《绿叶在光下制造有机物》实验教学设计
生物学科核心素养关注学生理性思维的构建和科学探究精神的培养。笔者将通过《绿叶在光下制造有机物》一节的实验教学，通过学生参与探究实验过程、验证猜想、表达与交流等层层推进，帮助学生运用理性思维构建知识体系，以小组合作为基本形式，完成《绿叶在光下制造有机物》实验，培养学生的科学探究劲射和创新意识，将学生学科核心素养培养落到实处。
一、教材分析
(一)教学内容分析
“绿叶在光下制造有机物”的实验是人教版生物学七年级上册第三单元第四章“绿色植物是生物圈中有机物的制造者”中的重点实验。本实验是初中生了解光合作用过程的第一个实验，此实验不仅是教学重点，而且是考试中的高频考点。如何让学生理解实验原理，验证过程，熟练掌握实验技能，对学生学好本节内容，养成科学探究精神具有重要意义。
(二)教学对象分析
本节内容为七年级上学期的学习内容，通过小学的学习和前面学习，学生已经具备以下知识基础：小学已经知道植物具有光合作用过程；通过前面探究“光对鼠妇的影响”的学习，学生也了解探究实验的一般过程知道“淀粉遇碘变蓝”的特性；这些都为学生进一步探究“绿叶在光下制造有机物”的打下基础。
同时，学生还对生命现象有强烈的好奇心，具备一定的观察、分析、动手操作能力及乐于学习、乐于合作探究的态度，可较好地完成探究实验设计及实施。
二、实验目标
（一）知识目标
1.阐明绿色植物是在光下制造淀粉。
2.说明光是绿叶制造有机物不可缺少的条件。
（二）能力目标
通过与小组成员合作设计探究实验，学会用理性思维进行实验探究，分析实验现象及实验结果并尝试改进。
（三）情感态度和价值观
养成乐于合作和探究的良好理性思维能力和科学探究精神。
三、教学重点和难点
（一）教学重点
通过本实验的设计和实施，建构以下重要概念：
1.绿叶在光下制造的有机物是淀粉。
2.光是绿叶制造有机物不可缺少的条件。
（二）教学难点
本实验步骤多，时间长，难度大。在教学过程中，教师如何引导学生理解实验原理，归纳探究步骤得出结论，是本节课的难点。
四、教学策略
为落实重点，突破难点，保证顺利进行。我将在学生亲身参与实验设计的前提下，从改进实验材料为红花酢浆草、实验过程分为从课内延伸到课外进行、改进实验操作等方面确保达成教学目标。
五、材料用具
1、材料：熟马铃薯、马铃薯叶、红花酢浆草等。
2、用具：热水、酒精、碘液、大烧杯、小烧杯、酒精灯、培养皿、镊子
六、教学过程
本节课依据学生的思维习惯，主要以“创设情境，获得实验原理→分析问题，归纳实验步骤→解决问题，规范实验操作→进行实验，验证实验猜想→分析交流，得出实验结论”的流程进行，层层推进，帮助学生运用理性思维构建知识体系，养成科学探究精神。
教学 过程 | 教师组织和引导 | 学生活动 | 设计意图 |
创设情境， 获得实验原理 | 同学们都吃过马铃薯吗？想知道马铃薯中主要含有什么物质吗？我们一起来验证一下吧！ 追问：淀粉是由根合成的还是由叶制造后运输来的呢？今天我们先来探究叶中是否有淀粉。 让学生尝试直接向马铃薯叶直接滴加碘液。 出示脱色后的马铃薯叶片（黄白色）滴加碘液。 
提问：叶片中怎么会有淀粉呢？淀粉是在什么条件下能制造的呢？ 引入课题 | 学生向马铃薯切面上滴加碘液，观察显色现象。（见下图） 
得出结论：马铃薯含有淀粉。 学生向马铃薯叶滴加碘液。观察现象：无明显变化。 分析原因：叶片中有叶绿素干扰。 观察现象：叶片变成蓝色。 分析现象：叶片中含有淀粉。 思考现象，进行探究。 | 从学生的生活现象提出问题导入，激发学生兴趣，通过实验验证，让学生亲眼观察到淀粉遇碘的颜色变化，获得实验原理。 让学生通过“试误”，学生更容易接受验证过程先需要用酒精脱色，为接下来实验的设计打下良好的基础。 |
分析问题，归纳实验步骤 | 引导学生根据问题串进行分析、讨论、总结实验步骤。 1、实验中，如何去掉叶片中原有淀粉？ 2、原淀粉运走后如何制造新淀粉？ 3、采用什么方法控制变量——光？ 4、遮光后，如何进行绿叶脱色？ 5、滴加碘液目的是什么？ 穿插解疑：为何要用酒精脱色？→为何要隔水加热？→脱色后为何还要漂洗？→滴加碘液为何要稍停片刻，再漂洗？ | 学生对“问题串”中的每一个问题进行积极、热烈的分析、讨论，归纳出实验步骤。 明确实验步骤：暗处理→遮光对比后光照→摘叶→隔水加热脱色→漂洗→滴碘液→再漂洗→观察显色。 | 通过对学案中问题的分析、讨论，使学生明确对实验步骤及其相关的做法。 通过参与设计探究实验，学生会更加理解和认可实验过程，比直接告诉学生原理更具说服力。 |
解决问题，规范实验操作 | 强调相关实验原则： 设计对照实验、控制单一变量 提出问题： 如何规范遮光叶片处理。提供方案： 1、同一植物不同叶片遮光与见光 2、同一植物同一叶片遮光与见光 老师布置暗处理和遮光处理，学生分组在课外进行。 | 注意老师强调的事项。 讨论，自主选择遮光的不同处理方案。 小组在课外进课外实验：暗处理和遮光处理（分组进行） | 提出问题，让学生讨论、自由选择对照方式。 |
进行实验，验证实验猜想 | 老师将已经暗处理，有同一叶片遮光和不同叶片遮光的红花酢浆草盆栽拿出，小组学生自行选择“同一植物同一叶片”或者“同一植物不同叶片”，从隔水加热环节开始操作。 指导学生完成以下环节：隔水加热脱色→漂洗→滴碘液→再漂洗→观察显色 | 小组自主选择叶片，从隔水加热环节开始操作，验证猜想 学生分组进行实验操作，在大烧杯中乘有清水，小烧杯中倒好酒精、放入叶片，将小烧杯放入电陶炉中，开启电陶炉加热，脱色处理。 | 通过实施实验验证猜想，这样能激发学生的兴趣，增强学生主动参与意识。 |
分析交流， 得出实验结论 | 指导学生观察实验现象，分析得失，得出结论。 引导学生讨论选择“同一叶片”或“不同叶片”作对照，讨论哪种对照方法比较好。 回到开篇问题：马铃薯中的淀粉是如何制造的？ 让学生认识到植物体内中的淀粉是由绿叶在光下制造的，并引导学生根据板书提示构建光合作用的概念学生积极展示实验现象，分析（成功或者失败）原因。 | 学生积极展示实验现象，分析现象： 从控制单一变量原则看，选择“同一叶片”作对照比“不同叶片”作对照更科学。 得出结论 （1）绿叶在光下制造的有机物是淀粉。 （2）光是绿叶制造有机物不可缺少的条件。 | 学生自主探究设置对照方法，而不是照搬课本或老师，这体现了科学的探究性和严谨性。 整个实验过程层层递进、环环相扣，以“探究马铃薯中淀粉的来源”为主线，贯穿整个教学过程，引导学生设计实验，分析和讨论实验结果，首尾呼应，既解决了疑问，又体现了科学探究的严谨性，构建了重要概念。 |
七、教学评价
本节课主要运用关注核心素养的“发展性评价”方式进行评价。本节课以引导学和帮助学生形成研究生命现象和基本思想和方法，习得良好的思维习惯，进行科学探究与合作，树立正确的人生观、价值观，提高生物科学素养，为社会培养健全的、合格的公民。
八、教学反思
在实验教学过程中，如何引导学生理解实验原理、掌握实验过程、分析实验结果等，是学生能构建理性思维和养成科学探究精神的关键。笔者钻研教学过程中能让学生“发现”的因素，利用学生对生命现象具有好奇心及探究欲望，创设学生生活情境，主动获得实验原理；并设置重重疑问，启发学生发现问题、自主探究解决问题，从而得出最科学的探究实验方法，为学生今后的学习不仅奠定了知识基础，提升了学生的生物核心素养。
笔者通过以下几点创新的做法，极大的提高了课堂效率。
创新点 1 实验材料的改进
教材使用的天竺葵植株因叶片较厚，酒精脱色时耗时长，影响实验完成效率。笔者在课前尝试了各种实验材料，发现用红花酢酱草由于取材容易、叶片薄通常在1分钟左右即可完成脱色等特点，可以让本实验能高效地开展。
创新点 2 学生自主获得实验原理和实验步骤
笔者通过“探究马铃薯中淀粉的来源”为主线，引导学生获得实验原理，并亲自验证“不同叶片”和“同一叶片”的对比，让学生在严格规范的操作中理解科学的严谨性，进而领悟科学精神，提高生物科学素养。
创新点3 隔水加热的改进
由于原实验用酒精灯加热操作规范性和安全性隐患较大，为保证课上实验的顺利进行，笔者将改进为用统一电陶炉操作（如下图），电陶炉操作方便、安全、可同时加热六个小组，可让实验更安全、高效进行。
九、参考文献：
[1]韩红艳.依托生物实验教学，着力学生思维培养[J].中学生物教学,2016(6):25-27
[2]曾庆国.对“绿叶在光下制造有机物”实验的探索与改进[J].生物学通报,2012(6):52-54
[3]基于核心素养的生物课堂教学—以“解开光合作用之谜”为例. [J].中学生物教学,2016(7):17-20