用是吸收二氧化碳。 （2） 为什么设置两个装置? 答：设计对照实验。 （3） 为什么放在暗处一昼夜? 答：耗尽叶片内原有的淀粉。 （4） 如何检查叶片有无淀粉生成? 答：滴加碘液，因为淀粉遇碘会变成蓝色。 1. 小组汇报现象，分析原因，得出 “二氧化碳是原料” 的结论。 2. 回答追问，巩固实验设计原则与操作目的。 二、证明水也是光合作用的原料 1.提问：“水是否为原料”，引导学生思考：如何证明水参与光合作用？ 2. 介绍同位素标记法（简单解释 “¹⁸O 是一种特殊的氧原子，可追踪其去向”），展示鲁宾和卡门的实验设计与结果。 3. 引导学生分析：标记水时，氧气含 ¹⁸O，说明氧气来自水，即水也是光合作用的原料。 1. 思考 “证明水是原料” 的实验思路，尝试提出方案。 2. 倾听同位素标记实验的讲解，理解 “追踪氧原子去向” 的方法，分析实验结果，认同 “水是原料” 的结论。 三、光合作用的深化 1. 结合实验结论，总结光合作用的概念，强调 “光能、二氧化碳、水、有机物、氧气” 的关键要素。 植物能利用太阳能（光能），将二氧化碳和水合成为贮存了能量的有机物，同时释放氧气。 2. 用流程图展示物质转化和能量转化，帮助学生理解。 （1） 物质转化：无机物→有机物和氧气 （2） 能量转化：光能→有机物中的化学能 3. 结合农业实例，讲解 “增施二氧化碳” 的原理，提问：“为什么控制种植密度能提高产量？” 引导学生联系 “通风增加二氧化碳供应”。 （1） 施加有机肥 （2） 控制种植密度 （3） 施加“气肥”（二氧化碳） 1. 朗读并记忆光合作用的概念，标注关键要素。2. 绘制物质转化和能量转化的流程图，同桌互相讲解。 3. 思考并回答 “控制种植密度的原理”，联系光合作用原料，理解农业应用的科学依据。 课堂练习 【经典例题】 经典例题1.同学们家中使用的木质家具，均是森林中的木本植物茎制作而成。从光合作用的角度分析，植物茎中有机物的来源主要是（　C　） A．土壤中的水分和无机盐 B．空气中的水分和氧气 C．土壤中的水分和空气中的二氧化碳 D．空气中的二氧化碳和土壤中的无机盐 经典例题2．植物是怎么长大的？ 公元前三世纪，亚里士多德认为土壤是构建植物体的唯一原料。17世纪，范·海尔蒙特通过柳树栽培的实验得出结论： 植物增加的重量主要是来自（ A ） A．水 B．二氧化碳 C．氧气 D．无机盐 经典例题3.某同学利用如图所示装置，探究二氧化碳是植物光合作用必需的原料。以下有关该实验叙述不正确的是（　C　）   A．应将两根长势相同的枝条提前在黑暗处放置一昼夜 B．甲、乙两装置中加入的清水和氢氧化钠溶液应等量 C．照光前，应用黑纸片把甲中的叶片一部分遮盖起来 D．酒精脱色后，滴加碘液，乙装置内的叶片不变蓝色 【当堂练】 1.某同学设计了如下系列装置，装置中烧杯内的液体均为土壤浸出液，要验证植物光合作用需要二氧化碳，应选用下列装置的组合是( B ) A. ①和② B.①和③ B. C.②和③ D.③和④ 2.下图是探究光合作用必需的某种原料实验的示意图。经暗处理、光照、脱色，利用碘液验证A、B叶片是否有淀粉产生。分析实验现象并回答下列问题。 （1）实验后A叶片呈黄白色，B叶片呈蓝色。 （2）本实验探究的光合作用的原料是二氧化碳。 （3）大棚种植蔬菜时，经常使用二氧化碳发生器增 加二氧化碳浓度，其作用机理是什么？ 答：二氧化碳是光合作用的原料，在水肥条件具备的情况下，适当增加二氧化碳的浓度，可使光合作用效率显著提升，作物产量明显提高。 独立完成例题与当堂练，在练习中巩固知识；倾听讲解，纠正错误，明确解题思路。 课堂小结 课后作业 【基础训练】 1．农作物通过光合作用生产淀粉的过程存在耕地面积受限、生长周期长等问题。2021年我国科学家在实验室中实现了把“空气”变成“粮食”的梦想，即掌握了人工合成淀粉的技术。该技术需要从空气中获取的原料是（  B  ） A．氧气 B．二氧化碳 C．水 D．无机盐 2．下列关于光合作用的叙述中，正确的是（  A  ） A．光是绿色植物光合作用不可缺少的条件 B．植物细胞都能进行光合作用 C．光合作用的实质是释放有机物中的能量 D．光合作用的原料是水和氧气 3．英国科学家普里斯特利把小鼠和绿色植物放在密闭的有阳光的玻璃罩内，小鼠不易窒息死亡的原因是（ C   ） A．绿色植物在光下能吸收二氧化碳 B．绿色植物在光下能制造有机物 C．绿色植物在光下能释放氧气 D．绿色植物在光下能释放二氧化碳 4．某生物兴趣小组的同学将从实践活动地采集回的水绵样本放入盛有清水的烧杯中，然后放置在样品柜中保存。一段时间后，水绵沉到烧杯的底部。在温度适宜的环境中，若要使水绵快速地浮上来，需要再给予的条件是（  B  ） A．适量氧气 B．适当强度的光照 C．黑暗处理 D．适量二氧化碳 5．将天竺葵放在暗处一昼夜后，按照如图装置（锥形瓶用软木塞和棉花封口密闭，氢氧化钠溶液用于吸收二氧化碳），移到光下2-3h，然后取下叶片a，脱色处理后，用碘液检验，发现叶片没有变蓝。实验结果说明（ A   ） A．二氧化碳是光合作用的原料 B．水是光合作用的原料 C．光是光合作用的条件 D．叶片a中没有淀粉 6．某同学探究植物的呼吸作用，设计了如图的实验装置，经遮光处理一段时间后，玻璃管中的红墨水会（  A  ） A． 向左移动 B． 向右移动 C． 静止不动 D． 先向左后向右移动 【提升训练】（二选一） 1. 小组合作设计 “探究水是光合作用原料” 的实验方案（提示：可通过切断部分叶片的水分供应，与正常供水的叶片形成对照，检验淀粉生成），写出实验步骤、预期现象与结论，下节课进行展示与交流。 2. 查阅资料，了解 “温室大棚中如何合理增施二氧化碳”（如施用时间、浓度控制），撰写一篇 200 字左右的短文，分享给家人。 及时完成课后作业，巩固所学知识。 板书设计 5.3.1 光合作用（二、光合作用的原料） 一、探究光合作用的原料是二氧化碳 1.步骤：设计对照→暗处理→光照→水浴加热→染色→观察 2.现象及分析：装置一：不变蓝，没有二氧化碳，不能进行光合作用，不能产生淀粉；装置二：变蓝，有二氧化碳，能进行光合作用可以产生淀粉。 二、证明水也是光合作用的原料 1.方法：同位素表 2.结论：光合作用放出的氧气来自水，说明水也是光合作用的原料。 三、光合作用的深化 1.概念 2.转化 （1）物质转化：无机物→有机物+氧气 （2）能量转化：光能→有机物中的化学能 3.应用：适当增加二氧化碳浓度 教学反思 本节课以 “实验探究” 为主线，通过海尔蒙特实验导入、二氧化碳探究实验操作、鲁宾和卡门实验分析，层层递进，符合学生 “从具体到抽象、从已知到未知” 的认知规律，有效突破了教学重难点。注重学科素养的融合培养：通过实验设计与分析，提升学生的 “科学思维” 与 “探究实践” 能力；通过科学家事迹与光合作用意义的讲解，落实 “生命观念” 与 “态度责任”，实现了 “知识传授” 与 “素养培养” 的统一。融入生活实际与农业应用，如大棚增施二氧化碳、控制种植密度，让学生感受到生物知识的实用性，激发了学习兴趣。 本次教学过程中也存在不足，如在“探究二氧化碳是光合作用原料” 的实验中，部分学生对 “氢氧化钠吸收二氧化碳” 的原理理解不透彻，导致在分析实验变量时出现偏差，需在课前简要补充化学知识（如氢氧化钠与二氧化碳的反应）。课堂练习时间略显紧张，部分学生未能充分思考便进入讲解环节，后续可适当调整教学时间分配，确保学生有足够的时间完成练习与反思。 在今后的教学中，课前通过 “微课” 或 “预习单”，补充与实验相关的跨学科知识（如化学反应、单位换算），为课堂探究奠定基础；针对抽象实验（如同位素标记实验），制作简易动画或实物模型，帮助学生理解实验原理；优化课堂时间分配，增加学生自主思考与小组讨论的时间，尤其是在实验现象分析与练习环节，确保学生充分参与，提升学习效果。 / 学科网（北京）股份有限公司 $