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摘 要：“捕获光能的色素和结构”这节课的教学依据生物学科核心素养，发展学生的科学思维能力，提升学生科学探究能力，通过培养人们发现美、探究美、实践美以及创造美的能力，进而提高学生的社会责任感。
关键词：核心素养;美育教学;社会责任
一、设计背景
由于科学进步、国家发展及课程改革的需要，国家提出教育要提高学生核心素养的要求。而高中生物学科核心素养包括社会责任、生命观念、科学探究、科学思维，基于这些核心素养而设计出本节教学内容，体现科学探究的绿叶中色素的提取和分离实验，体现科学思维的色素吸收光谱，体现生命观念的叶绿体的结构适于光合作用，体现社会责任的农业生产的应用。落实学科核心素养，挖掘发现美、探究美、实践美以及创造美的育人功能是本节设计的主线。
二、教材分析
《捕获光能的色素和结构》是人教版2019年版必修1第5章第4节《光合作用与能量转化》中第一课时的内容。新教材中本节内容变化不大，仅将课后题中的恩格尔曼的实验提到正文思考与讨论中，这样就进一步验证了光合色素主要吸收红光和蓝紫光这一结论。将原有的叶绿体的结构和功能，更改为叶绿体的结构适于光合作用，目的是让学生掌握结构和功能相适应的生命观念。教材主线非常的清晰，首先是绿叶中色素的提取和分离实验，明确了色素的种类、含量及吸收光谱，然后是光合色素存在于植物细胞中叶绿体中，由结构功能观自然过渡到叶绿体的功能，最后总结叶绿体结构适于光合作用。而编者用一片叶片作为设计的主线，首先欣赏叶片的宏观美——探究叶片中色素和叶绿体的微观美——再将这种美应用于生产实践即实践美——给学生提出更高的要求那就是创造美，更加强调学生的社会责任意识。
三、教学目标
（一）生命觀念角度能用结构和功能观说明叶绿体的结构如何与其功能相适应，以生命观念为指导，分析生命现象，解决生活生产问题。
（二）科学思维角度根据牛顿的色谱现象，推测色素的主要吸收光谱。
（三）科学探究角度绿叶中色素提取与分离实验，探究色素的种类与其物理性质的溶解性。
（四）社会责任角度解决农业上蔬菜大棚植物产量的问题，认识到生物科学的价值，关心科学技术的发展现状，培养社会责任感，健全人生价值观。
四、教学过程
（一）创设诗词情景，激发人文情怀
教师引导：师生共读诗词《叶子的故事》，展示实物——叶片，诗人眼中是一片叶子的艺术观赏价值即叶片的宏观之美，作为生物学界我们需要探究叶片通过光合作用进行能量转化制造有机物为“生物大家庭”提供能营养，继而提出本节教学内容“第4节光合作用与能量转化”。
（附：叶子的故事
作者：孔秀花
春天，萌生出嫩绿新芽;夏天，经历雨水的冲刷;
秋天，满城尽带黄金甲;冬天，落入泥土悄悄说着情话。）
学生活动：欣赏幻灯片中四季叶片，朗读小诗，激发内心的人文情怀。
设计意图：通过诗词创设情境，引入新课，实现美育中的“欣赏叶片的宏观美”，试图培养学生的人文素养。
教师引导：大家思考为什么叶片能进行光合作用与能量转化？
学生活动：因为叶片具有捕获光能的色素和结构（叶绿体）。
设计意图：课题引入（板书：课题1：捕获光能的色素和结构）。
（二）精做教材实验，在实践中提升科学探究能力
光合色素的种类
教师引入：展示一盆绿色植物（绿萝），让学生思考为什么叶片有的是绿色的？有的是黄色的？绿叶中的色素究竟有哪些种类？它们分别显示什么颜色？带着这些问题我们一起来做《绿叶中色素的提取和分离》实验。
学生探究：学生分组探究实验，实践感知，展示实验结果，分析得出结论。
设计意图：学会提取、分离绿叶中色素的方法，鼓励学生积极探究，体验实验过程，培养学生的动手操作能力、实验探究能力、科学创新能力。从而实现美育中“探究叶片的微观之美”。
联系生活：分析小学语文教材中“天气凉了，树叶黄了”存在的生物学原理？
学生明确气温与色素的关系。教师进一步设问色素为什么显示不同颜色？
引入牛顿作为知识铺垫：牛顿不仅为物理学做出了巨大贡献，也为色素吸收光谱打下了坚实的基础。1665年，牛顿让一束光通过三棱镜，结果显示出非常漂亮的七色光，科学家将称其为光谱，借助教材明确光谱的概念。
（三）精学生物学史，在学习中提升科学思维能力
教师引入：屏幕上展示图片：将一试管色素滤液放在阳光和三棱镜之间，要求学生从连续光谱中观察明显变暗的区域，并分析原因。生物学家们经过精确的计算与测量，绘制了色素的吸收光谱，即教材图5-12：叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
学生活动：仔细观察分析屏幕上的两张图，对色素主要吸收的光谱得出结论，再通过阅读教材上的图5-12进一步证实这一结论。
设计意图：指导学生读图，尝试从图形中获取信息，以其获得图文转换能力。总结色素的作用——吸收可见光进行光合作用。
教师过渡：人有归属感，物质有其存在性，这些光合色素分布在细胞的什么部位？引出发展史，1817年法国科学家首次从植物中分离出叶绿体，直到1865年，德国植物学家萨克斯发现叶绿素集中在一个个更小的结构中，称为叶绿体。那么叶绿体的结构是怎样的呢？阅读教材P100，完成叶绿体模型的建构。
（四）精建叶绿体模型，在制作中提升生命观念
教师引入：引导学生构建叶绿体的结构模式图。
学生展示并讲解：
1.叶绿体有哪些结构组成？光合色素和酶分布在哪里？
2.叶绿体有哪些结构特点是与其功能相适应？ 学生活动：构建叶绿体的结构模式图，思考结构和功能之间的关系。
设计意图：通过模型建构，获得叶绿体的结构，提出这些结构是和功能相适应的，引出叶绿体的功能。
（五）精析恩格尔曼的实验，提升科学思维能力
教师引导学生阅读教材上的材料分析，思考以下问题：
1.恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之處？
2.恩格尔曼的实验的结论是什么？
学生活动：阅读教材资料，实验材料、实验方法、分析实验过程得出叶绿体功能的结论。
设计意图：充分利用教材中的资料，引导学生分析资料得出结论，站在巨人的肩膀上，学习一种科学方法来验证自己的推理，为以后的科学研究提供借鉴的模板。
教师总结：结合叶绿体的结构，总结哪些结构适于光合作用？
学生总结：在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。
（六）回扣教材，总结归纳
第4节光合作用与能量转化
课题1捕获光能的色素和结构
1.捕获光能的色素
色素种类：
色素吸收光谱：
色素的作用：
2.捕获光能的结构（叶绿体的结构适于光合作用）
叶绿体的结构：
叶绿体的功能：
（七）精析教材主线，在解决实际问题中增加社会责任感
认识叶片宏观美——探究色素和叶绿体的微观美——还要将美应用于生产实践中（实践美），展示植物工厂视频，引导学生帮助农民解决实际问题，如何提高大棚蔬菜的产量？进一步将生物知识应用于生产实践中，通过帮助他人增强学生们的社会责任感。
依托教材，升华主题
帮助他人，是一种美德;服务于社会，是一种责任，老师对你们的期望就是：“提升自我，实现价值，帮助他人，服务社会”，老师再提一个更高的要求：“欣赏美、探究美、实践美”的基础上再多些创造美，你们创造一点点，这个社会就进步一点点，因为你们是这个社会的栋梁之材！
参考文献
[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中生物学课程标准（2017年版）
[2]李淑芹.光与光合作用——捕获光能的色素和结构教学设计《教学仪器与实验》2012.8
作者简介：孔秀花.（1981.06-），女，汉族，山东菏泽人山东省聊城第一中学教师，学士，研究方向：高中教学工作;
汤恒.（1981.11-），女，汉族，山东聊城人，山东省聊城第一中学教师，中共党员，学士，研究方向：高中教学工作。
关键词：核心素养;美育教学;社会责任
一、设计背景
由于科学进步、国家发展及课程改革的需要，国家提出教育要提高学生核心素养的要求。而高中生物学科核心素养包括社会责任、生命观念、科学探究、科学思维，基于这些核心素养而设计出本节教学内容，体现科学探究的绿叶中色素的提取和分离实验，体现科学思维的色素吸收光谱，体现生命观念的叶绿体的结构适于光合作用，体现社会责任的农业生产的应用。落实学科核心素养，挖掘发现美、探究美、实践美以及创造美的育人功能是本节设计的主线。
二、教材分析
《捕获光能的色素和结构》是人教版2019年版必修1第5章第4节《光合作用与能量转化》中第一课时的内容。新教材中本节内容变化不大，仅将课后题中的恩格尔曼的实验提到正文思考与讨论中，这样就进一步验证了光合色素主要吸收红光和蓝紫光这一结论。将原有的叶绿体的结构和功能，更改为叶绿体的结构适于光合作用，目的是让学生掌握结构和功能相适应的生命观念。教材主线非常的清晰，首先是绿叶中色素的提取和分离实验，明确了色素的种类、含量及吸收光谱，然后是光合色素存在于植物细胞中叶绿体中，由结构功能观自然过渡到叶绿体的功能，最后总结叶绿体结构适于光合作用。而编者用一片叶片作为设计的主线，首先欣赏叶片的宏观美——探究叶片中色素和叶绿体的微观美——再将这种美应用于生产实践即实践美——给学生提出更高的要求那就是创造美，更加强调学生的社会责任意识。
三、教学目标
（一）生命觀念角度能用结构和功能观说明叶绿体的结构如何与其功能相适应，以生命观念为指导，分析生命现象，解决生活生产问题。
（二）科学思维角度根据牛顿的色谱现象，推测色素的主要吸收光谱。
（三）科学探究角度绿叶中色素提取与分离实验，探究色素的种类与其物理性质的溶解性。
（四）社会责任角度解决农业上蔬菜大棚植物产量的问题，认识到生物科学的价值，关心科学技术的发展现状，培养社会责任感，健全人生价值观。
四、教学过程
（一）创设诗词情景，激发人文情怀
教师引导：师生共读诗词《叶子的故事》，展示实物——叶片，诗人眼中是一片叶子的艺术观赏价值即叶片的宏观之美，作为生物学界我们需要探究叶片通过光合作用进行能量转化制造有机物为“生物大家庭”提供能营养，继而提出本节教学内容“第4节光合作用与能量转化”。
（附：叶子的故事
作者：孔秀花
春天，萌生出嫩绿新芽;夏天，经历雨水的冲刷;
秋天，满城尽带黄金甲;冬天，落入泥土悄悄说着情话。）
学生活动：欣赏幻灯片中四季叶片，朗读小诗，激发内心的人文情怀。
设计意图：通过诗词创设情境，引入新课，实现美育中的“欣赏叶片的宏观美”，试图培养学生的人文素养。
教师引导：大家思考为什么叶片能进行光合作用与能量转化？
学生活动：因为叶片具有捕获光能的色素和结构（叶绿体）。
设计意图：课题引入（板书：课题1：捕获光能的色素和结构）。
（二）精做教材实验，在实践中提升科学探究能力
光合色素的种类
教师引入：展示一盆绿色植物（绿萝），让学生思考为什么叶片有的是绿色的？有的是黄色的？绿叶中的色素究竟有哪些种类？它们分别显示什么颜色？带着这些问题我们一起来做《绿叶中色素的提取和分离》实验。
学生探究：学生分组探究实验，实践感知，展示实验结果，分析得出结论。
设计意图：学会提取、分离绿叶中色素的方法，鼓励学生积极探究，体验实验过程，培养学生的动手操作能力、实验探究能力、科学创新能力。从而实现美育中“探究叶片的微观之美”。
联系生活：分析小学语文教材中“天气凉了，树叶黄了”存在的生物学原理？
学生明确气温与色素的关系。教师进一步设问色素为什么显示不同颜色？
引入牛顿作为知识铺垫：牛顿不仅为物理学做出了巨大贡献，也为色素吸收光谱打下了坚实的基础。1665年，牛顿让一束光通过三棱镜，结果显示出非常漂亮的七色光，科学家将称其为光谱，借助教材明确光谱的概念。
（三）精学生物学史，在学习中提升科学思维能力
教师引入：屏幕上展示图片：将一试管色素滤液放在阳光和三棱镜之间，要求学生从连续光谱中观察明显变暗的区域，并分析原因。生物学家们经过精确的计算与测量，绘制了色素的吸收光谱，即教材图5-12：叶绿素和类胡萝卜素的吸收光谱
学生活动：仔细观察分析屏幕上的两张图，对色素主要吸收的光谱得出结论，再通过阅读教材上的图5-12进一步证实这一结论。
设计意图：指导学生读图，尝试从图形中获取信息，以其获得图文转换能力。总结色素的作用——吸收可见光进行光合作用。
教师过渡：人有归属感，物质有其存在性，这些光合色素分布在细胞的什么部位？引出发展史，1817年法国科学家首次从植物中分离出叶绿体，直到1865年，德国植物学家萨克斯发现叶绿素集中在一个个更小的结构中，称为叶绿体。那么叶绿体的结构是怎样的呢？阅读教材P100，完成叶绿体模型的建构。
（四）精建叶绿体模型，在制作中提升生命观念
教师引入：引导学生构建叶绿体的结构模式图。
学生展示并讲解：
1.叶绿体有哪些结构组成？光合色素和酶分布在哪里？
2.叶绿体有哪些结构特点是与其功能相适应？ 学生活动：构建叶绿体的结构模式图，思考结构和功能之间的关系。
设计意图：通过模型建构，获得叶绿体的结构，提出这些结构是和功能相适应的，引出叶绿体的功能。
（五）精析恩格尔曼的实验，提升科学思维能力
教师引导学生阅读教材上的材料分析，思考以下问题：
1.恩格尔曼的实验方法有什么巧妙之處？
2.恩格尔曼的实验的结论是什么？
学生活动：阅读教材资料，实验材料、实验方法、分析实验过程得出叶绿体功能的结论。
设计意图：充分利用教材中的资料，引导学生分析资料得出结论，站在巨人的肩膀上，学习一种科学方法来验证自己的推理，为以后的科学研究提供借鉴的模板。
教师总结：结合叶绿体的结构，总结哪些结构适于光合作用？
学生总结：在叶绿体内部巨大的膜表面上，分布着许多吸收光能的色素分子，在类囊体膜上和叶绿体基质中，还有许多进行光合作用所必需的酶。这是叶绿体捕获光能、进行光合作用的结构基础。
（六）回扣教材，总结归纳
第4节光合作用与能量转化
课题1捕获光能的色素和结构
1.捕获光能的色素
色素种类：
色素吸收光谱：
色素的作用：
2.捕获光能的结构（叶绿体的结构适于光合作用）
叶绿体的结构：
叶绿体的功能：
（七）精析教材主线，在解决实际问题中增加社会责任感
认识叶片宏观美——探究色素和叶绿体的微观美——还要将美应用于生产实践中（实践美），展示植物工厂视频，引导学生帮助农民解决实际问题，如何提高大棚蔬菜的产量？进一步将生物知识应用于生产实践中，通过帮助他人增强学生们的社会责任感。
依托教材，升华主题
帮助他人，是一种美德;服务于社会，是一种责任，老师对你们的期望就是：“提升自我，实现价值，帮助他人，服务社会”，老师再提一个更高的要求：“欣赏美、探究美、实践美”的基础上再多些创造美，你们创造一点点，这个社会就进步一点点，因为你们是这个社会的栋梁之材！
参考文献
[1]中华人民共和国教育部制定.普通高中生物学课程标准（2017年版）
[2]李淑芹.光与光合作用——捕获光能的色素和结构教学设计《教学仪器与实验》2012.8
作者简介：孔秀花.（1981.06-），女，汉族，山东菏泽人山东省聊城第一中学教师，学士，研究方向：高中教学工作;
汤恒.（1981.11-），女，汉族，山东聊城人，山东省聊城第一中学教师，中共党员，学士，研究方向：高中教学工作。