备课素材知识点：光合作用主题探究活动- 高中生物人教版必修1

这是一份备课素材知识点：光合作用主题探究活动- 高中生物人教版必修1，共11页。试卷主要包含了创设情境，任务导入，问题引导，梳理概念，课前探究，课中汇报，数据分析，得出结论，学以致用，实践指导，课堂小结，实践应用等内容，欢迎下载使用。

（一）基于课标要求和学情分析，明确预期学习成果
在教学设计准备阶段，教师可以基于课标要求和学情分析，厘清教学思路，明确学生的预期学习成果。
本课的学习内容涉及模块1“分子与细胞”中的概念，其属于2019年人教版高中生物学必修1第5章第4节“光合作用原理的应用”中的探究性实验。课标中指出，学生在完成光合作用的学习后，应能够从物质与能量视角，探索光合作用与呼吸作用，阐明细胞生命活动过程中贯穿着物质与能量的变化。在本课时学习前，学生已经学习了光合作用的基本原理，但缺乏对其原理应用方面更为深刻的认识；掌握了科学探究的基本方法，但理解不够深入且未与实践生产相联系。在科学探究方面，学生在初中阶段体验过科学探究的基本过程，能够初步识别变量并能够基于单一变量原则设计简单的对照，但是尚未系统学习如何针对单一变量设计系列实验。
基于此，教师可以明确本课时内容的预期学习成果，即学生在学习完成后的社会生活中能够为智能农业发展提出可行性建议，理解农作物增产要解决的实际问题，增强社会责任意识。通过本课的学习，学生应该能够知道农作物增产（光合作用）的影响因素，掌握科学探究实践的基本方法，自主应用探究实验，尝试从影响光合作用因素的角度解决生产实践中的相关问题。而后，教师需确定本课时在光合作用单元教学中主要承担的目标要求：其一是指向学生科学探究素养的培育和科学思维水平的提升，让学生能够掌握自主完成科学探究的基本流程；其二是指向社会责任意识，让学生得以将生物学知识的学习转化为现实生活中的农业生产实践活动经验，加深学生对生命观念中物质与能量观的理解。基于此，本课时的学习目标设定如下：
通过运用科学探究的基本思路和方法，探究不同环境因素对光合作用强度的影响，经历实验设计和实施，进一步学会控制自变量，观察和检测因变量的变化，分析实验结果得出结论，并能将这些思路和方法应用于其他的探究活动，形成科学探究和科学思维素养。
结合光合作用原理及实践探究活动，加深对光合作用的过程中物质和能量的变化及其相互关系的观察、思考，进一步形成物质与能量观，为提高农作物的产量提出相应建议，增强社会责任感。
（二）确定学生科学探究素养持续性发展的证据
在“探究环境因素对光合作用强度的影响”的教学中，教师可以采用纸笔测验、口头评价、表现评价、实作评价等多种方式开展评价活动，收集学生科学探究素养发展的证据。具体评价方式如表1所示。
在确定评价任务后，教师需要针对学生不同表现水平的特征制定相应的评价量规（表2），以体现核心素养的发展性和进阶性。这些量规可以来自已有的评价工具，也可以来自教师自己的设计。
此外，教师也要定期给学生提供自评和互评的机会，以帮助学生更加明确自己的作品与预期学习成果的差距。同时，学生的科学探究素养水平会随着学习的深入而不断发生变化，因此，除单次课堂评价外，随着时间的推移，教师还需要不断收集学生科学探究素养发展的过程性证据，以判断学生的成长过程以及与预期学习成果之间的差距，据此及时调整教学。
（三）规划设计适切的学习活动并开展教学指导
为达成培养学生科学探究素养、帮助学生养成社会责任意识的目标，教师设计了两个主要的学习活动。一是参观智能化蔬菜大棚，这一活动贯穿社会化真实情境，从最开始带领学生参观大棚，到最后引导学生思考智能蔬菜大棚的作物产出高的理由，激发学生的学习兴趣，同时使学习与真实社会生产相联系，培养学生的社会责任意识。二是学生主导的科学探究实验，在实验活动中，学生可以自主参与变量选择、实验设计、实验实施、数据收集以及成果汇报等各个环节，充分调动探究积极性，提高科学探究能力水平。本节课主要包括以下六个环节。
1.创设情境，任务导入
假期里，教师带领学生参观智能化蔬菜大棚，引导学生回顾光合作用过程和基本原理的相关知识，并思考蔬菜大棚中人工控制了哪些环境因素，哪些因素会影响光合作用制造有机物的速率。回到学校后，组织学生进行课堂小组讨论，根据学生的发言情况开展评价。
2.问题引导，梳理概念
基于真实问题情境，通过问题串（如：光合作用强度可以用哪些量来衡量？如何测定光合作用强度大小？结合光合作用原理分析，哪些环境因素可能影响光合作用强度，进而影响农作物产量？）帮助学生明确环境因素影响植物光合作用强度，在激发学生探究兴趣的同时，自然而然地引出探究主题。该环节的学习评价通过学案问题填写、课堂问题的回答来完成。
3.课前探究，课中汇报
教师布置探究任务，学生分为A 、B 、C三个小组，分别探究二氧化碳浓度（A组）、光质（B组）以及光照强度（C组）对光合作用强度的影响，完成实验设计及实验报告，收集实验数据，并在课上以小组为单位汇报本组的实验探究数据（图2）。
在这一环节，实验设计计划书、小组实验报告、小组课堂汇报展示和学生实验操作情况等均可以作为评价依据。
4.数据分析，得出结论
小组汇报各自的实验数据与结果后，教师引导全班学生对实验数据进行分析，归纳得出实验结论。在此基础上，教师给出植物在夏日白天进行光合作用的数据分析题，引导学生分析思考“光合午休”现象产生的原因，根据学生数据分析题的完成情况和课堂问题回答情况开展评价。
5.学以致用，实践指导
在课堂学习的基础上，教师进一步引导学生进行延伸扩展，请学生思考“矿物质如何影响光合作用？农业生产一般施加什么肥？现代农业大棚为何选用椰糠替代土壤且盖地膜？”等问题，并引导学生用自己所学知识指导农业生产，总结说明智能化大棚种植辣椒长势好、结果率高的原因。该环节的学习评价通过学案问题填写、课堂问题的回答来开展。
6.课堂小结，实践应用
教师引导学生对科学探究实践基本流程进行总结，明确科学探究如何用于指导生产实践活动；学生总结影响植物光合作用强度的因素以及农作物增产的一般措施。教师布置课后作业“家庭版迷你小型植物工厂”。在这一环节，学生的发言情况、课后科学探究素养水平测试结果和课后项目任务产品都可以作为评价依据。
在“探究环境因素对光合作用强度的影响”一课的教学活动中，教师为学生准备了如下活动工作单。
在教学过程中，学生按照探究进程填写工作单中的相关内容，教师除了在课上了解学生的工作单填写情况，还可以在课后收集和分析学生的工作单，进一步了解学生科学探究素养的发展情况，以判断教学和学习活动是否达成了预期的目标。
教学设计的反思：：
在逆向教学设计过程中，关键的第一步是明确学生预期学习成果，有效合理的预期学习成果规划能够引导后续的各个环节。教师在进行学生预期学习成果规划时应注意两点：一是严格落实课标要求，从核心素养的培育要求入手，从生命观念、科学探究、科学思维以及社会责任四个维度综合考量课时价值，确定对学生的学习成果预期；二是要依据学情分析的结果进行规划，预期的学习成果要符合学生的已有水平，着眼学生的最近发展区。课前学生的已有知识及技能水平会影响其最终成果的产出，学习同一内容时，不同水平的学生学习进度不同，因此，教师在规划学生预期学习成果时不应过于激进或单纯照搬已有的教学设计，应从其基本情况出发，有效分析学情，进行合理规划。
传统教学实施的过程中，教师用以评价学生学习效果的方式主要是纸笔测试类的终结性评价。这类评价方式通常能够反映特定时间点下学生对于某些知识的掌握情况，但不能充分评估学生的素养发展水平。学生在学习过程中所产出的过程性评价数据是能够反映其学习情况的有效证据，因此，教师应当在教学设计时提前确定评价方式，准备好课时所需的评价量规，明确各个环节中应当纳入证据收集范畴的内容。教师也可以通过课堂录像、课堂记录等方式，尽可能多地将能够收集到的证据（如学生课上完成的学案、课堂讨论以及学生开展探究实践活动时的操作过程等）保留下来，以备课后研究参考。
教师在进行课堂活动设计时，应当关注活动情境的真实性和吸引力。一方面，学生素养提升的成果是终身性的，使学生能够在未来生活中应用所学习的生物学知识，使学生能够更好地走向社会。这就要求教师在设置课堂活动情境时要选择具有真实性、来源于真实的社会生产或者科学研究的话题，将真实情境与教学相联系，帮助学生明确生物学学习对于生产生活的价值。另一方面，教师设计的课堂活动应当是具有吸引力的，即活动应具备一定的趣味性，能够给学生提供更多的操作和发挥空间，在任务驱动的基础上让学生产生主动学习的意愿，引导学生更积极地参与到课堂活动中。
逆向教学设计有别于传统教学的流程，让教师能够先明确学生预期的学习成果，再依据这一预期成果选择适宜的评价方式，进而规划课堂教学活动。这一策略在单元教学实践中取得了较好的应用效果，对高中生物学教学的提升具有借鉴意义。