18.《光合作用》（教学设计）-2025-2026学年五年级下册科学青岛版

18.《光合作用》 授课时间： 年 月 日第 周星期 第 节 总节数： 教材分析 本课选自青岛版小学科学五年级下册第五单元《密切联系的生物界》。本课通过“植物生长需要的养料来自哪里”的探究活动，引导学生经历从猜想到实验验证的过程。教材首先介绍了海尔蒙特柳树实验，打破“植物养料来自土壤”的传统认知，引出绿叶在植物生长中的关键作用。随后详细指导学生进行“绿叶在光下制造淀粉”的实验，通过遮光、脱色、滴碘酒等步骤，直观观察叶片颜色变化，从而理解光合作用的概念及意义。最后拓展至农业生产中的应用，体现科学对生活的指导价值。 学情分析 五年级学生已具备基本的实验操作能力，对植物生长有初步的生活经验，但关于“植物养料来源”的认知多停留在表面，容易误认为植物只靠土壤生长。对于微观的光合作用过程缺乏感性认识。学生在实验中可能面临酒精加热安全操作、碘酒变色原理理解等困难。教学中需通过情境创设降低认知门槛，强化实验规范指导，利用多媒体辅助理解抽象概念，突破“绿叶制造养料”这一核心难点。 课时教学目标 科学观念 1. 知道植物生长所需的养料绝大部分是由绿叶制造的，而不是主要来自土壤。 2. 理解光合作用的基本概念，即绿叶在阳光照射下利用水和二氧化碳合成养料并释放氧气。 科学思维 1. 能通过海尔蒙特实验数据推理出植物增重主要不是来自土壤，培养基于证据的逻辑推理能力。 2. 能根据实验现象（叶片颜色变化）归纳出绿叶在光下能产生淀粉，提升分析与概括能力。 探究实践 1. 能按照“方法指导”的步骤，规范完成“绿叶在光下制造淀粉”的实验操作。 2. 能准确观察并记录实验现象，用科学语言描述叶片遮光部分与未遮光部分的差异。 态度责任 1. 在实验过程中养成严谨求实、注意安全（特别是酒精加热）的科学态度。 2. 关注农业生产中光合作用原理的应用，树立利用科学知识服务农业生产的意识。 教学重点、难点 重点 1. 通过实验验证绿叶在光下制造了淀粉（养料）。 2. 理解光合作用的定义及其基本原料和产物。 难点 1. 理解海尔蒙特实验的设计逻辑及结论推导。 2. 掌握酒精隔水加热的操作技巧及安全注意事项。 教学方法与准备 教学方法 讲授法、实验探究法、情境教学法、讨论法 教具准备 盆栽天竺葵、黑纸片、回形针、酒精灯、烧杯、锥形瓶、三脚架、石棉网、镊子、碘酒、清水、培养皿、教学课件、海尔蒙特实验视频动画。 教学环节 教师活动 学生活动 一、情境导入，引发猜想 一、故事引入，揭秘柳树之谜 （1）、讲述海尔蒙特实验故事 同学们，今天老师要给大家讲一个发生在400年前的真实故事。17世纪，比利时科学家海尔蒙特做了一个非常著名的实验。他在一个大花盆里栽种了一棵2.5kg重的柳树。为了证明植物是从哪里获取养料的，他把花盆里的泥土经过高温烘烤干燥后称重，正好是100kg。接下来的5年里，他除了给柳树浇水，没有向花盆里添加任何物质。5年后，当他把柳树和泥土分开称重时，发现了惊人的结果：柳树的重量增加了82kg，而泥土烘干后比原来只减少了不到0.1kg。 （2）、抛出驱动性问题 面对这个数据，大家思考一下：柳树长了这么多，重量增加了82kg，这些增加的重量究竟是从哪里来的呢？过去人们认为植物生长的养料主要来自土壤，海尔蒙特的实验数据支持这个观点吗？为什么泥土只减少了不到0.1kg，而树却长了82kg？如果养料不是来自土壤，那还可能来自哪里？请大家结合生活经验大胆猜想。 （3）、引导得出结论方向 既然泥土减少得微乎其微，那么柳树增加的重量肯定不是主要来自土壤。海尔蒙特当时认为是水起了主要作用，但他忽略了空气中的因素。今天我们就来当一回小小科学家，通过实验来寻找植物生长真正秘密——绿叶的作用。让我们走进今天的课题《18 光合作用》。 二、初识概念，明确目标 （1）、展示学习目标 出示本节课的学习任务卡：第一，我们要像海尔蒙特一样思考，分析实验数据；第二，我们要动手做实验，看看绿叶在阳光下到底发生了什么；第三，我们要弄明白什么是光合作用。 （2）、强调安全事项 在开始实验前，老师要特别提醒大家注意：接下来的实验要用到酒精灯和酒精，酒精是易燃物，加热时必须使用水浴法（隔水加热），严禁直接加热酒精，否则会发生危险。请大家务必听从指挥，注意安全。 1. 认真倾听海尔蒙特实验的故事。 2. 观察数据，思考并回答柳树增重来源的问题。 3. 提出猜想：养料可能来自水或空气。 4. 明确本节课的学习目标和实验安全要求。 设计意图 通过海尔蒙特经典的实验案例，制造认知冲突，激发学生的好奇心和探究欲望。让学生从数据分析入手，自然过渡到对“绿叶作用”的探究，为后续实验做好铺垫。 二、实验探究，见证奇迹 一、实验演示，拆解步骤 （1）、讲解实验原理与方法指导 我们要验证绿叶是否能制造养料，就要先让叶子“饿”一会儿，再给它“吃饭”。首先，选一株健康的绿叶植物（如天竺葵），把它放在黑暗处放置24小时。为什么要这样做？是为了让叶片中原有的淀粉运走或耗尽，这样实验后检测到的淀粉才是新制造的。接着，将一片叶子的一半用黑色不透光的纸片遮住，并用回形针固定好，确保不漏光。然后将植物放在阳光下照射几小时。这一步是为了制造对照：一部分见光，一部分不见光。 （2）、演示脱色与染色过程 几小时后，摘下这片叶子，放入锥形瓶中，加入酒精，使叶片完全浸入酒精中，用棉花堵住瓶口。这里有个关键点：酒精能溶解叶绿素，使叶片变成黄白色，这样我们就能更清楚地看到碘酒变色的反应。但是酒精不能直接加热，必须将锥形瓶放入盛有水的烧杯中，用酒精灯隔着水加热（水浴加热）。当叶片变成黄白色时，取出叶片，用清水漂洗。最后在叶片上均匀滴加碘酒，再用清水漂洗，观察叶片颜色的变化。 二、分组实验，规范操作 （1）、小组分工与材料领取 现在请各小组组长领取实验器材：一盆已经暗处理过的天竺葵（或者老师提前准备好的处理好的叶片）、黑纸片、回形针、酒精灯、烧杯、锥形瓶、三脚架、石棉网、镊子、碘酒、清水、培养皿。每组4人，一人负责操作，一人负责记录，两人协助。特别注意，酒精灯的使用必须由老师或指定熟练的同学操作，其他同学保持距离。 （2）、实施实验步骤 第一步：观察叶片，确认遮光情况。第二步：将叶片放入装有酒精的锥形瓶。第三步：搭建水浴加热装置，点燃酒精灯，开始加热。第四步：观察叶片颜色变化，直到变为黄白色。第五步：取出叶片，清水漂洗。第六步：滴加碘酒，观察颜色变化。第七步：记录实验现象。 （3）、巡视指导与纠错 教师在巡视过程中，重点关注：酒精是否直接加热？叶片是否完全浸没？碘酒是否滴匀？提醒学生观察遮光部分和未遮光部分的颜色差异。如果发现某组操作有误，立即暂停并示范正确方法。例如，若叶片未变黄白就滴碘酒，会导致绿色掩盖蓝色，影响观察效果。 三、交流汇报，得出结论 （1）、展示实验结果 请各小组代表上台展示你们的叶片。大家看，被黑纸片遮住的部分是什么颜色？没有被遮住的部分又变成了什么颜色？是的，遮光部分依然是黄白色（或浅黄色），而未遮光部分变成了蓝紫色。 （2）、引导深度分析 为什么未遮光部分会变成蓝紫色？因为淀粉遇到碘酒会变蓝紫。这说明未遮光的部分产生了淀粉。而遮光部分没有变蓝紫，说明没有产生淀粉。对比这两个结果，我们可以得出什么结论？只有见光的绿叶才能制造淀粉（养料）。 （3）、总结光合作用概念 绿叶中含有很多叶绿体，每一个叶绿体都是一个小小的“绿色食品加工厂”。在阳光的照射下，叶绿体可以把根吸收的水分和由气孔进来的二氧化碳合成植物生长所需要的养料，同时释放出氧气。叶的这种作用就叫作光合作用。 1. 聆听教师讲解实验步骤和安全要点。 2. 小组合作，按照步骤进行暗处理后的叶片遮光、光照、脱色、染色等操作。 3. 仔细观察并记录叶片遮光部分和未遮光部分的颜色变化。 4. 参与讨论，分析实验现象，得出“绿叶在光下制造淀粉”的结论。 设计意图 通过亲自动手实验，让学生直观体验科学探究的全过程。从控制变量（遮光与不遮光）到现象观察，再到结论得出，培养学生的实证精神和逻辑思维能力。同时，强调酒精加热安全，强化科学实验的安全意识。 三、联系生活，拓展应用 一、回归生活，探讨应用 （1）、提问引导 既然我们已经知道了植物是通过光合作用制造养料的，那么在农业生产中，农民伯伯有哪些方法可以提高农作物的产量呢？请大家结合今天学到的知识，想一想。 （2）、案例分析 出示图片：合理密植的农田。问：为什么不能种得太稀，也不能太密？太稀浪费土地和阳光，太密叶片互相遮挡，下面的叶子见不到光，无法进行光合作用。所以合理密植能让每一片叶子都充分利用阳光。 出示图片：温室大棚内的蔬菜种植。问：冬天大棚里温度低，光照也弱，怎么提高产量？可以增加二氧化碳浓度（施气肥），延长光照时间（使用补光灯）。这些都是为了让光合作用更强。 （3）、拓展延伸 除了这些，你还知道哪些利用光合作用原理的方法吗？比如间作套种、选用高光效品种等。鼓励学生分享课外搜集的资料。 二、总结全课，升华情感 （1）、回顾知识点 今天我们通过海尔蒙特的实验和亲手做的实验，明白了植物生长需要的养料绝大部分是由绿叶制造的。绿叶在阳光照射下，利用水和二氧化碳合成养料，释放氧气，这就是光合作用。 （2）、情感升华 光合作用不仅让植物茁壮成长，还为我们人类和动物提供了食物和氧气。植物是我们地球上的“功臣”。希望大家今后能爱护花草树木，因为它们正在默默地进行着伟大的光合作用，守护着我们的生命。 1. 积极思考，联系生活实际，举例说明农业生产中提高产量的方法。 2. 观看图片，分析合理密植、增加二氧化碳浓度等措施的原理。 3. 分享自己知道的关于光合作用的其他应用知识。 4. 总结本节课的核心知识，表达对植物的感激之情。 设计意图 将科学知识应用于生产生活实际，体现“科学·技术·社会·环境”（STSE）的教育理念。通过案例分析，帮助学生深化对光合作用原理的理解，同时培养关爱自然的情感态度。 四、课堂小结，布置作业 一、梳理脉络 （1）、构建思维导图 师生共同回顾本节课的知识链条：海尔蒙特实验（质疑土壤说）→ 绿叶实验（验证光下造淀粉）→ 光合作用概念（光 + 水 + 二氧化碳 → 养料 + 氧气）→ 实际应用（合理密植、气肥等）。 （2）、强调核心概念 再次强调：光合作用的场所是叶绿体，条件是光，原料是水和二氧化碳，产物是淀粉（养料）和氧气。 二、分层作业 （1）、基础题 完成课本第56页的“我还知道……"填空，整理本节课学到的关于光合作用的知识。 （2）、拓展题 查阅资料，了解光合作用与人类的关系，写一段话（100字左右），说说如果没有光合作用，世界会变成什么样。 （3）、实践题 回家和父母一起观察家里的绿植，尝试设计一个小实验，验证“植物需要光”，下节课分享你的设计方案。 1. 跟随老师回顾本节课的学习内容。 2. 记录核心知识点，完善自己的知识网络。 3. 记录分层作业内容，选择适合自己的一项完成。 4. 带着问题结束课程，期待下节课的实践分享。 设计意图 通过思维导图梳理，帮助学生构建完整的知识体系。分层作业满足不同层次学生的需求，实践题将课堂探究延伸至家庭，激发持续探究的兴趣。 板书设计 18 光合作用 一、海尔蒙特实验： 柳树增重82kg ← 泥土减少<0.1kg 结论：养料主要来自水（忽略空气） 二、绿叶实验（对照）： 遮光部分 —— 黄白色 —— 无淀粉 未遮光部分 —— 蓝紫色 —— 有淀粉 结论：绿叶在光下制造淀粉（养料） 三、光合作用： 场所：叶绿体 条件：光 原料：水 + 二氧化碳 产物：养料（淀粉） + 氧气 四、应用：合理密植、增加CO2、延长光照 教学反思 成功之处 1. 教学设计紧扣新课标，以“海尔蒙特实验”为线索贯穿始终，有效激发了学生的探究兴趣。 2. 实验环节组织有序，通过分步演示和小组合作，确保了学生能够规范操作，特别是强调了酒精加热安全，课堂秩序良好。 3. 注重科学思维的培养，引导学生从数据中发现问题，通过对照实验验证假设，最终归纳出光合作用的概念，逻辑链条清晰。 不足之处 1. 部分小组在脱色环节耗时较长，导致后续交流和总结时间略显紧张，下次可提前准备好部分处理好的叶片以节省时间。 2. 对于“气孔”和“叶绿体”的微观结构，学生理解仍较抽象，若能配合更清晰的显微图片或动画视频，效果会更好。 3. 个别学生参与度不高，未来可增加更多互动提问环节，鼓励内向学生发言。 学科网（北京）股份有限公司 $