生态系统的能量流动.doc

生态系统的能量流动浙江省舟山中学 陈钢教学目标知识目标（1）掌握生态系统能量流动的过程和特点 （2）理解研究生态系统能量流动的意义能力目标（1）通过分析生态系统中能量的输入与散失，即“光合作用”和“呼吸作用”与营养级之间的能量变化关系，发展学生的思维迁移能力 （2）学会分析、推算生态系统的能量传递效率。教学重点生态系统能量流动的过程和特点教学难点生态系统能量流动的特点及其形成原因教法学法多媒体辅助教学，指导学生思维迁移分析过程设计思路“能量”是科学教育中的核心概念，高中学生已逐步建立了能量、能量传递、能量守恒等一些基本概念；在生物学中，学生已学习了“储存能量的物质”、“能量代谢”等内容，这些都是理解本节内容的基础，在教学中要依托这些知识展开教学，一开始使用“概念图”的方法把相关知识联系起来，让学生初步认识这种方法。本节从“荒岛”的情景引入，可以激发学生学习的兴趣，兔子吃草的情景又可以建立能量在食物链中流动的感性认识。然后，引导学生理解能量流动的概念，用“问题探讨”的素材展开能量流动的过程的学习。在学习能量流动的特点之前，讨论能量流动的分析方法，再以林德曼的研究为资料进行分析。最后，通过“思考与讨论”，探讨研究能量流动的实践意义。在教学中，重视对学生“分析和处理数据”技能的训练，结合“赛达伯格湖的能量流动图解”让学生体验整理数据、处理数据、分析数据，以及用数据说明生物学现象和规律的过程。在课堂上通过学生的互相讨论，把学生的思维充分地调动起来，让他们主动参与学习，成为学习的主人。从而使复杂性的内容演变成简单易懂的内容。并加以多媒体课件，最大限度地发挥学生的主动性和创造性，提高他们的思维能力、阅读理解能力和观察能力，同时教师的适当总结，使他们对知识有了更深更全面的认识。承上“荒岛”问题中应用食物链来帮助解决，进一步说明能量流动与食物链、食物网的密切关系；启下能量流动过程中总是伴随着物质变化，能量变化与物质变化具体有那些关系呢？从标题上看，为什么能量是流动（单向流动），而物质可以循环呢？物质是怎样循环的？为下文埋下伏笔。教学过程教学环节教学过程设计意图一、引入课题展示鲁滨逊漂流记图片。创设情景：假设你像小说中的鲁滨逊一样，也流落到一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、5Kg玉米。你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援： A、先吃鸡，再吃玉米 B、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。先让学生选择并解释原因。指出：要解决这个问题，除了要利用上一节课学习的“食物链和食物网”知识外，还要学习生态系统中的能量流动的知识。从“荒岛”的情景引入，激发学生学习的兴趣二、复习能量与能量代谢其实“能量”这个概念我们已经比较熟悉了，请大家回忆已学过的生物学知识中有哪些与能量有关的概念？ATP、光合作用、呼吸作用、光能、化学能光能有机物中的化学能CD直接用于各项生命活动散失AB我们可以用概念图的方法把这些概念联系起来（显示不完整的概念图，要求填空）加深与前后知识的联系三、能量流动的过程生物体的生命活动无时无刻不在消耗着能量，能量是推动生物体各种生命活动的动力，不论哪种生物，只有不断地获得能量，才能生活下去。同样，由生物群落和无机环境构成的生态系统，其生存和发展也离不开能量的供应，下面我们就来学习生态系统中能量传递的规律。从个体活动中能量重要性引出生态系统中能量的重要性。教学环节教学过程设计意图三、能量流动的过程展示兔子吃草的图片。1、提出问题：(1)兔子和草是什么关系？(2)草的能量是怎样得来的？(3)草的能量将何去何从？全部被兔子利用了吗？(4)兔子中的能量又到哪里去了？其实这种现象在生态系统中具有普遍性。展示“生态系统的能量流动图解”，指出：“象这样生态系统中能量的输入、传递和散失的过程，就称为生态系统的能量流动”。阅读教材89页第2-4段，提问：(1)生态系统中能量流动是从什么地方开始的?(2)生态系统中能量是如何输入的，为什么起点不可以是动物?(3)流经一个生态系统的总能量是 ?(4)能量流动的渠道是什么？通过这些问题的分析、讨论，使“能量流动”这一较为抽象的概念具体化，便于深入理解，同时也激发学生学习的兴趣。从能量流动的实例引出能量流动的模式图和能量流动的概念，学生更容易接受。四、能量流动的特点从前面关于能量流动过程的阐述，可以对能量的流动方向以及能量在数量上的变化有一个感性上的认识，那么能量在流动的过程中能否进行定量分析呢?美国生态学家林德曼就对此进行了深入研究。展示：赛达伯格湖的能量流动图解。(先出现里面的能量流动图，简单提一下该湖能量流动过程，再标上能量的数值) 从定性分析引入定量分析教学环节教学过程设计意图四、能量流动的特点提出问题：(1)能量能够逆向流动、循环流动吗？通过以上分析，你能得出什么结论？(2)计算赛达伯格湖的生态系统中，能量从第一营养级流入第二营养级占生产者所固定能量的百分比是多少?第二营养级流人第三营养级的能量，占初级消费者所同化的能量总量的百分比是多少?(3)由此可见，在输入某一个营养级的能量中，只有10%-20%的能量能够流动到后一个营养级，还有80%-90%到哪里去了？ 通过以上分析，你能总结出什么规律？（展示能量金字塔模型）为了形象地说明这个问题，可以将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，这样就形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。讨论：再次围绕荒岛问题展开讨论，让学生自由辩论。讨论后，根据题目意思画出食物链进行分析。玉米鸡人玉米鸡人指出应该选A这是本节教学的重点与难点。引导学生通过认真思考，理解能量流动的过程与特点。对学生“分析和处理数据”技能的训练，让学生体验整理数据、处理数据、分析数据，以及用数据说明生物学现象和规律的过程呼应前文，同时说明生态系统能量流动和食物链、食物网的密切联系。教学环节教学过程设计意图五、研究能量流动的意义（1）（紧接上文）所以研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。（2）展示能量流动图，说明要根据草场能量流动的特点，合理确定载畜量。（3）展示能量流动图解，假设这是一个农业生态系统，特别指出未利用部分如果也能利用起来，那将大大提高能量的利用效率。（展示图片讲解）培养学生利用学过的知识解决实际问题的能力六、思考（视时间而定）（1）指导学生分析并思考课本图8-24中的问题：如果把各个营养级的个体数量关系，用绘制能量金字塔的方式表示出来，是不是也呈金字塔形？如果是，有没有例外？（引出数量金字塔）继续提问：数量金字塔是否还符合能量金字塔？指出能量金字塔和数量金字塔是不矛盾的（2）用能量流动的原理，解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。（3）能量流动逐级递减这一特点与能量守恒定律相矛盾吗？分析：在生态系统中，能量的形式不断转换，如太阳辐射能通过绿色植物的光合作用转变为储存于有机物化学键中的化学能；动物通过消耗自身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能。在这些过程中，能量既不能凭空产生，也不会消灭，只能按严格的当量比例由一种形式转变为另一种形