高中生物人教版 (2019)必修1《分子与细胞》捕获光能的色素和结构教学设计

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学校
课题
捕获光能的色素和结构
年级
高一
学科
生物
教材分析
《捕获光能的色素和结构》是人教版高中生物教科书必修一《分子与细胞》中第五章第四节第一部分的内容。
在初中生物课上， 已经简单介绍过叶绿体的结构与功能，光合作用的场所是叶绿体等知识点，在本书的内容中，也已经学习了 ATP 与 ADP 之间的转化、酶、细胞的基本结构等与本节课内容相关的知识点；本章内容还与细胞呼吸相关知识紧密相联，同时与必修 3《生态系统的物质循环》中的碳循环有着一定的联系。
本节内容是本书中的重难点部分，与之相关的知识点很多，要注意梳理复习。本节内容中通过探究实验，帮助学生理解与学习色素的种类和含量，并通过对实验过程的讲解和分析，培养学生的科学思维和科学探究能力，引导学生体会科学家们为了真理探索求真的精神。“捕获光能的色素和结构”是本节的重难点，也是高中生物学课程中的重难点之一，对于光合作用的原理和应用的学习起到启下的作用。在本节课的教学中，尤其要注重对学生的引导，帮助学生培养科学思维和科学探究能力，建立起叶绿体结构与光合作用功能相适应的生命观念。
学情分析
(1) 知识准备
学生之前已经学过光合作用的有关知识，知道光合作用离不开叶绿素等光合色素 。学生已经具备进一步学习叶绿体的亚显微结构的知识基础，并且还具备了解光合作用过程的兴趣。
(2) 能力基础
高一学生已经具备一定的自主学习与合作探究能力，能进行研磨、过滤等实验操作。
(3) 不足之处
学生对光合作用有一定认知，但不了解光合作用的物质基础，结构基础，也不能从物质变化和能量转化的角度认识光合作用;同时“叶绿体色素的提取与分离”实验的过程又涉及到物理(光学)、化学知识，对于理解色素吸收色光，掌握有关化学试剂的使用方法与技巧，可能存在一定的难度。
学生对智慧平板的操作不是很熟练，需要教师引导。
教学目标
1.知识目标
(1)掌握提取和分离叶绿体中色素的方法。
(2)说出绿叶中色素的种类和作用以及吸收光谱。
2.科学探究
(1)描述色素层析实验现象，初步掌握色素提取和分离实验的基本思路和方法。
(2) 对色素层析异常结果进行讨论分析，提高思考问题和解决问题的能力。
3.生命观念
通过对叶绿体结构的学习，叶绿体是光合作用场所科学实验分析，认同结构与功
能相适应的观点。
4. 社会责任
认同光合作用是世界上最伟大的化学反应，对维护碳氧平衡以及固定能量的重要性，建立起爱护绿色植物的社会责任感。
教学重难点
教学重点:能实施实验，客观地观察和描述实验现象，并得出叶绿体中的色素能够捕获光能以及吸收光谱的差别。
教学难点:能运用结构与功能观，解释叶绿体适于进行光合作用的结构基础。
教学准备
提取与分离色素实验微课视频、课件、预习案、智慧课堂平板，绿色韭菜和黄色韭黄以及实验所需其他试剂和用具、分光光度计，恩格尔曼实验微课视频
教学环节
教学内容
教师活动
学生活动
智慧课堂应用及分析
1.功能选择
2.应用价值
3.评价体现
时长
课前环节
（1）请同学们根据《色素的提取和分离 》《恩格尔曼实验》微课视频、教材等预习资料，完
成预习案。
预习案是实验中操作相关的问题，色素种类、含量和吸收光谱等的总结，叶绿体的结构和功能。
学生提出疑难问题反馈至
教师端。
（1）教师准备课件
及微课视频
“色素的
提取和分
离 ”“恩
格尔曼实
验”，推
送至学生
端，微课
视频来自互联网。教师推送
预习任务
（2）教师根据学生
反馈，对
学情进行
再分析，
针对性调
整并完善
教学方案
, 设计教
学活动，
开展针对性教学。
观看教师推送微课
,
根据推送任务完成预习工作 , 完成预习案并上传教师端
。
学生思考问题，问题上传至教师终端
。
推送实验微课视频，让实验更加直观化，帮助学生理解 , 并指导学生标准化实验操作。
推送预习案，让同学们在观看视频以后完成，教师课前查看预习案完成情况，有针对性的准备教学活动。也可以对学生的学习能力，科学思维能力和探究能力做出一定的评价和反馈。
学生提出有困惑的问题，让教师在教学中更加注意，设置情景或者有技巧的解决这些困惑。
20 分钟
课中环节
色素的提取和分离
教师根据预习反馈情况，讲解基础问题。
介绍实验材料（绿韭菜和黄韭黄）和相关试剂后，分组开始色素提取和分离实验，期间多指导学生。试验完成后，请同学们上传的层析带 , 选取清晰色带进行展示，邀请学生进行（1）分析色素的种类，顺序，含量，溶解度等，教师边评价边板书。
（2） 请 学生 比 较 绿
色 韭 菜 和
黄 色 韭 黄
色 素 带 的
异 同 并 分析原因。
（3） 请 学生 分 析 异
常 色 带 的原因。
听老师讲解疑问，介绍实验材料等，分组进行实验。
将纸层析带实验现象上传至教师端。
根据色素带分布，总结色素种类和含量。
尝试解释韭菜韭黄颜色不同的原因，锻炼思维能力。
分 析 异 常
的 色 带 产
生 的 原 因 :
没 有 色 素带；
色 素 带 颜
色 很 浅 ；
色 带 重 叠不整齐。
学生试验后上传色带层析情况到教师端，教师选取合适的纸层析带推送到学生端。学生们可以直观看见好的实验现象是怎样的。再请同学进行色素种类等知识的总结和分析。
教师可以从实验现象评价出学生的实验动手能力。
展示黄绿色枫叶的色素带，点名动能，增强师生互动。
展示异常的色素带， 随机点名功能，活跃课堂气氛。
20 分钟
2分钟
3分钟
色素吸收光谱
展示并介
绍分光光
度计原理
根据吸收
峰情况，
分析色素
拍照吸收曲线推送至学生
端，让每个学生可以观察和分析，教师进行评价。
5 分钟
和操作方
法，请学
生上台将
色素提取
液和试剂
混合成样
品溶液并
加样到样
品室中，
教师提前
设置合适参数。
的吸收光谱。
叶绿体的结构适于进行光合作用
教师展示叶绿体结构示意
图，并讲解各部分名称及功能。
推送学生端恩格尔曼实验微课视频和恩格尔曼第二个实验示意
图，请学生分析两个问题：实验设计巧妙之
处？
实 验 结 论是什么？
观看叶绿
体结构示
意图，体
会结构与
功能相适
应的生命观念。
观看教师
推送的视
频，认真
思考，小
组讨论，
派代表发
言回答两
个问题。
培养表达
能力和科
学思维。
推送图片和视频至学生端的功能，帮助完成教学内容，实现师生互动。
5 分钟
5 分钟
课后环节
完成本节内容习题
教师根据学生反
馈，有针
对性地对
学生疑难
问题进行答疑。
学生对本
节课知识
点不懂的
地方及时
反馈 至平
台，与教师探讨。
利用智慧课堂加强课后交
流，反馈作业完成情况，帮助教师针对性的辅导，也可根据作业情况帮助教师进行教学反思。
1 小时
板书设计
教学反思
这一部分内容不仅展示了科学实验探究过程，能帮助学生深刻理解知识、理解科学的本质。色素提取和分离实验分组进行，能有效地提高学生的学习兴趣，有助于培养学生分析问题能力，发展科学思维和动手操作能力，感受科学探究过程的一般步骤和研究方法。
问题设计的难度适中，具有一定的延展性和宽度，这样有益于激发学生学习的积极性和创造性，锻炼学生科学思维能力，学生积极思考和相互交流，增强了思维的主动性。
任务较多，要求对平板操作非常熟练，合理把控教学各个环节的时间。