以“核心素养”培养为目标的教学设计
——“捕获光能的色素和结构”教学设计
1 “捕获光能的色素和结构”教材分析
“捕获光能的色素和结构”是《普通高中课程标准实验教科书生物必修1 》第5章第4节第1小节的内容。本小节通过让学生了解叶绿体内光合色素的种类、分布和作用以及叶绿体的结构和功能, 其中蕴含科学家探索光合作用原理的科学思维和科学方法。对学生后面理解光合作用的过程和本质、形成生物体的结构与功能相统一的观点有着重要的意义。
1.1 教学目标
根据《普通高中生物课程标准2017版》“学科核心素养融合了原有的‘三维目标’(知识、能力、情感态度与价值观)，是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习而逐步形成的正确价值观念、必备
品格和关键能力。生物学学科核心素养是学生在生物学课程学习过程中逐渐发展起来的，在解决真实情境中的实际问题时所表现出来的价值观念、必备品格与关键能力，是学生知识、能力、情感态度与价值观的综合体现，包括生命观念、科学思维、科学探究和社会责任。”确定教学目标如下。
1.1.1 知识目标
说出绿叶中色素的种类和作用；说出叶绿体的结构和功能。
1.1.2 能力目标
通过“绿叶中色素的提取和分离”实验，学会提取、分离绿叶中的色素的方法；通过创新设计，初
步掌握对照实验的设计方法。
1.1.3 情感态度和价值观目标
通过对“绿叶中色素的提取和分离”实验的实际操作，培养实事求是、勇于探索、不断创新的科学精神和科学态度。
1.2 教学重点及落实方法
1.2.1 教学重点
绿叶中色素的种类和作用。
1.2.2 落实方法
通过层层设疑、让学生实验探究、小组合作讨论交流的方式获取知识。
在这个过程中，通过层层设疑解疑，学生的学习动机和兴趣不断被激发推进, 再通过教师的引导，学生动手进行实验探究，一方面开拓了视野，成为了知识的主动建构者，另一方面巩固了所学的科学探究实验方法，提高了观察、动手、语言表达、推理、交流合作等多项能力。
1.3 教学难点及突破策略
1.3.1 对照实验的设计
1.3.2 突破策略
通过分组，引导学生确定探究的内容（如研磨过程中药品的处理、滤纸条的制作、画划滤液线的方法及工具、层析时的处理、实验材料等），设计好相应的对照组，进行探究实验，最后将实验结果进行交流，
再总结归纳。
1.4 教学方法
1.4.1 课前准备
凡是计划让学生课上探究的实验内容教师课前均动手操作过，并保留相应的结果（实物、照片）、研究性学习、收集资料。
1.4.2 教学方法
计算机辅助教学（CAI）、实验探究、启发引导。
1.4.3 学生学法
小组合作探究、自主讨论、创新思维。
1.4.4 教具准备
实验材料、器皿、药品； CAI 课件、实物展台、大屏幕投影等。
1.4.5 教学课时
1课时
2“捕获光能的色素和结构”教学设计
2.1情境感知、引入新课
情境是根据教学需要创设的实际问题场景。恰当的情境能引发学生的情感共鸣，增强学生的学习紧迫感、社会的责任感与使命感。情境可以是故事、新闻、视频等。好的情境可以引发学生的有意注意，使学生迅速融入课堂氛围。情境内容的选择要贴近学生的最近发展区，要有针对性和真实感。
“捕获光能的色素和结构”我设计了如下情境：①地球表面上的绿色植物每年大约制造了4400亿吨有机物②地球表面上的绿色植物每年储存的能量约为7.ll×1018KJ，这个数字大约相当于24万个三门峡水电站每年所发出的电力，相当于人类在工业生产、日常生活和食物营养上所需要的100倍。
从资料分析可知，地球上的绿色植物每年固定的光能和合成的有机物数量很大，那么光能以什么方式进入植物体呢？进入下一环节：
通过该环节，课堂气氛显著增强，学生的求知欲望被激发。问题解决的同时伴随着新的设疑，进一步激发了学生的学习热情。该环节中，教师是情境的营造者，学生是情境的体验者，激发疑问和再次设疑是亮点，甚至教师可在学生讨论和回答的基础之上再次生成新问题等。
2.2 自主学习、展示交流
该环节以“核心素养”培养为目标，注重培养学生的自主学习意识、语言表达能力等。教师课前将导学案分发给学生。导学案一般包括：学习要求、学习重难点、自主学习、合作探究、巩固练习、质疑问难、课堂小结等环节。自主学习部分一般在课前完成，也可以课堂上每个活动前的几分钟完成。学生通过自主学习，可以了解大部分的基础知识，同时将自主学习中产生新的问题，带入课堂，提高课堂学习效率。自主学习内容的设计要有思考性，教师要引导学生认真看书，积极思考。
2.2．1 叶绿体的结构和功能
课件展示：叶绿体的结构。要求学生观看叶绿体亚显微结构模式图，联系前面学过的细胞器内容，通过对叶绿体结构和功能的学习，形成结构与功能相适应的生物学观点。
该环节的内容涉及前后知识的联系，均需在学生深入阅读教材的基础之上方能解答。学生通过自主学
习，使思维走向深入。教师在学生完成自主学习基础上，请学生展示交流学习成果，相互补充。通过师生、生生互动，学生掌握了基础知识。
2.3 合作探究、情感升华
同样以“核心素养”培养为目标，培养学生的合作意识、创新能力和探究精神，同时激发学生的家国情怀、责任担当以及社会关爱等情怀。在学生通过自主学习和展示交流已经掌握了绝大多数的知识后，这时能力提升和情感激发便成为课堂的主要任务。教师以活动的形式将知识分块，并以问题串的形式组织学生合作探究。教师设置问题时，要关注知识内涵的挖掘及与现实生活和热点问题的联系。
2.3.1 实验——绿叶中色素的提取和分离
2.3.1．1 小组合作完成实验
学生：以小组为单位交流预习时所提出的探究内容。
教师引导：由教师进行归纳总结，引导每一组进行不同内容的探究，提出要求：最后进行结果的展示和交流。
学生分组合作完成实验。
2.3.1.2 展示结果分析交流
每一小组将做的实验结果进行展示和分析，进行得失的总结，分析成败的原因。
2.3.1.3 色素对光的吸收
课件演示实验：①光的色散（屏幕上显示吸收光谱）；②在光源与三棱镜之间放置色素滤液后的吸收光谱。
学生认真观看演示实验，并比较、分析得出结论。
课件进一步展示：叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱，引导学生分析特点，要求学生准确把握曲线变化的特点，分析后得出结论。
联系社会：温室或大棚种植蔬菜时，应选择什么颜色的玻璃、塑料薄膜或补充光源？
学生在理解的基础上齐声回答：红光或蓝紫光。
本环节在探究的基础之上，进一步锻炼了学生的能力，如动手能力、实验设计能力、语言表达能力等。为设计实验，学生提出多种方案，如实验材料可以用菠菜、黑菜、鸡毛菜、槐树叶等，层析时的滤纸可以用长方形、圆形等，提取色素时不加无水乙醇而加水会出现什么问题？不加二氧化硅、碳酸钙又会出现什么情况？等等。在此基础上，使学生还具备了发散思维、辩证思维的能力。