《第1节光合作用》精品优质课教案设计

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能力目标：在实验过程中能区分开对照组和实验组，尝试进行定性实验的设计、实施、分析。

情感目标：培养学生实事求是的科学态度。

二．实验内容设计：

实验改进的目的和意义在于：能实现多角度探究，同时体会数字实验的便利。

现存的生物实验大都以模仿为主，很少让学生进行实验的设计和改进。

同时，课本实验还存在以下问题：（1）药品氢氧化钠具有腐蚀性。（2）检验有机物的经典实验十分严谨，操作繁琐。（3）观察时间长，难以当堂完成。

通过实践，我们提出了一些实验改进的方法：（1）利用更安全的碳酸氢钠（2）通过翻转课堂解决时间不足的问题。（3）利用数字实验时间短的特点，当堂出现象。

实验方法设计：

接下来我将从原理、方案、改进三个方面来谈实验方法设计。经过小组讨论，班级云空间展示，我们选出票数最多的设计方案。讨论后，我们将该方案改进为自主学习常规实验和课堂翻转数字实验两部分。

先来看一下常规实验的部分。该实验体现控制变量法，方案如下：

相同规格的烧杯、漏斗、试管分别装等质量的溶液和蒸馏水、罩等质量的金鱼藻、装满等质量的1%碳酸氢钠溶液和水，并用排水法收集氧气!孩子们还在液面分别滴等量的油,形成油封环境，排除空气干扰!并用100瓦的白帜灯等距离照射等长时间!

一个小时、三个小时、五个小时,随着光照的进行!碳酸氢钠组产生的氧气量越来越多,蒸馏水组却一直没氧气生成!由此可知：水体中没有二氧化碳，光合作用不能进行，氧气不能产生，所以二氧化碳是光合作用必需的原料。

以上过程耗时5个半小时。为了便于在课堂上演示，我们引入数字化实验。实验原理是通过溶解氧传感器反映氧气含量变化，从而说明二氧化碳参与光合作用的程度。实验中，我们利用溶解氧传感器分别测定1%碳酸氢钠溶液、蒸馏水中金鱼藻在光照条件下产生的氧气量及变化趋势。实验过程如下：

我们将溶解氧传感器配合磁力搅拌器使用，数据采集器与电脑连接，由软件分析数据。

首先测定1%碳酸氢钠溶液中氧气含量变化。（ ）这是实验过程对应的图像，横坐标代表时间，纵坐标代表氧气含量，右上角还能显示实时含氧量。从曲线的变化我们发现，随着光照的进行，1%碳酸氢钠溶液中氧气含量在持续上升。曲线中下降部分还提示我们，光合作用的同时伴随有呼吸作用，光合作用和呼吸作用同时进行时，以光合作用为主。还可发现呼吸作用和光合作用同时进行，但以光和作用为主。

然后测定蒸馏水中氧气含量变化。（ ）发现氧气量始终为零。

小结：水体中不含二氧化碳时，光合作用停止。从而再次证明二氧化碳是光合作用必需的原料。由于有多次实验的经验，整个数字实验过程可以不超过5分钟。

接下来看一看实验的改进，我们将常规实验改进为自主学习常规实验和翻转课堂数字实验的结合;除了定性描述，我们还能定量测定，获取大量数字信息，实现探究的数字化。我们将书本实验的陆地植物扩充到水生植物;除了检测有机物，我们还能通过检测氧气生成量，观察氧气量变化趋势说明问题，实现探究的多方向化。我们将普通课堂变为自主学习和课堂翻转的结合;我们还将传统的模仿实验变为创新实验，使学生有更多精力投入到现象的观察和结果的分析中，实现探究的深层次化。

四．教学过程设计:我们将教学流程分为：课前分组设计、互动点评、课上分享交流、优化方案、数字探究五个部分。不论是定性实验还是定量实验，我们都能清晰证明，二氧化碳确实是光合作用的原料，圆满完成实验教学目标。

教学反思与自我评价:

1.数字实验能优化实验过程：数字实验时间更短，方法更新，数据更全。

从五个半小时到5分钟，数字实验不仅简化实验过程，而且拓宽了生物探究的方法和途径，提高了生物实验的探究水准。学生认为实验数据更加真实可信，连续完整的数据利于他们毫无遗漏地深入探究。基于数据的探究，还能引发学生进行持续探究，就像刚才的呼吸作用。

2.创新实验还体现了全过程探究与全过程数据的结合，拥抱数据，与大数据时代接轨。

3.温馨提示：同样是上升，哪一种图像，更反映真实情况？我们只有延长观察时间，增加实验次数，才能提高数字实验的可信度，这对我们老师提出了新的要求。

最后我想说的是，数字实验与传统实验的结合能有效提高了学生的实验能力，实验能力的提升又能有力促进生物学科素养的形成。