初中生物北师大版（2024）七年级上册（2024）光合作用表格教学设计及反思

这是一份初中生物北师大版（2024）七年级上册（2024）光合作用表格教学设计及反思，共8页。教案主要包含了20分钟，10分钟，答案解析，实验目的，材料器具，实验步骤，预期结果等内容，欢迎下载使用。
学科
初中生物
年级册别
七年级上册
共1课时
教材
北师大版
授课类型
新授课
第1课时
教材分析
教材分析
本节内容是初中生物“绿色开花植物的生活方式”章节的起始课，核心聚焦于光合作用这一生命活动的基本过程。教材通过科学史的脉络，系统呈现了从海尔蒙特实验到萨克斯验证的科学探究历程，构建了“问题—假设—实验—结论”的完整逻辑链条，有助于学生理解科学发现的本质。内容涵盖光合作用的条件、原料、产物及场所等关键知识点，为后续学习呼吸作用、生态系统的能量流动奠定基础。教材图文并茂，实验设计清晰，是培养学生科学思维与探究能力的重要载体。
学情分析
七年级学生正处于形象思维向抽象思维过渡的关键阶段，对自然现象充满好奇，但缺乏对微观生命过程的直观认知。学生虽有“植物需要阳光、水、空气”的生活经验，但对这些物质如何转化为植物自身有机物的过程尚无系统理解。部分学生可能误认为植物生长仅依赖土壤，对“光合作用”概念陌生。教学中需借助真实实验情境和可视化资料，激活已有经验，引导学生经历“提出问题—设计实验—分析数据—得出结论”的完整探究路径。针对学生动手能力较强的特点，应强化实验操作指导，同时关注安全规范意识培养，避免因酒精、碘液使用不当引发意外。
课时教学目标
生命观念
1. 能够解释绿色植物通过光合作用制造有机物，并将光能转化为化学能，实现物质与能量转化的生命本质。
2. 建立“叶绿体是光合作用场所”的结构功能观，理解细胞器在生命活动中扮演的关键角色。
科学思维
1. 能基于科学家实验数据（如海尔蒙特、普里斯特利、英格豪斯等）进行归纳推理，形成“光合作用需要光、释放氧气”的初步判断。
2. 能运用对照实验法分析实验变量，识别实验组与对照组，提升逻辑推理与批判性思维能力。
探究实践
1. 能独立完成“验证绿叶在光下合成淀粉”的实验操作，掌握酒精脱色、碘液染色、水浴加热等基本技能。
2. 能在教师引导下设计“验证光合作用需要叶绿素”的实验方案，体现科学探究的计划性与严谨性。
态度责任
1. 能体会科学家长期坚持、不断修正的科学精神，增强尊重事实、实事求是的科学态度。
2. 能在实验中遵守安全规则，正确处理易燃、有毒试剂，养成良好的实验习惯与责任感。
教学重点、难点
重点
1. 光合作用的原料（二氧化碳、水）、条件（光）、产物（淀粉、氧气）及其相互关系。
2. 掌握“验证绿叶在光下合成淀粉”的实验原理与操作流程，理解对照实验的设计思想。
难点
1. 理解“光合作用需要叶绿素”与“叶绿体是光合作用场所”的内在联系，突破结构与功能统一的认知障碍。
2. 从多组科学家实验结果中整合信息，综合推断出光合作用的整体过程，建立完整的知识网络体系。
教学方法与准备
教学方法
议题式教学法、情境探究法、合作探究法、讲授法、实验演示法
教具准备
多媒体课件、海尔蒙特实验图示、普里斯特利实验视频、金鱼藻水生实验装置、酒精灯、烧杯、碘液、银边天竺葵植株、不透光纸、镊子、酒精、清水、培养皿等
教学环节
教师活动
学生活动
情境导入，激发探究欲望
【5分钟】
一、创设问题情境，引出核心议题
（1）、展示图片：一棵幼苗长成参天大树
教师播放一段动态视频：一颗种子萌发，逐渐长成枝繁叶茂的大树，最终结出果实，画面定格在硕果累累的果树上。
提问引导：同学们，你们有没有想过，这棵大树从一粒小小的种子开始，是如何一步步长大的？它的树干、枝叶、果实，究竟是从哪里来的？
预设学生回答：从土壤里吸收养分；从空气中获取营养；根部吸收水分……
教师追问：如果真的是这样，那为什么我们种下的小树苗，几年后会变得如此高大而粗壮？难道仅仅靠几锹土就能长出这么庞大的身躯吗？
引入课题：今天，我们就来揭开一个伟大的自然之谜——光合作用。
二、追溯科学史，走进科学家的探索之路
（1）、讲述海尔蒙特实验故事
教师展示海尔蒙特实验，并逐句朗读原文：
“17世纪上半叶，比利时科学家海尔蒙特……将一棵质量为2.3g的柳苗栽种到一个盛有干土的木桶中，木桶内干土的质量为90kg；此后，只用纯净的雨水浇灌柳苗；为了防止灰尘落入，专门制作了桶盖。5年后，柳苗长大了，海尔蒙特再次称量柳苗和土壤的质量，结果使他大吃一惊：柳苗质量增加了74.5kg，土壤质量仅减少了0.057g。”
教师引导思考：请同学们仔细观察数据——柳苗重增了74.5公斤，而土壤只减少了不到60克，这个差异意味着什么？
预设学生回答：说明柳苗变重不是因为从土壤中吸取了大量物质；水才是主要来源。
教师总结：海尔蒙特由此得出结论：水是使植物增重的唯一物质。这是一个大胆的猜想，也开启了人类对植物生长奥秘的探索之旅。
（2）、播放普里斯特利实验视频
教师播放一段动画短片：蜡烛在密闭玻璃罩中熄灭，小鼠死亡；加入植物后，蜡烛持续燃烧，小鼠存活；两者同处一室，皆安然无恙。
提问：为什么加入植物后，空气就“净化”了？植物究竟做了什么？
预设学生回答：植物能吸收有害气体；植物能产生氧气；植物可以让人呼吸更顺畅。
教师点拨：这位英国科学家普里斯特利认为，植物能够“净化”被蜡烛燃烧或动物呼吸污染的空气。
（3）、讲解英格豪斯实验发现
教师展示文字：“1779年，荷兰科学家英格豪斯通过实验证明植物只有在光照下才能净化空气。他还发现，光照下的植物能够释放气体……日落后则完全停止。”
提问：为什么说“只有在光照下”才有效？这说明了什么？
预设学生回答：光可能是光合作用的关键条件；没有光，植物就不工作了。
教师引导：这提示我们，光合作用必须要有光才能进行。
（4）、揭示萨克斯实验成果
教师展示萨克斯实验与文字描述：“将植物放在暗处数小时，消耗叶中的部分营养物质；然后把一些叶做部分遮挡处理，使叶的一部分暴露在光下，另一部分遮光；经过一段时间后，用碘蒸气熏蒸这些叶。结果发现，叶照光的部分显示蓝色，而遮光的部分不变蓝。”
教师强调：遇碘变蓝的物质是淀粉。那么，照光部分变蓝，说明了什么？
预设学生回答：光下产生了淀粉；光合作用合成了有机物。
教师总结：这证实了光合作用不仅需要光，还能合成淀粉等有机物。
（5）、引出“光合作用”概念
教师展示：“1897年，科学家首次把植物的上述生理活动称为光合作用。”
教师板书课题：第四章 第一节 光合作用，并标注关键词：光、叶绿体、有机物、氧气。
1. 观看视频，感受植物生长的神奇过程。
2. 思考并回答教师提出的开放性问题。
3. 听讲科学家实验故事，参与讨论，提出自己的推测。
4. 关注实验数据变化，尝试解读其背后的科学意义。
评价任务
问题回应：☆☆☆
实验理解：☆☆☆
思维参与：☆☆☆
设计意图
以真实生命现象切入，激发学生好奇心；通过还原科学家探究历程，让学生亲历“提出问题—实验验证—得出结论”的科学范式，培养科学精神与证据意识。利用多媒体技术再现实验场景，降低抽象知识的理解门槛，帮助学生建立“光合作用是生命活动核心”的整体认知框架。
实验探究，深化知识建构
【20分钟】
一、分组实验：验证绿叶在光下合成淀粉
（1）、明确实验目的与材料器具
教师出示实验材料清单：
盆栽的天竺葵、不透光纸（黑纸）、回形针、小烧杯、大烧杯、培养皿、三脚架、陶土网、酒精灯、火柴、镊子、酒精、碘液、水等。
强调实验要求：“每组4人，分工明确，一人负责记录，一人负责操作，两人协助配合。”
教师提问：为什么实验前要将天竺葵放在暗处2~3天？
预设学生回答：为了耗尽叶片中原有的淀粉，避免干扰实验结果。
教师补充：这是为了确保实验的准确性，排除原有物质的影响。
（2）、演示酒精脱色步骤
教师现场示范：将摘下的叶片放入盛有酒精的小烧杯中，再将小烧杯置于盛有热水的大烧杯中，用酒精灯进行水浴加热。
强调安全要点：“酒精易燃，不可直接加热！必须使用水浴法，防止火灾。”
引导观察：随着加热进行，酒精颜色由无色逐渐变为绿色，叶片由绿色褪为黄白色。
教师解释：酒精溶解了叶绿素，使叶片失去绿色，便于后续观察碘液反应。
（3）、碘液染色与结果观察
教师指导：待叶片呈黄白色后，取出用清水漂洗，平铺于培养皿中，滴加几滴碘液。
等待片刻后，再用清水冲洗，观察颜色变化。
教师提问：你们看到了什么现象？哪一部分变蓝？哪一部分未变蓝？
预设学生回答：照光部分变蓝，遮光部分不变蓝。
教师追问：这说明了什么？
预设学生回答：光下合成了淀粉，遮光处没有合成。
教师总结：这说明光合作用需要光，且产物之一是淀粉。
（4）、讨论与反思
教师提出三个讨论题：
1. 实验中为什么要设置遮光与不遮光两部分？
2. 为什么实验前要进行黑暗处理？
3. 酒精为何会变绿？
学生分组讨论，代表发言，教师点评。
教师强调：这是典型的对照实验，通过控制单一变量（光照），验证因果关系。
二、拓展实验：验证光合作用需要叶绿素
（1）、介绍斑叶植物实验材料
教师展示银边翠、银边天竺葵等斑叶植物叶片，指出其边缘为白色，不含叶绿素。
提问：这些非绿色部分能否进行光合作用？
教师引导：我们可以用同样的方法检测是否产生淀粉。
（2）、分组操作与观察
教师指导：将叶片放入酒精中水浴加热，漂洗后滴加碘液。
学生观察并记录：
- 绿色部分：变蓝 → 有淀粉生成 → 可进行光合作用。
- 非绿色部分：不变蓝 → 无淀粉生成 → 无法进行光合作用。
（3）、归纳结论
教师提问：实验结果说明了什么？
预设学生回答：光合作用必须要有叶绿素，没有叶绿素就不能合成淀粉。
教师补充：叶绿素存在于叶绿体内，因此叶绿体是光合作用的场所。
教师板书：光合作用的场所——叶绿体。
1. 分组协作，明确分工，积极参与实验操作。
2. 仔细观察酒精脱色过程，注意安全事项。
3. 记录实验现象，对比照光与遮光区域的颜色差异。
4. 参与讨论，分享实验发现，形成科学结论。
评价任务
操作规范：☆☆☆
现象观察：☆☆☆
结论表达：☆☆☆
设计意图
通过亲手操作“验证淀粉合成”实验，让学生从被动接受走向主动建构，真正理解“对照实验”的设计逻辑。在“酒精变绿”“碘液显色”等直观现象中感知科学证据的力量。拓展实验进一步揭示“叶绿素—叶绿体—光合作用”之间的结构功能关系，突破认知难点，实现从现象到本质的跃迁。
归纳总结，构建知识体系
【10分钟】
一、整合科学家研究成果，构建光合作用模型
（1）、引导学生梳理研究线索
教师提问：回顾我们刚才学习的四位科学家的实验，他们分别证明了什么？
学生回答：
- 海尔蒙特：水是植物增重的主要来源。
- 普里斯特利：植物能净化空气。
- 英格豪斯：光是净化空气的必要条件。
- 萨克斯：光下合成淀粉，说明有有机物生成。
教师板书：光合作用的条件：光；产物：淀粉、氧气；场所：叶绿体。
（2）、揭示原料与产物的关系
教师补充：1782年，瑟讷比埃证明植物在光下吸收二氧化碳；1804年，索绪尔发现植物还消耗水。
教师提问：那么，光合作用的原料是什么？
预设学生回答：二氧化碳和水。
教师总结：光合作用的完整公式可表示为：
二氧化碳 + 水 → 有机物（淀粉） + 氧气（在光和叶绿体条件下）
教师板书：光合作用公式：
CO₂ + H₂O → (CH₂O) + O₂（光能→化学能）
二、联系实际，升华情感价值
（1）、讨论现实意义
教师提问：如果没有光合作用，地球会变成什么样？
预设学生回答：没有氧气，人类无法呼吸；没有食物链基础，所有生物都会灭绝。
教师总结：光合作用是地球上一切生命赖以生存的基础，它维持了大气中氧气与二氧化碳的平衡，是自然界最伟大的“能量转换站”。
（2）、致敬科学家精神
教师深情讲述：从17世纪到19世纪，一代又一代科学家历经数十年，不断试错、修正、完善，才终于解开这个谜团。他们的坚持与智慧，值得我们永远铭记。
鼓励学生：你们今天也在像科学家一样思考、实验、推理，这就是科学的种子正在发芽。
1. 回顾科学家实验，梳理各阶段发现。
2. 理解光合作用的原料、条件、产物与场所。
3. 参与讨论，思考光合作用对地球生态的重要性。
4. 感受科学探索的艰辛与伟大，树立科学使命感。
评价任务
知识整合：☆☆☆
联系实际：☆☆☆
情感体验：☆☆☆
设计意图
通过系统梳理科学史，帮助学生构建“光合作用”知识网络，实现从零散信息到整体认知的飞跃。引导学生将生物学知识与生态环境、人类生存相联系，增强社会责任感。在情感层面激发学生对科学的敬畏之心，点燃探索未知的热情，落实“态度责任”维度目标。
课堂小结，布置作业
【5分钟】
一、师生共同回顾本课要点
（1）、教师提问，学生抢答
教师快速提问：
- 光合作用的条件是什么？答：光。
- 产物有哪些？答：淀粉和氧气。
- 场所在哪里？答：叶绿体。
- 原料是什么？答：二氧化碳和水。
- 实验中为何要黑暗处理？答：耗尽原有淀粉。
- 碘液染色后，照光部分为何变蓝？答：合成淀粉。
教师给予即时反馈，表扬积极表现的学生。
（2）、板书总结
教师完整呈现板书：
[中心图] 叶绿体 → 光 → 有机物 + 氧气
[左侧] 原料：二氧化碳、水
[右侧] 条件：光、叶绿素
[下方] 科学家：海尔蒙特、普里斯特利、英格豪斯、萨克斯
[底部] 意义：维持碳氧平衡，提供能量与物质基础。
1. 回忆并复述本节课的核心知识点。
2. 参与抢答，巩固记忆。
3. 观察板书，形成知识结构图。
评价任务
知识掌握：☆☆☆
参与度：☆☆☆
记忆准确：☆☆☆
设计意图
通过快速问答与视觉化板书，强化学生对重点内容的记忆。帮助学生建立清晰的知识框架，实现“学—思—记”一体化。为下一课时学习“光合作用与呼吸作用的关系”做好铺垫。
作业设计
一、基础巩固题
1. 请写出光合作用的原料、条件、产物和场所。
2. 判断下列说法是否正确，正确的打“√”，错误的打“×”。
（1）植物在黑暗中也能进行光合作用。（ ）
（2）叶绿素是光合作用的场所。（ ）
（3）金鱼藻在光下能释放氧气。（ ）
（4）酒精脱色是为了去除叶绿素，便于观察碘液反应。（ ）
3. 为什么实验前要将天竺葵放在暗处2~3天？
4. 请简述萨克斯实验的设计思路，并说明其对照组与实验组分别是什么？
二、拓展应用题
5. 你家阳台有一盆绿萝，每天中午阳光充足时，你能看到叶片上有微小气泡冒出。请你结合本节课所学知识，解释这一现象产生的原因。
6. 如果某地连续多日阴雨天气，植物的光合作用会受到什么影响？可能会导致哪些后果？请从生态系统角度分析。
三、实验设计题
7. 请你设计一个实验，验证“光合作用需要二氧化碳”。请写出实验目的、材料器具、实验步骤、预期结果及结论。
（提示：可用氢氧化钠溶液吸收二氧化碳，设置对照组与实验组）
【答案解析】
一、基础巩固题
1. 原料：二氧化碳和水；条件：光和叶绿体；产物：有机物（如淀粉）和氧气；场所：叶绿体。
2. （1）×；（2）×；（3）√；（4）√。
3. 为了耗尽叶片中原有的淀粉，避免其干扰实验结果，保证实验的准确性。
4. 萨克斯实验的设计思路是利用“部分遮光”作为对照，其中遮光部分为对照组，照光部分为实验组。通过比较两部分是否产生淀粉，验证光对光合作用的影响。
二、拓展应用题
5. 气泡是金鱼藻在光下进行光合作用释放氧气形成的。光照促使叶绿体合成有机物并释放氧气，氧气聚集在叶片表面形成气泡。
6. 阴雨天气导致光照不足，光合作用减弱，植物制造的有机物减少，生长缓慢甚至停滞。长期如此可能导致植物死亡，进而影响食物链，破坏生态平衡。
三、实验设计题
7. 【实验目的】验证光合作用需要二氧化碳。
【材料器具】盆栽天竺葵、两个透明密闭玻璃罩、氢氧化钠溶液（吸收二氧化碳）、碳酸氢钠溶液（提供二氧化碳）、碘液、酒精、烧杯、培养皿等。
【实验步骤】
① 将两盆相同的天竺葵分别置于两个密闭玻璃罩中；
② 在甲罩内放置氢氧化钠溶液，乙罩内放置等量碳酸氢钠溶液；
③ 将两组装置置于相同光照条件下2小时；
④ 摘取叶片，进行酒精脱色、碘液染色处理；
⑤ 观察并比较两组叶片颜色变化。
【预期结果】甲组（无二氧化碳）叶片不变蓝，乙组（有二氧化碳）叶片变蓝。
【结论】光合作用需要二氧化碳。
板书设计
[中心图] 叶绿体 → 光 → 有机物 + 氧气
[左侧] 原料：二氧化碳、水
[右侧] 条件：光、叶绿素
[下方] 科学家：海尔蒙特、普里斯特利、英格豪斯、萨克斯
[底部] 意义：维持碳氧平衡，提供能量与物质基础
教学反思
成功之处
1. 成功运用“科学史+实验探究”双主线教学模式，使抽象概念具象化，学生兴趣浓厚，参与度高。
2. 实验环节设计合理，安全提示到位，学生在动手实践中真正实现了“做中学”，知识内化效果显著。
3. 注重思维训练，通过层层设问引导学生从现象到本质思考，有效发展了科学思维能力。
不足之处
1. 部分学生对“对照实验”理解仍较模糊，个别小组在操作中未能严格控制变量，需加强实验设计指导。
2. 课堂时间分配略显紧张，尤其在拓展应用题环节，部分学生未能充分展开讨论。
3. 对于“叶绿体”结构与功能的关联讲解不够深入，可增加显微镜观察叶绿体的环节以增强直观感受。