5　生态系统的能量流动　教学设计.doc

5.2生态系统的能量流动教学设计山东荣成一中264300王丽群 教 材 分 析本节课是人教版高中生物必修三第五章的核心内容，在教学中起着承上启下的作用，该部分内容与呼吸作用、光合作用及能量代谢等知识联系密切，又直接关系到本章后面内容的学习。本节课安排2课时，这里只设计第一课时。教学目标1知识与能力目标（）通过分析食物链让学生掌握生态系统中能量流动的概念。（）通过模型的构建让学生理解生态系统中能量流动的过程。（）通过定量分析让学生理解生态系统中能量流动的特点并学会应用。2过程与方法目标（）通过定量分析生态系统中能量的输入与输出，发展学生的思维迁移能力。（）学会整理数据、分析数据，进而得出科学结论。（）通过小组讨论与导学式相结合的教学模式，培养学生的语言表达力，合作能力以及发散思维和求异思维能力的发展。3情感态度价值观目标通过联系实际，激发学生学习生物学的兴趣，培养学生关心生态的意识和进行生命科学价值观的教育。重点1生态系统能量流动的过程解决方法：教师通过课件进行动态分步演示，加深学生对能量流动过程的理解；学生通过分组讨论形成共识，并自主构建能量流动过程的模型，进一步将知识内化。2生态系统能量流动的特点解决方法：学生小组合作进行数据的整理和分析，利用定量分析得到的数据来进一步修正前面构建的模型，得到符合实践的正确的结论。难点生态系统能量流动的过程突破方法：教师通过课件，运用学生较为熟悉的生物形成相应的食物链，联系学生生活实际尝试让学生分组讨论，集众家思维形成对某营养级能量流动的共识；并利用模型（各营养级、呼吸作用、分解者、箭头等）让学生根据讨论形成的共识构建能量流动过程。教 学方 法通过定性和定量分析能量的输入与输出，让学生学会整理数据、分析数据，进而得出科学结论。教 学过 程教 师 组 织 和 引 导学 生 活 动教 学意 图课前准备1. 教师准备好学生使用的导学案。2. 教师制作好课堂使用的多媒体课件。3. 教师准备好课堂使用的模型。 学生熟练掌握生态系统的成分、食物链和食物网的相关知识。为课堂教学的顺利进行做好准备。教 学内 容教 师 组 织 和 引 导学 生 活 动教学意图情境导入教师PPT展示相关图片师：第一幅图展示的是我国西南五省发生的大面积干旱情况，第二幅图展示的是青海省藏族自治州玉树县发生地震的情况。干旱、地震这些自然灾难会给人类带来很大的伤害，但是我们可以运用一些知识在灾害降临的时候增强自救的能力，减少损失。比如说，现在我们大家在自然灾难中被困在一个小山村中，食物只剩下一些玉米和几只饲养的鸡，面对这种情况，你将做何选择才能使自己生存更长的时间来等待救援？A 先吃鸡，再吃玉米B 先吃玉米，同时用玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。师：毫无疑问，人获得的能量越多，生存的时间会越长。那个策略更合理呢，通过生态系统的能量流动这节课的学习我们将解决这个问题。学生观看PPT展示的图片，并思考老师提出的问题。全班同学齐声回答：B通过现实生活中的故事情节引出问题，从而引起学生对问题的关注，以及让学生带着疑问来学习，激发学生的求知欲和好奇心。探究活动一能量流动的过程师：请同学们利用上节课所学的知识把这两个策略中所蕴含的食物关系表示出来。我们就以食物链为线索研究生态系统能量流动的过程。这两组策略中食物链较长的是：玉米鸡人。玉米、鸡和人在生态系统中的成分分别是什么？首先我们来研究生产者的输入和输出。大家可以展开联想，在你面前有一片绿油油的青草，对于青草而言：1.它的能量来源于什么？2.这些能量如何输入到玉米体内？3.这些能量的去向有哪些？4.最终去向是哪里？请大家思考上述问题并将答案写在学案上。 教师辅助学生完成知识的讲解过程。学生回答：A：鸡 人 玉米B：玉米鸡人生：玉米生产者鸡初级消费者人次级消费者学生思考并在学案上完成答案，学生代表到讲台上写出答案并进行讲解：光能 光合作用生产者 呼吸作用 ATP用于各热能散失 项生命活动 下一营养级 分解者充分发挥学生的独立思考能力和语言表达能力。教 学内 容教 师 组 织 和 引 导学 生 活 动教学意图探究活动一能量流动的过程 师：我们继续联想，在这片绿油油的草地上有一群野兔 ，野兔正津津有味地啃着青草。问题思考：1野兔获取能量的来源是什么？2野兔体内能量的去路有哪些？请同学们在思考、小组讨论后，完成上述问题。教师在辅助学生完成上述问题的探究之后，总结流向每一个营养级的能量的去向都大体相同：A 呼吸作用以热能的形式散失；B 枯枝败叶或者遗体被分解者分解；C进入下一营养级（最高营养级除外）。并让学生以小组为单位初步构建生态系统能量流动模型。材料如下图（各材料数量足够，大小不一）：上述材料具有磁性，可以粘贴在白板上，也可以随意移动。在学生完成模型的构建之后，教师让小组代表到讲台上来展示他们的结果。师：大家都同意这位同学的观点吗？师：为什么营养级的能量越往后会越少呢？师：看来这位同学理解问题非常到位，他已经引出我们下面要解决的问题，很好。前面我们定性分析了能量流动的去向，下面我们就来定量分析能量流动的去向。学生思考、讨论后，小组代表利用投影仪将答案展示给大家，并进行讲解： 初级消费者消化吸收 呼吸作用 ATP用于各热能散失 项生命活动 次级消费者 分解者学生小组利用教师提供的材料合作完成生态系统能量流动模型的初步构建。 学生将构建好的模型到讲台上呈现如下：在展示模型的同时，进行讲解：四个营养级自左向右依次是第一营养级、第二营养级、第三营养级和第四营养级。每个营养级能量的去向都有三个：流向下一个营养级、通过呼吸作用散失和分解者分解。有同学站起来：他的解释是正确的，但是构建的模型有些问题，比如说能量流动在营养级中应该是逐渐减少，所以代表营养级的方块和代表能量流动的箭头应该是越来越小才对。生：因为除了流向下一个营养级之外，还有其他的两个去向：流向分解者和呼吸作用散失。通过制作生态系统能量流动的模型，充分发挥学生的合作能力、探究能力和动手操作能力。加深对能量流动过程的理解。过渡教师呈现下列四个问题，在学生思考、小组讨论之后进行抢答：1.照射到地球上的所有的太阳能都能输入到生产者体内吗？为什么？2.生产者获取的能量与消费者获取的能量有何不同？3.流经生态系统的总能量是什么？为什么？4.消费者摄入的食物中的能量能否全部被该营养级同化？如果不能，该部分能量流向何处？ 师：通过上述问题的讨论，我们知道一个营养级能不能得到上一个营养级的全部能量？小组在思考、讨论之后进行抢答：1.不是，因为大部分的太阳能被地球表面的大气层所吸收、散射和反射掉。2.生产者通过光合作用固定太阳能；消费者通过摄取食物获得能量。3. 生产者固定的太阳能的总量，因为能量流动是从生产者开始的。4. 不能，因为消费者摄入的食物一部分以粪便的形式排出体外，被分解者分解，不属于同化的能量。生：不能以抢答的形式激起学生学习的兴趣，同时为探究活动二能量流动的特点做铺垫。探究活动二能量流动的特点师：美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析，请大家打开课本九十五页，在分析该图解的基础上，独立完成下列问题：1.（1）填写下表，总结规律营养级流入能量（同化量）J/ cm2.a流出能量 （后一个营养级同化量）J/ cm2.a出入比（能量传递效率）生产者%植食性动物%学生在阅读教材，整理表格，完成上述问题。学生自愿起来回答，其他同学和老师进行评价。1.（1）生态系统中能量流动是逐级递减的。（2）能量流动是单向的。通过学生的自主学习，为理解生态系统能量流动的特点打下直观的基础。教 学内 容教 师 组 织 和 引 导学 生 活 动教学意图探究活动二能量流动的特点结论1：生态系统中能量流动是 。传递效率大约为 。（2）从生态系统散失的能量能否再回到这个生态系统中来？较低营养级能利用较高营养级的能量吗？结论2：生态系统中能量流是 。2. 分析下列两个问题：（1）能量单向流动的原因是：组成食物链的各营养级顺序 逆转（可/不可）；各营养级通过呼吸作用以热能形式散失的能量 被重新吸收利用（能/不能）。（2）能量逐级递减的原因是 请同学们根据能量流动的特点的定量分析进一步修正前面制作的能量流动模型。教师总结：除了体现能量流动的三个去向外，还要注意以下三个方面：代表营养级的正方形逐渐减小；代表营养级散失能量的箭头逐渐减小；食物链中的营养级为4-5个，不易过长。2（1）能量单向流动的原因是：组成食物链的各营养级顺序不可逆转；各营养级散失的能量不能被重新利用。（2）能量逐级递减的原因是 呼吸作用以热能的形式散失；流向下一营养级；分解者分解。小组同学利用已学过的能量流动的特点对前面制作的模型进行修正，呈现结果如下： 学生学会整理数据，分析数据，得出科学结论。 通过对模型的修正，进一步加深学生对生态系统能量流动特点的理解。生态系统能量流动的概念 教师总结：通过对生态系统能量流动的过程和特点的分析，可以生成生态系统能量流动的概念。太阳光能进入生态系统这个过程就是生态系统能量的输入；草有一部分被兔子吃掉，能量流向第二营养级，这就是生态系统的能量传递；光能被绿色植物通过光合作用固定成有机物中的化学能，各种生物通过呼吸作用将一部分的能量以热能的形式散失，这就是能量的转化；能量最终以热能的形式散失到大气中。生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。通过教师的总结，学生对生态系统能量流动的概念有了明确的认识。教 学内 容教 师 组 织 和 引 导学 生 活 动教学意图回归情景 教师再次呈现“情景导入”的问题，让学生再次选择答案。同学们在对不同观点的相互讨论之后，最后认为答案为A，理由是：食物链越长，消耗的能量就越多，流向次级消费者的能量就越少。学生再次思考，与之前错误的观点进行比较，得出正确的解释。练习1.流经生态系统的总能量是指（ ） A照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全部太阳能B射进该系统的全部太阳能C该系统全部生产者所固定的太阳能的总量D生产者传递给消费者的全部能量2.调查得知一年中流经某河流生态系统的4个营养级（以a、b、c、d表示）的数值如下，则该生态系统中初级消费者是（ ） A.a B.b C.c D.d营养级 a b c d能量（J.m-2）141.1010515.911050.88105871.271053.假设一个生态系统的总能量为100个单位，按最高传递效率计算，第二营养级和次级消费者所获得的能量应为多少个单位。（ ） A20和20 B20和4 C4和0.8D10和14一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如下图所示。下列能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是（选项方框面积表示能量的大小） （ ）课 堂 总 结教学反思优点：1教学目的明确，重难点把握到位，教学内容安排详略得当，富有层次，保证了教学内容的顺利完成。2本节课始终贯穿新课程理念，突出学生的“学”。课堂中既有教师的讲解、启发引导、组织讨论、总结等，又有学生的思考、讨论、交流、合作、尝试构建模型等。多种方式的课堂教学有效地调动了学生学习的兴趣，激发了学生学习的主动性和创造性，保证了良好的教学质量。3情景导入是由现实灾难生活引出先吃鸡还是先吃玉米的问题，激发了学生学习的兴趣，调动了学生学习