5.4 光合作用与能量转化：光合作用的原理 课时2 教学设计高一上学期生物人教版（2019）(表格版）

中小学教育资源及组卷应用平台 第五章细胞的能量供应和利用 《光合作用与能量转化—光合作用的原理》课时2教学设计 课型： 新授课 教材版本： 人教版（2019）必修1《分子与细胞》 授课年级： 高一 课时安排：1课时 一、教材分析 本节内容是整个光合作用乃至本章的核心与灵魂。在上一课时学生已经掌握了光合作用的“硬件”———捕获光能的色素与叶绿体结构的基础上，本节课将深入揭示光合作用的“软件”———光反应与暗反应的具体过程、联系与能量转化本质。教材采用了独特的科学史探究路径，通过重现希尔反应、阿尔农、鲁宾-卡门实验、卡尔文循环等经典研究，引导学生像科学家一样思考和构建概念模型，理解光合作用中物质的来源、去向与能量的传递路径。这不仅是对核心概念的深化，更是对科学思维方法的极佳训练。此外，教材还通过引入“化能合成作用”，拓展了学生对生物界自养方式多样性的认识，完善了生态系统的能量输入图景。 二、学情分析 已有知识：学生已经了解了光合作用的概念、总反应式，掌握了光合色素及其吸收光谱，并熟悉叶绿体的结构，知道光合作用在叶绿体中进行。这为本课深入探究其内部机理打下了基础。 可能存在的困难： 过程抽象复杂：光反应和暗反应涉及多个步骤、多种物质（如ATP、NADPH、C3、C5）和能量形式的转换，过程抽象，学生容易混淆。 科学史料分析：如何从多个经典实验的片段信息中，提炼、归纳并整合出完整的光合作用过程，对学生逻辑推理和模型构建能力要求较高。 动态变化分析：当外界条件（如光照、CO 浓度）突然改变时，短时间内C3、C5、ATP、[H]等物质含量的变化分析是难点。 概念拓展理解：对“化能合成作用”这一新的自养方式感到陌生，需要与光合作用进行类比理解。 教学策略：采用“科学史探究法”为主线，将枯燥的知识讲解转变为一次“跟随科学家足迹”的发现之旅。通过设计层层递进的“活动探究”，引导学生分析史料、回答问题、构建模型，最终自主或半自主地“发现”光合作用的原理。利用流程图、比较表格和动态动画辅助理解复杂过程。 三、教学目标 维度 教学目标 生命观念 1. 通过对光反应和暗反应过程的学习，深刻理解光合作用中物质与能量的高效转化与统一，以及光反应与暗反应相互依存、紧密联系的辩证关系。 科学思维 2. 通过分析希尔、鲁宾-卡门、卡尔文等科学家的经典实验，培养基于证据进行逻辑推理、归纳概括和模型构建的科学思维能力。 科学探究 3. 能够基于科学史资料，尝试模拟科学家设计实验、分析数据并得出结论的过程，体验科学发现的逻辑与方法。 社会责任 4. 理解光合作用作为生物圈基石的意义，以及化能合成作用在特殊生态系统中的作用，树立保护绿色植物、维护生态平衡的环保意识。 四、 教学重难点 1. 教学重点： (1) 光反应和暗反应的过程、场所、条件、物质变化和能量变化。 (2) 光反应与暗反应的联系。 (3) 光合作用中氧气的来源(鲁宾-卡门实验)和碳的同化路径(卡尔文循环)。 2. 教学难点： (1) 光反应与暗反应中物质变化与能量转化的动态过程理解。 (2) 分析外界条件（光照、CO ）突然改变时，C3、C5、ATP、[H]等物质含量的短期变化。 (3) 理解化能合成作用与光合作用的异同。 五、 教学方法 科学史探究法、问题驱动法、小组合作学习法、模型构建法、比较归纳法。 六、教学手段 多媒体课件（PPT）演示（内含科学史图文资料）、光合作用过程动态模拟动画、交互式白板（用于逐步构建过程模型）。 七、 教学准备 教师准备：制作精美的PPT课件，内含光反应与暗反应的动态流程图、经典实验史料图文、条件变化分析图表、化能合成作用实例、当堂训练题。 学生准备：复习上节课内容（光合色素、叶绿体结构）；预习课本P105-P108关于光合作用原理的部分。 八、 ... ...