壹、設計理念
以新課標“提高生物科學素養，面向全體學生，倡導探究性學習，註重與現實生活的聯系”的課程理念來設計教與學的過程，變教材中經典實驗的學習過程為探究過程，為學生創造“知識再發現”的探究情境，突出學生的主體性，學習的探究性和目標的完整性。
二、教材分析
《光合作用的發現》是人教版高中《生物》(必修)第三章第三節第壹課時的內容，主要介紹了光合作用發現過程中的幾個經典實驗，在這其中蘊含這科學探究的壹般方法，是培養學生科學素養和探究能力的好材料。
依據教材和課程標準的要求，我制定了知識、能力和情感的三維目標，註重知識發現的同時，更強調了科學探究能力的培養。基於此，我將“光合作用的概念、科學探究的壹般方法和實驗設計中的兩個基本原則”作為本節課的教學重點。“單壹變量原則中實驗變量與無關變量的辨析”是難點所在。
三、學情分析
要引導學生學會學習，自主探究，“了解學生，分析學情”非常重要。通過初中階段的學習，學生已經有了光合作用所需原料、條件等知識基礎，對於光合作用發現史也有所了解，但對於“科學探究的壹般方法”了解不多且不成系統。能力與思維方面，高中學生具備了壹定的觀察和認知能力，思維的目的性、連續性和邏輯性也已初步形成，但還很不完善，對新事物好奇，卻又缺乏理性思考。
四、教學方法
根據以上分析，結合我校學生實際，我選用了這樣的教學方法：
引導探究法：依據高中學生的認知規律、通過知識的發現過程，促成知識的意義建構，能力的逐步形成。
互動討論法：通過創設民主、平等、融洽的教學氛圍，充分發揮學生主體地位和教師主導作用兩方面的優勢。
直觀教學法：利用語言、實物、多媒體等多種直觀形式，激發學習興趣，讓興趣引領學生學習。
五、教學過程
為很好地達到既定的教學目標，優化教學過程，我設置了“課題引入——課題展開——課堂小結——鞏固練習——課後延伸”五個緊密聯系的環節。
(壹)課題引入
我先從光合作用在物質合成、能量轉換、環境保護三方面的重大意義入手，用數據來激發學生的興趣，之後按年代順序展示光合作用發現史中的實驗，並配以相關圖片，將學生的思維引入“光合作用發現史”的方向，這樣自然導入新課。
(二)課題展開
我有選擇有側重地介紹了光合作用發現史中的幾個經典實驗，先以簡單的普利斯特利實驗啟發學生思維，再用經典的薩克斯實驗來調整思維，接著在精巧的恩格爾曼實驗中完成思維的形成過程，最後通過魯賓和卡門的實驗使學生的應用思維得以發展，思維層次逐步上升。
1、簡便易行的普利斯特利實驗，我以演示法進行教學，向學生真實再現實驗過程：光下，將燃燒的蠟燭置於密閉的玻璃鐘罩內，壹段時間後，蠟燭熄滅;而把壹盆綠色植物與燃燒的蠟燭***同置於密閉的玻璃鐘罩內，相同時間後，蠟燭未熄滅。
然後設置系列問題引導學生思考：根據以上實驗，妳能得出什麽結論呢?在已知密閉環境能使蠟燭熄滅的情況下，去掉第壹組的實驗可以嗎?他的實驗有時成功有時失敗，妳能分析壹下可能的原因嗎?
學生探討答案時，我從具體問題入手，逐步將學生思考的重心由對實驗結論的推斷轉移到對實驗過程的設計上來。
結合第二題答案(通過兩組對比可以使結論更令人信服)適時點撥：設置對照實驗是實驗設計中壹個重要的原則，該實驗中未放置植物的即為對照組。因為兩組實驗中只存在植物有無這壹變量，所以兩組實驗結果的差異便與這的變量之間建立了因果關系，這在實驗設計中叫單壹變量原則。由實驗者控制的變量也就稱為實驗變量。
再由第三題答案(因為沒有發現光在其中的關鍵作用，所以有光時做是成功的，無光時做則失敗)引入無關變量的概念，強調實驗中除實驗變量外，還有其他的因素或條件會影響實驗現象或結果，因其不作為實驗的研究對象，所以稱為無關變量。實驗過程中要盡可能避免無關變量的幹擾。
通過這樣的教學，不僅突出了“實驗設計中的兩個基本原則——對照原則與單壹變量原則”的教學重點，而且抽象知識在具體實例中的引入，符合了由感性到理性的認知規律，達到了啟發思維的目的。
過渡接下來，沿著發現史的主線，通過梅耶的實驗結論設疑(光能轉換成化學能後，到底貯存於什麽物質中呢?也就是植物在吸收水和二氧化碳，釋放氧氣的過程中，還產生了什麽物質呢?)由此引出薩克斯實驗。
2、經典的薩克斯實驗，我以生物興趣小組同學模擬實驗的圖片為素材來介紹該實驗過程，這樣既拉近了與學生的距離，融洽了課堂氣氛，又很好地調動了學生的積極主動性。
之後針對實驗中的每壹步操作，從實驗設計的角度提出問題，並註重引導學生從實驗設計本身和實驗原則應用兩個層面來思考。
第壹步，把植物放在暗處24小時，這樣做的目的是什麽?
在學生答出“讓葉片中的營養物質消耗掉”之後，我補充“這是為了消除原有營養物質這壹無關變量”。
第二步，將同壹葉片，壹半曝光，壹半遮光，在光下培養壹段時間，這又是為什麽?
學生在思考後，已能答出“壹半曝光，壹半遮光是為了進行對照，這遵循了對照原則”，我再強化“光照與否便是該實驗的實驗變量”。
第三步，剪下葉片，進行酒精隔水煮沸脫，這壹步，教材中並未交待，有進行的必要嗎?
這時學生已能得出完整答案“脫色後，可使最後的實驗結果更清晰，這同樣是為了消除無關變量”。
結合實驗結果學生則很容易得出最後的結論“綠色葉片在光合作用中產生了澱粉”從而為光合作用概念的建構打下伏筆。
同時教師點明“實驗結論的得出”與“實驗變量的設置”間的必然聯系，正是因為設置了光照與否這的實驗變量，得到了不同的實驗結果(曝光壹半葉變藍，遮光壹半不變藍)，所以才得出了以上的實驗結論。使學生從經典實驗中加深了對本節重點內容的理解，內化知識的同時，也調整了思維。
過渡在薩克斯實驗的基礎上，我巧妙選材(花葉冷水)並再次設疑(該植物葉片曝光壹半的白色部分經碘處理後也不變藍，這樣的結果意味著什麽呢?能不能說光合作用的場所就是葉綠體呢?)學生思考後不難找出答案：能說明光合作用進行與葉綠體有關，但不能直接證明葉綠體就是光合作用的場所。緊接設問：怎樣才能直接證明呢?培養學生科學求實態度的同時，自然過渡到恩格爾曼的實驗。
3、恩格爾曼的實驗中，我充分發揮多媒體動畫在輔助教學中的優勢，變微觀為宏觀，變抽象為形象，再現實驗全貌。
“將水綿細胞臨時裝片置於黑暗無氧環境中，當極細的光束照射在葉綠體以外部位時，好氧細菌均勻分布，當光束照射到葉綠體時，好氧細菌向葉綠體被光束照射到的部位集中;將臨時裝片完全暴露在光下時，好氧細菌則分布在葉綠體所有受光部位的周圍”
學生觀察後，我用更為理性的問題來引導學生的思考：
1、選水綿和好氧細菌為實驗材料有什麽優點?
2、實驗中是怎樣排除無關變量幹擾的?
3、恩格爾曼設置了怎樣的對照實驗?得出什麽結論?
著重培養學生分析問題，解決問題和知識遷移能力。
因此教學組織上也更突出了學生間的討論、交流。
學生探討出答案後，點撥時我則從深層次逐個剖析：
“從本實驗恩格爾曼巧選水綿和好氧細菌再聯系花葉冷水的例子，我們不難看出實驗選材的重要性，它有時甚至直接決定了實驗的成敗。”
“第二題答案告訴我們，研究光合作用時，從單壹變量原則出發，凡是能影響光合作用進行或實驗結果的因素，則都應加以合理控制，如光照、大氣中的氧氣和二氧化碳，材料的存活狀態，原有營養物質等。”
“解決這類問題，可以實驗變量的施加為突破口，確定實驗變量的同時也就確定了對照實驗。如本實驗中的有光與無光，光照部位的不同。”
最後把整個實驗還原到具體的科學探究方法的模式中，即“提出問題——做出假設——設計、實施實驗——分析結果、得出結論，而且在設計實驗時必須遵循對照原則，單壹變量原則等”，使學生全面系統地理解與領悟，最終形成思維。
過渡學生的思維在由啟發到調整，再到逐步形成的上升過程中，我通過創設新情境(同位素標記法的引入)，提出新問題(光合作用中產生的氧氣到底來自於水還是二氧化碳?或是兩者兼而有之呢?)進壹步激起學生利用新知解決新問題的欲望，也由此轉入魯賓、卡門的實驗。
4、為了在運用中檢驗所學，魯賓、卡門的實驗，我以“分組討論方案——自主設計實驗——組間交流整合——教師總結驗證”的師生互動形式來組織教學。
(播放視頻)
分組討論中，隨著標記元素的選擇、實驗變量的確定、對照實驗的設置、實
驗結果的預期、實驗結論的得出等壹系列問題的提出與***同解決，學生新形成的思維在應用中得到了提升。
自主設計實驗既是對組內討論的合理匯總，又是對科學探究方法的系統再現，旨在培養學生思維的邏輯性與嚴密性。
組間交流為學生提供了壹個勇於創新、敢於展示的平臺，同時也能夠發現學生在認識上的不足與思維上的漏洞。
這是學時實驗設計中的壹些常見問題和錯誤做法：
(將實驗分為三組，分別為植物提供: H2O和CO2、H218O和CO2、H2O和C18O2，第壹組為對照組)……有的是因為對對照原則理解不深造成的失誤。
(為植物提供H218O和CO2，壹組置於光下，另壹組置於黑暗環境中)……有的是實驗變量的設置上出了問題。
(為壹組植物提供H218O和CO2，並置於光下，另壹組提供H2O和C18O2，置於暗處)……這種的做法則違背了單壹變量原則。
在思維整合中，對常見問題的失誤歸因與歸類解決，使學生的思維在應用中得到了完善。
最後，教師用科學家們的實驗設計及結論來驗證他們的實驗設想，更使其感受到成功的喜悅。
在學生對光合作用發現史有了清晰系統的認識後，我讓他們自己去歸納總結科學家們的實驗結論，進而完成對光合作用概念的知識建構。
結課時，我再次把目光拉回到光合作用研究的方向，讓學生體味科學探索艱辛與快樂的同時，也對其提出殷殷希望。
(三)課堂小結與板書設計相結合，並突出知識與能力兩條主線。
(四)鞏固練習這壹環節上，我精選了有梯度的練習，題型富於變化，為學生提供了壹個充分認識自己思維改變的機會。
(五)課後延伸作為課堂的重要補充，我設置了操作性較強的自主探究課題，並提供相關的信息和技術支持，讓學生自己動腦動手去解決實際問題。這就是生物興趣小組同學開展的有關光合作用需要二氧化碳的實驗圖片。
六、教學感悟
最後我想談談對本節課的壹點感想：新課程理念下的生物教學，真正還原了生命科學的本質，知識與能力並重，課內與課外並行。學生在這其中更多的是積極主動，合作交流，體會更深的是分享的快樂和成功的喜悅。
教師在這其中更多的是積極引導，肯定評價，“發現閃光點，激勵自信心”。既鼓勵學生參與合作的精神敢於展示自我的勇氣，又讓其感受到“從挫折中學會反思，進而提高能力完善思維”帶來的滿足。