如何提高农作物产量复习教学设计案例完成稿.docx

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如何提高农作物产量复习教学设计案例完成稿

如何提高农作物产量复习教学设计案例

一、主题确定背景

生物科学是自然科学中的基础学科之一，是研究生物现象和生命活动规律的一门科学。

高中生物课程是国家统一规定的、以提高学生生物科学素养为主要目的的必修课程，是科学教育的重要领域之一。

高中生物课程的特点如下：

1.概念多、理论多、范围广。

高中生物课程内容丰富，与物理学、化学、数学等各学科间不断交叉、渗透和融合，已经日益呈现出主导学科的地位。

综合考虑学生发展的需要、社会需求和生物科学发展三个方面，《高中生物课程》主题较多：

科学探究，生物体的结构层次，生物与环境，生物圈中的绿色植物等。

2.实践性强、探究性强。

高中生物课程是面向全体学生，着眼于学生全面发展和终身发展的需要。

通过本课程的学习，旨在提高学生的生物科学素养。

3.教师相对难教。

一方面是小学和初中学生对生物不太重视因而没有扎实的基础，学生之前所学的是生物科学中大概的框架，没有接触具体的概念及过程，所以很多学生需要花较长时间才能实现变成思想、方法上的转变。

另一方面是高中生物课程中有很多内容理论性强较抽象，学生理解起来较难。

正是基于高中生物课程的如上特点，教学不能完全采用传统的教学方法进行。

传统的教学方式注重概念定义的讲解，强调理论体系的完善，重视教学过程中的教师讲授。

而在高中生物教学过程中除了要加强学生对于关键性概念、整体知识结构的理解，更要培养学生分析问题和解决问题的能力。

课本知识与社会生产、生活严重脱节是造成“高分低能”现象的主要原因，理科综合（生物学）考试就是要杜绝这一现象。

案例教学作为一种教师与学生直接参与共同对案例或疑难问题进行探讨的教学方法，可以培养学生的创新精神和解决实际问题的能力，可以使学生获得的知识得到真正内化和高度结构化，帮助学生掌握对问题进行分析和反思的方法，培养学生对社会的决策能力,也可以大大缩短教学与实践的差距，切实提高教学效率。

二、主题理论解读

（一）案例与案例教学

案例，是对一个复杂情境的记录。

一个好的案例是一种把部分真实生活引入课堂，从而可使教师和学生对之进行分析和学习的工具。

一个好的案例，首先必须是一篇好的报道。

教学案例，描述的是教学实践，它以丰富的叙述形式，向人们展示了一些包含有教师和学生的典型行为、思想、感情在内的故事。

综合各家之言，结合教育教学实际，所谓案例，就是在真实的教育教学情境中发生的典型事件，是围绕事件而展开的故事，是对事件的描述。

所谓案例教学，就是在教师的指导下，根据教学目的要求，组织学生对案例的调查、阅读、思考、分析、讨论和交流等活动，教给他们分析问题和解决问题的方法或道理，进而提高分析问题和解决问题的能力，加深学生对基本原理和概念的理解的一种特定的教学方法。

（二）案例教学的含义

案例教学就是根据科学教学的需要和教学目标选用一定的案例进行研究和分析的教学方式，它通过对有关自然现象和自然规律研究的案例进行分析、讨论，以培养学生分析问题和解决问题能力的一种教学方法。

（三）案例教学特点

1.针对性：

选择案例要适应教学目标的需要,提高学生的分析问题解决问题的能力。

2.情景性：

设置情景，变枯燥理论为生动的事例。

3.启发性:

案例教学，不存在绝对正确的答案，目的在于启发学生独立自主地去思考、探索，注重培养学生独立思考能力，启发学生建立一套分析、解决问题的思维方式。

4.实践性：

案例教学是最节约时间，成本最低的“社会实践”。

虽是“纸上谈兵”，却能从中悟出“兵法之道”。

这也正是案例教学的内在魅力。

5.互动性:

“交往”、“互动”——没有师生交流、生生互动,就不存在或发生教学。

6.开放性:

自由设疑、自由思维、自由讨论

（四）生物教学中运用案例教学的意义

1.有利于知识的意义建构促进知识获取和转化。

2.有利于学生将知识应用于生产和生活实际。

3.有利于调动学生学习的积极性、主动性和自觉性，促进学生学会学习。

托尔斯泰说“知识，只有当它靠积极的思维得来的，而不是凭死记硬背得来的时候，才是真正的知识”。

4.有利于改革传统的概念教学,提高教师素质。

教师的理论功底要扎实,知识面要广,思辩能力要强,要善于理论联系实际,要善于抓住学生的身心。

5.有利于增加师生之间的互动关系。

（四）案例教学与传统教育的区别

案例教学与传统教学有着以下几方面区别：

①教学目的。

前者培养能力，后者传授知识。

②教学载体。

前者案例，后者课本

③教学方式。

前者启发式，后者讲授式。

④沟通渠道。

前者多向流动，后者单向流动

⑤学习积极性。

前者高，后者低。

⑥学习效果。

前者为第一手知识，后者为第二手知识。

⑦教学效果。

前者能力培养效果高，学习系统知识效率低，后者则相反。

（五）案例教学的实施

案例教学在实施中，大致可分成编写案例、案例引入、案例讨论、概括总结等四个基本环节。

1.编写案例

基础和前提要求案例：

精炼,真实生动,有针对性,有系统性。

2.案例引入

教师所用的案例，从其来源讲，无外乎两类：

一类是自己编写的案例，另一类是他人编写的案例。

对前者，教师可介绍一些有关写作案例的感受、趣闻、轶事，以引起学生的注意；对后者，教师可运用其他一些手段来提醒学生予以注意的必要性。

3.案例讨论

典型的案例讨论一般总是与下列问题的探讨联系在一起的：

案例中的疑难问题是什么？

哪些信息至关重要？

解决问题的方法有哪些？

作出决策的标准是什么？

什么样的决策是最适宜的？

应制定怎样的实施计划？

什么时候将计划付诸行动以及如何付诸？

如何进行整体评价？

问题又一般与上述问题中的1、3、5、6联系起来考虑的。

同时，许多学生喜欢在一开始就讲出自己的决定，所以课堂讨论不一定按1-8的序列展开。

讨论可分4个不同阶段：

①开始；②讨论疑难问题；③提供备择方案；④讨论如何实施。

4.概括总结

这个阶段属于过渡阶段，它通过从案例讨论中引申出一定的结论，为后续的课堂教学提供准备。

在这个阶段，可以让学生总结，也可以教师自己总结，讲明案例中的关键点，以及讨论中存在的不足和长处。

三、主题演绎预设

课题：

如何提高农作物产量复习教学设计案例

（一）教学目标

1.知识目标将书本上学到的有关知识按课题要求以一定线索有机联系起来,并从不同角度,进行相关知识拓展、归纳,形成新的知识结构,加深对知识的理解,提高创新应用能力。

2.能力目标能围绕课题抽取书本知识,从多条途径收集信息,对相关知识和信息进行分类、归纳,构建知识结构,训练学生分析问题、解决问题的能力以及迁移和发散思维能力。

能较适当地做出小组评价和对他人的观点进行评价的能力,培养学生表达能力和评价能力。

3.情感目标通过讨论小组的设立,使全体学生都参与小组活动,面向全体学生,并让每个学生得到成功的体验,以培养学生的学习兴趣。

通过课内知识与实际的联系,使学生关注社会,培养学生的社会责任感和使命感。

（二）教学重点

通过小组展示和交流,巩固课题所涉及的知识和原理,理解相关知识的应用。

（三）教学难点

知识的创新应用和恰当评价。

（四）教学模式

案例教学法:

案例引入→案例讨论→概括总结→反馈检测

（五）教学手段

课件、计算机等

（六）教学过程

1.案例引入

案例：

土地是人类赖以生存的物质基础,在人类生存所需的食物来源中,耕地上的农作物占88%,草原和牧区占10%,海洋占2%。

随着海洋的开发利用，海洋为人类提供的食物能量将会增加。

目前,全球适于人类耕种的土地约1.37×109hm2,人均约0.26hm2。

但由于非农用地增加、土地荒漠化、水土流失、土壤污染等原因，促使人口增加与土地资源减少之间的矛盾越来越尖锐，人口增加对土地的压力越来越大。

据联合国粮农组织研究，目前全球大约有5亿人口处于超土地承载力的状态下。

现在世界上还有部分国家或地区未解决人民群众的温饱问题,所以提高农作物产量是当务之急。

请你从生物学的角度分析如何提高农作物产量。

2.案例讨论

（1）提出问题如果你是一位决策者的话，你准备做些什么？

运用的生物学原理是什么？

这时学生运用学过的生物学知识和技能，展开分析和讨论。

（2）提供各种方案经过一段时间的分析、思考和讨论，学生提出了很多方案，教师可把学生提出的方案都写在黑板上，主要包括两个方面：

一是提高农作物的基因潜力（内因）。

主要指运用多种育种技术培养优质，高产的动植物新品种。

二是控制和改善农作物生长和发育的环境（外因）。

其中包括多条措施，我们以其中的两条措施（提高光照强度和适当降低呼吸作用强度）为例，并分析这两个因素对农作物产量的影响原理及在解题中的应用。

Ⅰ、内因：

搞好遗传育种或选种

Ⅱ、外因：

包括以下几个方面：

①提高光合作用的强度和降低呼吸作用的强度；②加强病虫害防治；③松土除草；④合理密植；⑤轮种和套种；⑥施肥；⑦将固氮基因转移到粮食作物；等等。

（3）组织有效的课堂讨论这是案例教学的主要过程，在这个过程中我采用了“合作性学习”的教学模式，让学生先进行分组讨论，后进行全班讨论。

小组成员的搭配要有一定的选择，每组应有1-2位成绩突出的学生。

在学习过程中，教师要为学生的合作学习提供舒适的学习氛围，尤其要营造出一个脑力激荡的气氛。

教师设计出讨论的问题既要紧密结合案例的内容，又要有较强的启发性。

如我对以上的方案设计的问题主要有：

“以上各种方案合理吗？

为什么？

如果合理，其运用的生物学原理是什么？

每种方案有哪些方法和措施？

你还有更好的方案吗？

”在问题解决这个过程中，教师要引导、启发学生运用已学过的生物学知识，来分析问题和解决问题，使知识真正转化为学生自己的东西。

下面从内、外两个方面的部分相关内容为例来说明分析讨论的主要过程和内容：

①搞好遗传育种或选种农作物的增产首先要搞好遗传育种或选种，培育出或选出产量高、营养价值高、抗病虫害强、生长周期短等优良品种，这些优良品种可以通过杂交育种、单倍体育种、诱变育种、多倍体育种、转基因育种等来培育。

表1五种育种方式的比较表

名称

原理

方法

优点

缺点

应用

杂交

育种

基因

重组

杂交→自交→筛选出符合要求的表型，通过自交至不再发生性状分离为止。

使分散在同一物种不同品种间的多个优良性状集中于同一个体上，即“集优”。

育种时间长；局限于同种或亲缘关系较近的个体

用纯种高秆抗病与矮秆不抗病小麦培育矮秆抗病小麦

诱变

育种

基因

突变

（1）物理：

紫外线、射线、激光等；

（2）化学：

秋水仙素、硫酸二乙酯等。

提高变异频率；加快育种进程；大幅度改良性状。

有利变异少，工作量大，需大量的供试材料。

太空作物

单倍体

育种

染色体

变异

二倍体生物经花药离体培养成单倍体，再经秋水仙素处理成纯合体

大大缩短育种年限；子代均为纯合体。

技术复杂

用纯种高秆抗病与矮秆不抗病小麦快速培育矮秆抗病小麦

多倍体

育种

染色体

变异

用一定浓度秋水仙素处理萌发的种子或幼苗

植株茎秆粗壮，果实、种子都比较大，营养物质含量提高。

技术复杂；发育延迟，结实率低，一般只适合于植物

三倍体无籽西瓜、八倍体小黑麦

转基因

育种

基因

重组

提取目的基因→与运载体结合→导入受体细胞→目的基因的检测与表达→筛选出符合要求的新品种

目的性强；育种周期短；克服远缘杂交不亲和的障碍

技术复杂；生态安全问题多

转基因抗虫棉

②提高光合作用的强度和降低呼吸作用的强度

Ⅰ、措施一：

提高光合作用强度。

学生写出光合作用的总反应式，据此得出影响光合作用强度的一些措施：

⑴从光合作用的条件看：

①光照要提高产量可适当增加光照强度，延长光照时间，增加光合作用面积等。

具体措施为：

温室大棚生产，可以通过人工补充光照来增加光照强度；大田则只能通过合理密植来改善透光条件，另外，还可通过套种、间种来提高光合作用面积和复种指数。

阳生植物和阴生植物要分别种在阳光充足和荫蔽的地方，适时适地播种。

②矿质元素矿质元素直接或间接影响光合作用。

分别分析K、P、Mg、B等对光合产物的运输和转化起促进作用，间接影响光合作用。

具体措施为：

要合理施肥，根据植物的生长规律和需肥规律适时适量施肥；多施有机肥，适当施用碳酸氢铵等化肥；发展生态农业，动物的粪便、沼气池的沼渣、鱼塘的塘泥等均可作为肥料；将植物秸秆尤其是豆科植物的秸杆进行深耕翻埋，也是增加土壤肥力的有效措施；还可以与豆科植物进行间种和轮作或对豆科植物进行根瘤菌拌种。

③温度光合作用需要多种酶的催化，温度可直接影响酶的活性，从而影响光合速率。

大棚作物白天可适当降低温度，夜晚适当升高温度。

另外，作物适时播种，也有利于利用适宜的自然温度。

④光质白光最强，红光或蓝紫光在单色光中最强，绿光最弱。

温室大棚生产，可以通过选用无色透明材料。

⑵从光合作用的原料看：

①二氧化碳环境中二氧化碳浓度的高低明显影响光合速率，在一定范围内增加作物周围二氧化碳浓度，有利于提高作物的光合速率。

大田则主要通过合理密植来改善通风；另外使用农家肥、绿肥，可以通过微生物的分解作用产生二氧化碳；适当使用NH4HCO3等化肥，既可以为植物提供铵盐，又可以为植物提供二氧化碳。

日光温室可与养殖场的鸡舍和猪圈相连，利用动物呼吸作用产生的二氧化碳；温室中还可以使用二氧化碳发生器，施用固体二氧化碳（干冰）。

②水合理灌溉，通过增加植物体内的水分来增加光合作用的原料。

⑶从作物品种来看：

选择具有优良性状的杂交品种也是提高光合作用效率的有效措施。

Ⅱ、措施二：

适当降低呼吸作用强度。

学生写出呼吸作用的总反应式，据此得出适当降低呼吸作用强度的一些措施：

如适当降低温度；适当降低O2浓度；适当增加CO2浓度；适当减少水分等。

下面以光照强度对光合作用强度的影响为例，分析其生物学原理。

⑴光照强度对光合作用强度的影响图

⑵文字解释

o点光照强度为0，此时只进行细胞呼吸，释放的CO2量，表明此时的呼强度。

om段表明随光照强度加强，光合作用逐渐加强，CO2释放量逐渐减少，有一部分用于光合作用。

到m点时，呼吸作用释放的CO2和光合作用吸收的CO2的量处于动态平衡，即光合作用强度=呼吸作用强度，称m点为光补偿点。

mn段表示随着光照强度的不断加强，光合作用强度不断加强，到n点以上不在加强了（n点称为光合作用的饱和点）。

⑶具体应用

综上分析，a段的含义为呼吸作用的速率，b段的含义为净光合作用的速率，a+b表示总光合作用的速率。

植物白天光照强度应在光补偿点以上，植物才能正常生长。

晚上应适当降低呼吸作用，从而增加农作物的有机物积累量，提高生产效率。

⑷总结归纳：

光合作用和呼吸作用是高中生物学的主干知识，是每年高考的重点内容。

在利用以上案例复习这部分内容时，教师应首先引导学生比较及光合作用与呼吸作用的区别和联系。

在此基础上，通过生生、师生共同合作来完成以下有关知识的归纳和总结：

1）光合作用强度和呼吸作用强度一般用光合速率和呼吸速率来表示。

光合速率是光合作用强度的指标。

它是指单位时间内，单位面积的叶片合成有机物的速率。

呼吸速率是指单位面积的叶片在单位时间内分解有机物的速率。

它是呼吸作用强度的生理指标。

由于有机物的测定比较困难，通常测定光合作用过程中CO2的吸收量（或的释放量）来表示光合速率。

测定植物体CO2的释放量（或O2的吸收量）来表示呼吸速率。

2）由于在光合作用过程中吸收CO2的同时还要进行呼吸作用释放CO2，这些CO2未出植物体又被光合作用利用（或光合作用释放的O2的一部分又被呼吸作用所消耗），所以光照条件下测定的CO2吸收量（或O2的释放量）称为表观光合速率（或净光合速率）。

表观光合速率=实际光合速率-呼吸速率

3）表观光合速率的大小可直接反映植物体内积累有机物的速率，因此提高表观光合速率就能提高植物的产量。

4）光合作用是合成有机物，将光能转化为储存在有机物中的化学能，提高光合作用的速率，就能提高植物的产量。

具体的措施有：

增加的CO2浓度、增加光照强度、增加光照时间、在光合作用中适当提高温度、在植物生长的关键时期适当多施N、P、Mg等矿质元素。

5）呼吸作用是分解有机物，将有机物中储存的能量释放出来，这对于农作物的增产是不利的，因此应尽量减少呼吸消耗，但呼吸作用释放的能量可供植物体各项生命活动的需要，在满足植物生长所需的能量的前提下，尽量减少呼吸消耗，如在晚上不进行光合作用时，可采取降低温度的方法，降低呼吸酶的活性，减少有机物的分解而达到增产。

（5）实例分析

下图表示胡椒（阴生植物）的光合作用强度与光照的关系，纵坐标表示胡椒整体表现出的吸收和释放CO2的状况，横坐标表示光照强度，请分析回答：

（1）当光照强度大于b时，胡椒光合作用的强度____________。

（2）当光照强度为a时，胡椒表现为既不吸收也不释放CO2原因是____________，这时光合作用吸收的CO2来自__________，CO2到达叶绿体被固定经过了____________层膜。

（3）若将曲线改为小麦光合作用强度与光照强度的关系的曲线，a、b点的位置应分别如何移动？

____________。

为什么____________。

解析：

a、b点分别表示胡椒的光补偿点和光饱和点，当光照强度为a时，植物的光合作用强度与呼吸作用强度相等，光合作用利用的CO2正是呼吸作用释放的CO2；CO2从线粒体中出来进入同一细胞中的叶绿体中，由于二者都是双层膜细胞器，故共穿过4层膜；当光照强度达到或超过b时，光合作用强度不再增加。

小麦是阳生植物，其光补偿点和光饱和点都高于胡椒，故a、b点均应向右移。

答案：

（1）不再增加

（2）光合作用强度与呼吸作用强度相等呼吸作用释放的CO2

（3）都向右移动小麦是阳生植物，需要较强的光照

③加强病虫草害防治（留待学生自己去总结）

延长光合作用时间（留待学生自己去总结）

增加光合作用面积（留待学生自己去总结）

间作、轮种和套种（留待学生自己去总结）

3.概括总结

这个阶段，可以让学生来做总结，也可以由教师来做总结，讲明案例中的关键点以及每种方案存在的不足和长处，当然也可以不作总结或评论，让学生课后去进行反思和总结，并可让学生写成一篇有关“如何提高粮食产量”的小论文或综述来巩固这一节课所涉及到的所有相关知识。