4.1 光合作用（第一课时） 教学设计-2026-2027学年北师大版七年级生物上册

该初中生物学教学设计聚焦光合作用的发现历程及概念建构，以北美巨杉生长实例导入，引导学生思考植物增重物质来源，通过海尔蒙特、普里斯特利等科学家的实验历程，以问题链为支架梳理光合作用的原料、产物、条件和场所。 该资料以科学史为核心线索，融合海尔蒙特柳苗实验、萨克斯淀粉合成实验等经典案例，让学生通过分析实验、分类归纳提炼科学方法，培养科学思维与探究实践能力。通过科学家的质疑精神（如海尔蒙特挑战传统认知）和坚持不懈（如英格豪斯五百次实验）渗透态度责任，绘制模式图助力建构生命观念，既提升学生科学探究能力，又为教师提供清晰教学思路，高效落实教学目标。

1.海尔蒙 历史上还真有一位和同学们不谋而合的科学家，他就是 科学研究的思维 你是当时的科学家，你会做出怎样的反应？（实验验证） 质疑、改进中重现 科学家亚里士多德也这样认为，那就更加确信不疑了。如果 样思考，在评价、 历程 所以得出的结论是使植物增重的物质来自土壤，再加上著名 逻辑，像科学家一 作用研究 案。比如，在17世纪以前，人们认为植物生长在土壤中， 用发现史的研究 一、光合 在历史的长河中，有很多科学家给出了和大家相似的答 通过光合作 空气、光等。） 究欲，导入课题。 主要来自什么？（学生可能会认为：植物增重来自水、土壤、 撞，激发学生的探 如硬币大小的种子生长成巨大的北美巨杉，使它增重的物质 境，引发思维碰 引入 如此巨大的北美巨杉它是由什么生长发育而来的？不 结合真实情 教学环节 主要教学活动 设置意图 教学过程 通过绘制光合作用模式图，初步建构光合作用的概念。 教学难点： 分类、归纳等方式总结出光合作用的原料、产物、条件和场所。 教学重点： 教学内容 3.通过绘制光合作用模式图，初步建构光合作用的概念。 件和场所。 2.整理光合作用研究的文献，应用分类、归纳等方式总结出光合作用的原料、产物、条 感受科学家敢于质疑、坚持不懈等科学精神，体会与科学家相似的思维轨迹。 1.沿着光合作用研究历程的逻辑，利用评价的方式辩证地分析问题，提炼科学研究方法， 教学目标 出版社：北京师范大学出版社 出版日期：2024年7月 教科书 书 名：义务教育教科书 生物学 七年级上册 课题 光合作用（第一课时） 学科 生物学 年级 七年级 学期 秋季 课程基本信息 教学设计 度。 性角度考虑的，这是我们实验设计需要考虑的两个重要维 前四个是从科学性的角度考虑的，最后一个是从可操作 方法、考虑选材。 设置对照、单一变量、避免无关因素干扰、利用多学科 我们一起来罗列刚才学到的科学方法。 我们在设计实验的时候还可以考虑什么？（考虑选材。） 免无关因素的干扰，且透明的玻璃罩还有利于观察。） （设置对照实验，植物是变量，玻璃罩将外界空气隔绝，避 化空气 通过普里斯特利的实验，你又学到了哪些科学方法？ 植物能净 空气。） 验：绿色 利，根据这个实验现象你会得出怎样的结论？（植物能净化 特利的实 了如下实验，请同学们观看视频，如果你是当时的普里斯特 2.普里斯 为了弄清楚这个问题，科学家普里斯特利在1771年做 究？（植物的生长发育与空气有关吗？） 如果你是当时的科学家，你会提出怎样的问题继续研 实验时间太长、忽略了空气对实验的影响等。） 那海尔蒙特的实验有不足之处吗？（可能出现偶然性、 决实际问题等。） 对照、设置单一变量、避免无关因素的干扰、多学科方法解 从海尔蒙特的实验中，你学到了什么科学方法？（设置 是来自水。） 你会得出怎样的结论？（柳苗的增重不是主要来自土壤，而 来的90 kg变成了89.943 kg。如果你是当时的海尔蒙特， 实验数据。柳苗从原来的2.3kg变成了76.8kg，干土从原 和能力。 水 称重，同时他还将土壤干燥后进行了前后两次称重，得到了 善于质疑的意识 增重来自 然后每天持续地给柳苗浇水，五年后，他再一次对柳苗进行 学生的敢于质疑、 验：柳苗 料，进行了一个简单又巧妙的实验。他首先对柳苗进行称重， 的科学精神，提升 特 的 实 海尔蒙特。在17世纪上半叶，海尔蒙特以柳苗作为实验材 轨迹，发展其实证 在光下能 通过萨克斯的实验，你又学到了哪些科学方法？ 绿色植物 色植物在光下能够合成淀粉。） 的实验： 动画），如果你是当时的萨克斯，你会得出怎样的结论？（绿 4.萨克斯 1864年，德国科学家萨克斯做了如下的实验（播放实验 究呢？（使植物增重的物质到底是什么？） 如果你是当时的科学家，你又会提出怎样的问题继续研 验结论与刚才哪位科学家的一致？（海尔蒙特。） 的量，他猜测并发现了绿色植物在光下还要消耗水。这个实 现，植物增重和产生氧气的总量远远大于吸收利用二氧化碳 绪尔将现有的研究成果进行梳理和分析，有了一个惊人的发 收二氧化碳的实验结论。针对以上的研究成果，1804年，索 氧化碳。于是得出绿色植物在光下释放氧气的同时，还会吸 次实验，发现绿色植物在光下不仅能产生氧气，还会吸收二 1782年，瑞士植物学家瑟讷比埃通过对多种材料进行多 化吗？（过渡） 题又来了，绿色植物在光下净化空气的过程中只有氧气的变 化空气 多科学家通过实验，确定了这种净化空气的成分是氧气。问 下才能净 在英格豪斯研究的基础之上，普里斯特利、拉瓦锡等众 植物在光 那这个空气到底是什么？（过渡） 验：绿色 色植物在光下才能净化空气。） 斯 的 实 如果你是当时的英格豪斯，你会得出怎样的结论？（绿 3.英格豪 这位科学家叫英格豪斯，他在1779年做了相关实验。 同学们来预测一下接下来会发生什么？（过渡） 研究？（植物净化空气与光有关吗？） 如果你是当时的科学家，你又会提出怎样的问题来继续 同，有的却不同，这是为什么？（有无光） 科学家重复了普里斯特利的实验，结果是有的现象与其相 有很多科学家去重复实验，验证其真实性。历史上就有很多 在科学研究的过程中，当出现一个重大发现时，往往会 的本质。 式，理解自然科学 究过程和思维方 认识科学家的探 结论和研究逻辑， 历程图 用发现史的重要 用的研究 梳理光合作 6.光合作 是叶绿体。） 恩格尔曼你会得出什么结论？（绿色植物在光下的放氧结构 这个叶绿体产生氧气的过程还与光照有关。如果你是当时的 进三束光，发现好氧细菌在有光照的叶绿体部位聚集，说明 抽象的概念。 还做了另一个实验，将此装片放在黑暗的环境中，从一侧照 叶绿体 的场所”这一相对 中在叶绿体的位置，说明产生氧气的部位在叶绿体。同时他 氧结构是 生构建“光合作用 菌会在氧气多的地方聚集，将其放在光下，发现好氧细菌集 植物的放 实验前置，帮助学 是水绵的叶绿体，这些黄色的是他加入的好氧细菌，这种细 验：绿色 习中的恩格尔曼 材料制成临时装片在显微镜下观察，这个绿色的带状结构就 曼 的 实 将思考与练 1880年，一位名叫恩格尔曼的科学家选择水绵作为实验 5.恩格尔 行？） 科学家，你还想研究什么问题？（这个过程到底在哪里进 明不同科学研究中的科学方法具有相似性。如果你是当时的 扰；当然也用到了其他学科如化学的方法来解决问题等，说 等有机物 通过呼吸作用消耗叶片中原有的淀粉，避免无关因素的干 合成淀粉 遮光和不遮光形成了对照实验；实验中的黑暗处理，是 重复实验，体现了严谨求实的精神；科学家的逻辑推理及实 五百多次实验，体现了坚持不懈的科学精神；不同科学家的 科学精神；英格豪斯的实验历经3个月，使用多种材料做了 了人们长久的错误认识，敢于挑战权威，体现了敢于质疑的 会责任担当。 我们先来感受科学家的科学精神，比如，海尔蒙特打破 会事务，树立其社 学生主动参与社 自我认同度，鼓励 轨迹，提高学生的 学家相似的思维 科学精神 等精神，体会与科 法，感受 于质疑、坚持不懈 科 学 方 任务四的相应位置，概括出你学到的科学方法和科学精神。 法，感受科学家敢 四、总结 我们今天重现了光合作用的发现历程，请同学们在学习 提炼科学方 念 概念。 作用的概 光合作用的过程。 构模型，内化核心 三、光合 请同学们在学习任务三的相应位置用箭头或图示表示 利用图示建 思维。 抽象概括的逻辑 的分类标准将其分类。 学生分类思想和 写在学习任务二的相应位置，按照原料、产物、条件、场所 条件、场所，培养 接下来，我将加大一点难度，请同学们将这些关键词填 用的原料、产物、 二氧化碳、淀粉等有机物、叶绿体。） 式总结出光合作 步结论 用相关的重要关键词？（按照时间线依次是水、光、氧气、 用分类、归纳等方 作用的初 们一起来分析一下科学家的研究结论，你能否找出与光合作 用研究的文献，应 二、光合 这一系列研究成果在1897年，被命名为光合作用。我 整理光合作 的是在座的你们，你们才是实现中国梦的追梦人。 大家的是，科学研究不仅仅依靠的是前沿的科学家，更依靠 角，科学家从没有停止对未知领域的无限探索，但我想告诉 同学们，今天我们所看到的只是光合作用研究的冰山一 验论证过程，体现了理性思考的科学精神。 $