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第二节 绿色植物对有机物的利用教学设计案例
一、教学设计思路
绿色植物通过光合作用制造了大量有机物并储存能量，不但满足了绿色植物本身生活的需要，而且还为生物圈中的其他生物提供了有机物和能量。而所有生物对于有机物和能量的利用都是通过呼吸作用实现的，因而呼吸作用是生物的共同特征。
初中一年级的学生对于植物的光合作用和动物的呼吸作用已经有了感性认识，但往往意识不到植物的呼吸作用，甚至将植物的光合作用与呼吸作用相混淆。在课堂中注意时时以动物的呼吸作用作为参照，组织一系列验证性实验和探究性实验，使学生在动手动脑、自主探究的学习活动中，获得有关呼吸作用的基础知识，发展思维能力，培养科学精神;通过分析呼吸作用原理在生产、生活中的有关应用，关注现实生活，使学生能够运用所学知识解决生活中的常见问题。
二、教材分析
重点
1.呼吸作用的过程。
2.呼吸作用是生物的共同特征。
难点
呼吸作用为生命活动提供能量。
三、教学目标
知识目标
1.说出有机物用来构建植物体。
2.通过探究实验，描述植物的呼吸作用。
3.理解呼吸作用是生物的共同特征。
能力目标
1.完成有关呼吸作用的实验，增强实验操作能力 和观察能力。
2.灵活运用实验原理，独立设计、开展探究实验。
3.分析和解决植物的呼吸作用在生产、生活中的实际问题。
情感、态度和价值观
1.形成实事求是的科学态度和探索精神。
2.在实践中大胆思考、勇于创新。
3.认同绿色植物在制造有机物方面对于生物圈的重要意义。
四、教学过程
教学过程 设计意图及
诊断性评价
教师活动 学生活动
课前
准备 1.准备教材中的演示实验装置。
2.另外准备学生分组实验用的澄清石灰水、吸管、小木条、火柴及可能用到的大号注射器、细线等。
3.用PowerPoint演示多媒体课件。 上课前1～2天，以 小组为单位，将自备的植物器官如各种蔬菜、水果，放入密闭的容器内，如罐头瓶、塑料袋等，上课时带到实验室。 教师备用实验材料，以供上课时教师演示和学生检测选用。
学生自主选择生活中的常见材料为实验用品，以积极的态度参与学习活动。
复习
提问 1.绿叶在光下制造有机物的实验现象说明了什么? 学生根据实验，说出：绿叶在光下制造出有机物──淀粉。 引导学生回忆到植物体内的有机物是光合作用制造的。
新课 绿色植物制造出大量的有机物有什么用呢? 置疑 ，引出课题。
进入
新课 启发学生观察自己手中的植物器官 ，分析构成这些器官的物质有哪些?
植物体不仅利用有机物构成了本身，还会把这些有机物通过呼吸作用利用、消耗。
以PowerPoint形式展示视频：鲸的呼吸。
设疑：植物也有呼吸吗?植物的呼吸与动物的呼吸一样吗?
学生根据前面所学知识，说出植物器官是由无机物和有机物构成的;有机物中包括糖类、蛋白质、脂类等。
学生观察、分析、回答。引出呼吸作用。 引导学生说出有机物的用途之一是：用来构建植物体。植物体不仅利用有机物构成了本身，还会把这些有机物通过呼吸作用利用、消耗。
引出呼吸作用。
学生的回答可能会是：植物的呼吸与动物的呼吸一样，或者不一样。教师都不必给出答案，用下面的实验来说明。
实验过程
1.设疑：动物在呼吸时吸收什么气体?植物与动物一样吗?氧气有什么特性?我们就根据氧气的这一特性来检验。
教师利用准备好的实验装置，找一位同学协助，将燃烧的小木条分别伸入装有煮熟的黄豆种子的乙瓶和装有等量萌发的黄豆种子的甲瓶中。
提问：实验现象说明了什么?
我们证明了活的种子吸收氧气，那么，植物的其他器官是否也吸收氧气呢?你打算如何根据这个实验原理进行探究?
教师强调利用现有材料实验的可行性。
2.设疑：动物在呼吸时产生什么气体?植物与动物一样吗?
介绍检验二氧化碳气体的简单方法，并指导学生如何检验自己呼出的气体中含有较多的二氧化碳气体。
出示第二套演示装置：
瓶中装有萌发的黄豆种子，实验前漏斗及U型管的末端都是封闭的。提问：如何证明瓶中种子呼吸释放的气体与动物呼吸一样?你有什么好办法?
请一名学生来操作，教师强调注意事项。
我们证明了活的种子能产生二氧化碳，那么，植物的其他器官是否也能产生二氧化碳呢?你们打算如何根据这个实验原理进行探究?
教师组织学生讨论利用现有材料实验的可行性。
3、 动物呼出的气体中还有什么成分呢?指导学生自己往玻璃器皿上吹气，观察。
提问：植物呼出的气体中是否也有水分呢?你是怎么知道的?
引导学生仔细观察。
4.通过实验我们知道植物呼吸放出二氧化碳和水，那么二氧化碳和水来自何处?科学实验证明：二氧化碳和水来自于植物体内有机物的氧化分解。
提问：有机物分解需要什么条件?
有机物中储存的能量是什么形式的?有机物分解时其中的能量会怎样变化?
动物体内的有机物分解时释放的能量有什么用途?
植物体内有机物分解时，其中的能量如何?
教师出示前一天准备好的实验装置：甲、乙两暖水瓶中放入等量的黄豆种子，其中，甲瓶内装有萌发的种子，乙瓶内是煮熟的种子，瓶口用棉花密封后，各插入一支温度计。公布初始温度。
比喻：这就好比煤在锅炉里，在氧气的作用下燃烧，产生二氧化碳和水，煤里的化学能转化成热能，释放出来。这个过程发生在细胞中，有机物就像煤，锅炉则是线粒体。
三维动画演示线粒体内的呼吸作用。 氧 气。
氧气可以助燃。
观察现象：小木条在乙瓶中继续燃烧，在甲瓶中熄灭。
分析现象：小木条在甲瓶熄灭是因为瓶中的氧气被萌发的种子吸收了。
在小组长的组织下，利用自备的实验材料(放入罐头瓶中的)加以检验。交流实验结果。
二氧化碳。
利用吸管向澄清的石灰水缓缓吹气。观察现象。
学生根据前面的实验，提出利用清水将瓶中的气体排出，通入澄清石灰水加以检验。
一名学生操作：去除棉球，将U型管的末端插入澄清石灰水，向漏斗内注入清水。其他人观察现象。分析：萌发的种子也能产生二氧化碳。
在小组长的组织下，讨论利用现有仪器和自备的实验材料(放入塑料袋中的)加以检验。
(1)用注射器抽取其中气体，注入澄清石灰水;
(2)吸管插入塑料袋，并用细线捆 住插孔，将其中气体挤入澄清石灰水;
交流实验结果。
学生观察到自己呼出的气体中有水蒸气。
学生在教师启发下，通过对比观察实验1中的甲、乙两瓶内壁;或自己带来的装置;或联想到家中装蔬菜、水果的塑料袋内壁等。
得出结论：植物也和动物一样，呼出水蒸气。
氧气。
化学能。
释放。引导学生说出：一部分供给动物体利用，如运动;一部分转化成热能散失，如维持体温。
学生读取甲、乙两瓶的温度，与初始温度相对比，发现甲瓶温度明显上升，分析 现 象，得出结论：活的种子进行呼吸作用，有机物分解时释放其中的能量，一部分转化成热能。
观察。体会。
以学生原有知识经验为基础，循序渐进。
通过实验使学生认识到：植物也和动物一样，需要吸收氧气。
不同小组选用不同的植物器官，得出结论：植物的各个部分呼吸时都吸入氧气。
通过实验操作，使学生对二氧化碳使澄清石灰水变混浊的特性建立感性认识。
启发学生利用已有知识和现有条件完成实验。
不同小组选用不同的植物器官，采取不同的方法，得出一致的结论：植物的各个部分呼吸时都能放出二氧化碳。
使学生体会自主探究的乐趣。
直观，简便。
培养学生的敏锐的观察能力。
采用层层递进的方法，通过复习原有知识，提出新问题，自然过渡到有机物分解为植物生命活动提供能量。调动学生的逻辑思维。
将抽象的内容直观化，使学生较难理解的能量问题得以突破。
利用形象比喻和动画演示的优越性，将学生的理性认识感性化，加深理解，突破难点。
小结 5. 教师引导学生总结：
(1) 什么是呼吸作用?
(2) 植物的呼吸作用与动物的呼吸作用是否相同?
(3) 呼吸作用的意义是什么? 学生归纳呼吸作用的定义。
板书：呼吸作用反应式。
呼吸作用为生物的生命活动提供能量。 由感性认识到理性认知。
使学 生认同：呼吸作用是生物的共同特征。
应用 6.组织技能训练：
推理：环境温度对呼吸作用的强弱有什么影响?
进一步推理：为什么新疆的哈密瓜、葡萄特别甜?
7.讨论：生活中，人们在储存农作物时，用哪些做法限制植物的呼吸作用、以延缓有机物的分解?
8.分析现象：在北方冬季，有的家庭把许多盆栽植物都移到密闭的卧室内，这样的做法合适吗?为什么? 学生分析讨论，交流：
环境温度低，呼吸作 用弱。
新疆昼夜温差大，日照充足，白天光合作用产生的糖分多，夜晚温度低，呼吸作用弱，糖分分解少，所以瓜果特别甜。
如降低环境温度、降低氧浓度(真空包装)等。
这种做法不合适。因为盆栽植物也要进行呼吸作用，夜间会与人争夺氧气。
启动学生的逻辑思维。
分析呼吸作用原理在生产、生活中的有关应用，关注现实生活，运用所学知识解决生活中的常见问题。
结束 播放羽泉的《深呼吸》，组织学生整理实验用品。 学生在音乐声中整理实验用品。 培养良好的学习习惯，缓解紧张情 绪，体现人文关怀。
五、教学反思
初中生物学教师一般所任教学班级较多，几天后，乙暖水瓶中的温度也有不同程度的升高，教师应抓住这一契机，组织学生一起分析乙暖水瓶中的温度升高的原因：是由于煮熟的种子腐烂、细菌的呼吸作用所致，这又恰好说明了呼吸作用是生物的共同特征。
本节教学既没有像以往传统教材的单纯讲授呼吸作用，也没有完全按照新教材的呈现顺序，而是以植物的呼 吸作用与动物的呼吸作用一样吗?为主线，组织了系列验证性实验和探究性实验，剖析了植物对有机物的利用，将抽象的知识直观化，符合学生的认知规律。将教师演示实验与学生自备材料的分组实验相结合，具有较强的可操作性。自主合作的学习情境、层层递进的思维启动，诱发了学生学习的内在动因，学生在这种自主、探究的学习 过程中始终保持最佳情绪状态，不仅获得了知识、技能，而且发展了学生的探索精神和创新能力。
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