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视频课题：高中生物人教版必修1第5章第4节5.4《探究环境因素对光合作用强度的影响》四川省 - 绵阳教学设计
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高中生物人教版必修1第5章第4节5.4《探究环境因素对光合作用强度的影响》四川省 - 绵阳教学设计
探究环境因素对光合作用强度的影响
实验教学设计
一、教材分析与设计思路
本节课教学内容为人教版教材必修一第5章第4节第二部分《光合作用的原理和应用》中的探究实验。本节课的内容是学生在学习了光合作用过程的基础上进行的，因此该部分的知识和内容是光合作用过程的巩固和应用。
教学中引导学生通过实验探究获得相关的知识是本节课的关键。首先引导学生根据光合作用的过程推断影响因素，引出探究课题。然后引导学生通过实验去验证，通过可靠的数据得出结论。最后引导学生通过讨论“如何根据影响光合作用的因素来提高作物产量”这一问题，达到知识的巩固和反馈作用。应该让学生初步掌握实验设计的基本原则并能遵照这些原则设计一份较科学的实验方案。
二、学情分析
此前学生已经学习了光合作用的过程，参与了“探究酶的催化特性”的实验过程并了解了光合作用研究史上科学家们的研究思路，对如何进行实验设计已有初步认识。
三、教学目标
1．知识与技能：
（1）知道光合速率的表示方法。
（2）知道影响光合作用的因素。
（3）根据控制变量原则和对照原则，会设计简单的实验方案，学会设计记录实验数据的表格。
（4）根据影响光合作用的因素解释农业上提高农作物产量的一些措施。理解并应用实验设计的基本原则和对实验变量进行控制的方法。
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过程与方法：
（1）能根据所学的光合作用的相关知识，推测影响光合作用的因素，并能应用控制变量的原则和对照原则，确定一个因素进行探究，提高了发现问题和解决问题的能力。
（2）通过课本阅读和小组讨论设计可以操作的实验步骤，通过小组合作的形式完成实验过程、数据的处理，并得出结论。提高了对实验的分析能力和初步数据处理能力及协作交流能力。 经历探究影响光合作用的因素的实验设计过程及小组内对实验设计方案的研讨过程，学习实验设计的原则和方法。
3．情感态度与价值观：
（1）通过实验的结论来讨论“如何利用光合作用的原理提高作物产量”这一问题，体会到科学研究在农业生产上的重要作用。
（2）通过分组和小组良好的合作、交流，培养合作、参与的精神。
四、重点和难点
1．重点：
（1）根据控制变量原则和对照原则，会设计简单的实验方案。
（2）通过探究实验理解影响外界环境因素是如何影响光合作用的。
2．难点：
（1）实验方案的设计。
（2）理解影响外界环境因素是如何影响光合作用的。
五、教学准备
（1）学生分为六人一组，每组确定一位中心发言人
（2）制作多媒体课件
（3）提前将叶片打孔，制作叶圆片
六、教学过程
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引入：
播放袁隆平超级稻首次亩产超过900公斤视频，学生观看。
通过视频，教师提出问题：袁隆平通过哪些方法提高了水稻产量？有什么科学依据？
老师提出其实水稻产量其实主要靠光合作用强度，那么影响光合作用强度的因素可能有哪些呢？
通过师生共同思考和讨论，总结影响光合作用的因素可能有：光照强度、二氧化碳浓度、温度、光的成分（光质)、水分、矿质元素等。引出本节课的实验课题：探究环境因素对光合作用强度的影响。
2、教师提出：以往我们基本都是按教材设定的实验方法和步骤来完成实验的，较少能体现大家的探究能力。我们即将做的这个实验的实验方案将由大家自己做主。从而引起学生的兴趣。但讲明由自己做主并不是说可以随心所欲，实验方案一定要科学、严密，否则将难以实现研究的目标，实验也就失去它的意义。
把全班同学分为六人一组，每组确定中心发言人，首先讨论光照强度是否会影响光合作用强度，该怎样设计实验。
课件展示实验材料：绿叶、注射器、打孔器、台灯、烧杯。
实验原理：取叶圆片用真空渗入法，排除叶内细胞间隙的空气，充以水分使叶片下沉。植物照光后，由于光合作用放出的氧气在水中的溶解度很小，而积累于细胞间隙，叶圆片即由下沉转为上浮。
提出问题：实验中怎样表示光合作用强度？
学生自己设计实验过程，小组学生内部和学生之间交流实验方案，选出中心发言人说出自己的实验设计方案，其他同学作补充和作评价。老师最后提示参看教材上的实验参考方案。
课件展示和实验步骤，规范学生的实验设计方案。
3、教师演示光照强度对光合作用强度的影响实验，展示打孔器对叶片打孔和真空渗水法的操作要求。课件展示真空渗水法的实验原理，学生通过观察填写实验验记录表。规范学生的实验结果和结论的表述，找学生展示其实验结果的记录方法，学生一般采用两种方式记录实验结果，曲线法和表格法，教师提示曲线要注意横纵坐标的表示方法。
4、学生分组完成不同浓度的CO
2溶液对光合作用强度的影响实验，教师巡视课堂，帮助学生解决疑难问题。学生把得出的实验结果相互交流，如果成功，得出成功经验，如果失败，找出失败原因。
5、提出问题：还有一些因素也可能影响到光合作用，我们怎么去设计实验进行探究呢？课件展示蓝莓植株需定期“喝醋”的施肥单，新疆水果丰收的图片，今年夏天南方干旱的图片，提示学生影响光合作用的因素还有很多。提出课外实践内容：请自行设计实验探究还有那些因素也能影响光合作用强度。
6、提问：提高农作物光合作用强度的有效而实用的措施有哪些？
探究环境因素对光合作用强度的影响
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可能影响光合作用的因素
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实验设计要注意的问题：实验题目、目的和原理、假设、材料选择、仪器与试剂、实验方法等
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设计过程
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结果和结论的表示
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实验总结（在农业生产中提高作物产量的具体措施）
本节课内容有助于学生更好地理解光合作用原理的应用。由于学生能自己参与实验设计，所以感到很新奇，参与的积极性比较高，又由于之前学习过实验设计的基本原理，所以设计起来难度不是太大。老师主要从设计的基本思路出发加以引导，学生就基本能设计出大概的实验过程，老师再加以规范，学生就能获得比较大的成就感，课堂气氛活跃。
探究环境因素对光合作用强度的影响(学案）
班级 姓名
影响光合作用的环境因素可能有：
。
实验一
实验目的：
探究光照强度对光合作用强度的影响。
教师引导:
先将叶片打孔得出大小相同的叶圆片，将叶圆片放入水中，用真空渗水法排出叶片中的气体，使叶圆片沉入水中。又将处理后的叶圆片放入配制好的NaHCO
3稀溶液中，NaHCO
3水解能放出CO
2。叶圆片照光后，进行光合作用就会放出氧气，氧气在水中的溶解度很小，积累于细胞间隙，叶片即由下沉转为上浮。光合作用的强度可以通过一定时间内氧气生成的数量来定量表示。
材料用具：新鲜的绿叶（如豆腐菜叶）
注射器，打孔器，台灯，烧杯，镊子，玻璃皿
质量浓度为2%的NaHCO
3稀溶液，清水
本实验的自变量是：
因变量是：
无关变量是：
预期实验结果：
教师演示实验步骤，学生观察得出可能的结论。
实验二
实验目的：
探究不同浓度的CO
2溶液对光合作用强度的影响。
教师引导：
先将叶片打孔得出大小相同的叶圆片，将叶圆片放入水中，用真空渗水法排出叶片中的气体，使叶圆片沉入水中。又将处理后的叶圆片放入配制好的NaHCO
3稀溶液中，NaHCO
3水解能放出CO
2，不同浓度的NaHCO
3稀溶液释放的CO
2量不同。叶圆片照光后，进行光合作用就会放出氧气，氧气在水中的溶解度很小，积累于细胞间隙，叶片即由下沉转为上浮。光合作用的强度可以通过一定时间内氧气生成的数量来定量表示。
材料用具：
新鲜的绿叶（如豆腐菜叶）
注射器，打孔器，台灯，烧杯，镊子，玻璃皿
质量浓度不同的NaHCO
3稀溶液，清水
完成实验方案：
分析：该实验的自变量是 ，因变量是 。
实验步骤：
1、用打孔器打出叶圆片，用 法抽取叶片中的气体备用。
2、取三只50ml的小烧杯，标号1,2,3
3、向1号小烧杯中加入50ml清水，2号加入 的0.5%NaHCO
3溶液，3号加入 的1%NaHCO
3溶液。向3只小烧杯中分别放入5片叶圆片。
4、用台灯对三个小烧杯中的叶圆片进行补充光照，其他条件相同且适宜，一段时间后，观察记录实验结果
实验结果、结论
1、实验结果记录
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烧杯编号 |
处理条件 |
叶片上浮数 |
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1 |
距台灯15cm，1%NaHCO3溶液，室温 |
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2 |
距台灯15cm，0.5%NaHCO3溶液, 室温 |
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3 |
距台灯15cm，清水， 室温 |
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2、实验结论： ，NaHCO
3溶液（或CO
2）浓度越高，植物光合作用强度越强。
思考
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你能设计一个实验同时探究光照强度和CO2浓度对光合作用强度的影响吗?
2、根据本节所学知识，我们可以采用什么措施来提高温室农作物光合作用强度？
课外实践
请自行设计实验探究还有哪些因素也能影响光合作用强度。
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