孔秀花 湯恒

摘 要：“捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)”這節(jié)課的教學(xué)依據(jù)生物學(xué)科核心素養(yǎng)，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維能力，提升學(xué)生科學(xué)探究能力，通過(guò)培養(yǎng)人們發(fā)現(xiàn)美、探究美、實(shí)踐美以及創(chuàng)造美的能力，進(jìn)而提高學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);美育教學(xué);社會(huì)責(zé)任

一、設(shè)計(jì)背景

由于科學(xué)進(jìn)步、國(guó)家發(fā)展及課程改革的需要，國(guó)家提出教育要提高學(xué)生核心素養(yǎng)的要求。而高中生物學(xué)科核心素養(yǎng)包括社會(huì)責(zé)任、生命觀念、科學(xué)探究、科學(xué)思維，基于這些核心素養(yǎng)而設(shè)計(jì)出本節(jié)教學(xué)內(nèi)容，體現(xiàn)科學(xué)探究的綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，體現(xiàn)科學(xué)思維的色素吸收光譜，體現(xiàn)生命觀念的葉綠體的結(jié)構(gòu)適于光合作用，體現(xiàn)社會(huì)責(zé)任的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用。落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)，挖掘發(fā)現(xiàn)美、探究美、實(shí)踐美以及創(chuàng)造美的育人功能是本節(jié)設(shè)計(jì)的主線。

二、教材分析

《捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)》是人教版2019年版必修1第5章第4節(jié)《光合作用與能量轉(zhuǎn)化》中第一課時(shí)的內(nèi)容。新教材中本節(jié)內(nèi)容變化不大，僅將課后題中的恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)提到正文思考與討論中，這樣就進(jìn)一步驗(yàn)證了光合色素主要吸收紅光和藍(lán)紫光這一結(jié)論。將原有的葉綠體的結(jié)構(gòu)和功能，更改為葉綠體的結(jié)構(gòu)適于光合作用，目的是讓學(xué)生掌握結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)的生命觀念。教材主線非常的清晰，首先是綠葉中色素的提取和分離實(shí)驗(yàn)，明確了色素的種類、含量及吸收光譜，然后是光合色素存在于植物細(xì)胞中葉綠體中，由結(jié)構(gòu)功能觀自然過(guò)渡到葉綠體的功能，最后總結(jié)葉綠體結(jié)構(gòu)適于光合作用。而編者用一片葉片作為設(shè)計(jì)的主線，首先欣賞葉片的宏觀美——探究葉片中色素和葉綠體的微觀美——再將這種美應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐即實(shí)踐美——給學(xué)生提出更高的要求那就是創(chuàng)造美，更加強(qiáng)調(diào)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任意識(shí)。

三、教學(xué)目標(biāo)

（一）生命觀念角度能用結(jié)構(gòu)和功能觀說(shuō)明葉綠體的結(jié)構(gòu)如何與其功能相適應(yīng)，以生命觀念為指導(dǎo)，分析生命現(xiàn)象，解決生活生產(chǎn)問(wèn)題。

（二）科學(xué)思維角度根據(jù)牛頓的色譜現(xiàn)象，推測(cè)色素的主要吸收光譜。

（三）科學(xué)探究角度綠葉中色素提取與分離實(shí)驗(yàn)，探究色素的種類與其物理性質(zhì)的溶解性。

（四）社會(huì)責(zé)任角度解決農(nóng)業(yè)上蔬菜大棚植物產(chǎn)量的問(wèn)題，認(rèn)識(shí)到生物科學(xué)的價(jià)值，關(guān)心科學(xué)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感，健全人生價(jià)值觀。

四、教學(xué)過(guò)程

（一）創(chuàng)設(shè)詩(shī)詞情景，激發(fā)人文情懷

教師引導(dǎo)：師生共讀詩(shī)詞《葉子的故事》，展示實(shí)物——葉片，詩(shī)人眼中是一片葉子的藝術(shù)觀賞價(jià)值即葉片的宏觀之美，作為生物學(xué)界我們需要探究葉片通過(guò)光合作用進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化制造有機(jī)物為“生物大家庭”提供能營(yíng)養(yǎng)，繼而提出本節(jié)教學(xué)內(nèi)容“第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化”。

（附：葉子的故事

作者：孔秀花

春天，萌生出嫩綠新芽;夏天，經(jīng)歷雨水的沖刷;

秋天，滿城盡帶黃金甲;冬天，落入泥土悄悄說(shuō)著情話。）

學(xué)生活動(dòng)：欣賞幻燈片中四季葉片，朗讀小詩(shī)，激發(fā)內(nèi)心的人文情懷。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)詩(shī)詞創(chuàng)設(shè)情境，引入新課，實(shí)現(xiàn)美育中的“欣賞葉片的宏觀美”，試圖培養(yǎng)學(xué)生的人文素養(yǎng)。

教師引導(dǎo)：大家思考為什么葉片能進(jìn)行光合作用與能量轉(zhuǎn)化？

學(xué)生活動(dòng)：因?yàn)槿~片具有捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)（葉綠體）。

設(shè)計(jì)意圖：課題引入（板書(shū)：課題1：捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)）。

（二）精做教材實(shí)驗(yàn)，在實(shí)踐中提升科學(xué)探究能力

光合色素的種類

教師引入：展示一盆綠色植物（綠蘿），讓學(xué)生思考為什么葉片有的是綠色的？有的是黃色的？綠葉中的色素究竟有哪些種類？它們分別顯示什么顏色？帶著這些問(wèn)題我們一起來(lái)做《綠葉中色素的提取和分離》實(shí)驗(yàn)。

學(xué)生探究：學(xué)生分組探究實(shí)驗(yàn)，實(shí)踐感知，展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析得出結(jié)論。

設(shè)計(jì)意圖：學(xué)會(huì)提取、分離綠葉中色素的方法，鼓勵(lì)學(xué)生積極探究，體驗(yàn)實(shí)驗(yàn)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手操作能力、實(shí)驗(yàn)探究能力、科學(xué)創(chuàng)新能力。從而實(shí)現(xiàn)美育中“探究葉片的微觀之美”。

聯(lián)系生活：分析小學(xué)語(yǔ)文教材中“天氣涼了，樹(shù)葉黃了”存在的生物學(xué)原理？

學(xué)生明確氣溫與色素的關(guān)系。教師進(jìn)一步設(shè)問(wèn)色素為什么顯示不同顏色？

引入牛頓作為知識(shí)鋪墊：牛頓不僅為物理學(xué)做出了巨大貢獻(xiàn)，也為色素吸收光譜打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。1665年，牛頓讓一束光通過(guò)三棱鏡，結(jié)果顯示出非常漂亮的七色光，科學(xué)家將稱其為光譜，借助教材明確光譜的概念。

（三）精學(xué)生物學(xué)史，在學(xué)習(xí)中提升科學(xué)思維能力

教師引入：屏幕上展示圖片：將一試管色素濾液放在陽(yáng)光和三棱鏡之間，要求學(xué)生從連續(xù)光譜中觀察明顯變暗的區(qū)域，并分析原因。生物學(xué)家們經(jīng)過(guò)精確的計(jì)算與測(cè)量，繪制了色素的吸收光譜，即教材圖5-12：葉綠素和類胡蘿卜素的吸收光譜

學(xué)生活動(dòng)：仔細(xì)觀察分析屏幕上的兩張圖，對(duì)色素主要吸收的光譜得出結(jié)論，再通過(guò)閱讀教材上的圖5-12進(jìn)一步證實(shí)這一結(jié)論。

設(shè)計(jì)意圖：指導(dǎo)學(xué)生讀圖，嘗試從圖形中獲取信息，以其獲得圖文轉(zhuǎn)換能力?？偨Y(jié)色素的作用——吸收可見(jiàn)光進(jìn)行光合作用。

教師過(guò)渡：人有歸屬感，物質(zhì)有其存在性，這些光合色素分布在細(xì)胞的什么部位？引出發(fā)展史，1817年法國(guó)科學(xué)家首次從植物中分離出葉綠體，直到1865年，德國(guó)植物學(xué)家薩克斯發(fā)現(xiàn)葉綠素集中在一個(gè)個(gè)更小的結(jié)構(gòu)中，稱為葉綠體。那么葉綠體的結(jié)構(gòu)是怎樣的呢？閱讀教材P100，完成葉綠體模型的建構(gòu)。

（四）精建葉綠體模型，在制作中提升生命觀念

教師引入：引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建葉綠體的結(jié)構(gòu)模式圖。

學(xué)生展示并講解：

1.葉綠體有哪些結(jié)構(gòu)組成？光合色素和酶分布在哪里？

2.葉綠體有哪些結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是與其功能相適應(yīng)？

學(xué)生活動(dòng)：構(gòu)建葉綠體的結(jié)構(gòu)模式圖，思考結(jié)構(gòu)和功能之間的關(guān)系。

設(shè)計(jì)意圖：通過(guò)模型建構(gòu)，獲得葉綠體的結(jié)構(gòu)，提出這些結(jié)構(gòu)是和功能相適應(yīng)的，引出葉綠體的功能。

（五）精析恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)，提升科學(xué)思維能力

教師引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材上的材料分析，思考以下問(wèn)題：

1.恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)方法有什么巧妙之處？

2.恩格爾曼的實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是什么？

學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材資料，實(shí)驗(yàn)材料、實(shí)驗(yàn)方法、分析實(shí)驗(yàn)過(guò)程得出葉綠體功能的結(jié)論。

設(shè)計(jì)意圖：充分利用教材中的資料，引導(dǎo)學(xué)生分析資料得出結(jié)論，站在巨人的肩膀上，學(xué)習(xí)一種科學(xué)方法來(lái)驗(yàn)證自己的推理，為以后的科學(xué)研究提供借鑒的模板。

教師總結(jié)：結(jié)合葉綠體的結(jié)構(gòu)，總結(jié)哪些結(jié)構(gòu)適于光合作用？

學(xué)生總結(jié)：在葉綠體內(nèi)部巨大的膜表面上，分布著許多吸收光能的色素分子，在類囊體膜上和葉綠體基質(zhì)中，還有許多進(jìn)行光合作用所必需的酶。這是葉綠體捕獲光能、進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

（六）回扣教材，總結(jié)歸納

第4節(jié)光合作用與能量轉(zhuǎn)化

課題1捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)

1.捕獲光能的色素

色素種類：

色素吸收光譜：

色素的作用：

2.捕獲光能的結(jié)構(gòu)（葉綠體的結(jié)構(gòu)適于光合作用）

葉綠體的結(jié)構(gòu)：

葉綠體的功能：

（七）精析教材主線，在解決實(shí)際問(wèn)題中增加社會(huì)責(zé)任感

認(rèn)識(shí)葉片宏觀美——探究色素和葉綠體的微觀美——還要將美應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中（實(shí)踐美），展示植物工廠視頻，引導(dǎo)學(xué)生幫助農(nóng)民解決實(shí)際問(wèn)題，如何提高大棚蔬菜的產(chǎn)量？進(jìn)一步將生物知識(shí)應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中，通過(guò)幫助他人增強(qiáng)學(xué)生們的社會(huì)責(zé)任感。

依托教材，升華主題

幫助他人，是一種美德;服務(wù)于社會(huì)，是一種責(zé)任，老師對(duì)你們的期望就是：“提升自我，實(shí)現(xiàn)價(jià)值，幫助他人，服務(wù)社會(huì)”，老師再提一個(gè)更高的要求：“欣賞美、探究美、實(shí)踐美”的基礎(chǔ)上再多些創(chuàng)造美，你們創(chuàng)造一點(diǎn)點(diǎn)，這個(gè)社會(huì)就進(jìn)步一點(diǎn)點(diǎn)，因?yàn)槟銈兪沁@個(gè)社會(huì)的棟梁之材！

參考文獻(xiàn)

[1]中華人民共和國(guó)教育部制定.普通高中生物學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）

[2]李淑芹.光與光合作用——捕獲光能的色素和結(jié)構(gòu)教學(xué)設(shè)計(jì)《教學(xué)儀器與實(shí)驗(yàn)》2012.8

作者簡(jiǎn)介：孔秀花.（1981.06-），女，漢族，山東菏澤人山東省聊城第一中學(xué)教師，學(xué)士，研究方向：高中教學(xué)工作;

湯恒.（1981.11-），女，漢族，山東聊城人，山東省聊城第一中學(xué)教師，中共黨員，學(xué)士，研究方向：高中教學(xué)工作。