发现式教学【教学设计】《生态系统的能量流动》（人教）.docx

生态系统的能量流动教学模式介绍：发现式学习认为，科学家用来解决问题、探究未知的理性策略可以传授给学生。其模式是在学生积极参与科学探索过程，教师试图模拟科学家解决问题的过程，使学生体会科学家如何面临疑难境，学会搜集和加工资料，最终达到问题的解决，从而获得在真实生活情境中发现问题和解决问题的能力。发现式教学的课程环节：激趣导学目标导学导思点拨设问寻疑诊断反馈拓展延伸设计思路说明：通过PPT投影：假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是？1.先吃鸡，然后吃玉米；2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡。引入激发学生积极讨论，引入教学主题：生态系统的能量流动。根据教材的实际需求把要完成的教学内容分解成层次由浅入深的各个小目标，让学生去感知教材，链接生活，最大限度的使学生动口、动手、动脑，把学习的主动权交给学生。本节课利用多媒体资源对学生进行引导，让学生一边思考一边小结本节课的知识结构，起“温故而知新”的作用。更重要的是让学生把新知识与旧知识联系，形成新的概念，在自己的认知结构中进行重组，完善知识结构。教师按小组巡视并检查学生对问题的解决情况，收集学生的学习信息，及时引导，点拨，利用教学中预设的各个层次的问题，引导学生积极思考，养成良好的思维习惯。诊断反馈环节是贯穿本模式的一条主线。 从形式上看，练既可以是综合、书面的，也可以是整体、口头的； 从内容上看，既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是巩固强化，也可以迁移延伸；从教学程序上看，主要是安排在新课结束后巩固所学、迁移知识、培养能力，但也可以安排在新课开始前的导入性训练。 “大教学观”指出，要让课堂教学向课外延伸，指导学生开展相关的课外实验，丰富教学内容，培养学生的多种能力。通过延伸使知识系统化，条理化，提升认识水平，为进一步获得生物知识奠定良好的技能与心理基础。教材分析本节课位于必修三第五章第二节，第一节已经学习过生态系统的结构，对生态系统的内容已经基本掌握，“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；有关储存能量的物质、能量代谢等知识已学习过，这些都是理解本节内容的基础。学生已经学习过一些关于能量的知识，但是能量流动这一节内容对学生来说相对抽象，比较难理解，所以需要借助一些多媒体手段，给学生展示一些实例，使学生更加形象的理解本节课内容。教学目标【知识与能力目标】1、了解生态系统能量流动的概念。 2、掌握生态系统能量流动的过程和特点。 3、理解研究生态系统能量流动的意义。 【过程与方法目标】1、通过师生讨论交流、学生小组讨论与教师引导启发学生层层探究相结合，将 知识化难为易，培养学生运用科学知识解决和分析实际问题等思维能力。 2、通过引导学生定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，培养学 生分析、综合和推理的思维能力。 【情感态度价值观目标】1、通过讨论“研究生态系统能量流动的意义”这一教学内容，使学生理解科学 是第一生产力的观点。 2、在教学中，通过联系生产、生活等实际，激发学生学习生物学的兴趣，培养 学生关心科学技术的发展，关心社会生活的意识和进行生命科学价值观的教育。教学重难点【教学重点】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。【教学难点】1、了解生态系统能量流动的概念。 2、掌握生态系统能量流动的过程和特点。 3、理解研究生态系统能量流动的意义。课前准备1、多媒体课件；2、学生完成相应预习内容；3、学生课前查阅相关背景资料，搜集有关病毒的资料。教学过程：一、激趣导学 “兴趣是最好的老师”。学习兴趣是学习动机中的重要成分，是学习动机中最现实，最活跃的因素。是推动学生产生寻求知识，从事学习活动的强大心理动因。通过PPT投影：假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，1.先吃鸡，然后吃玉米；2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡。提问：那么使自己活的最长的办法是？引入激发学生积极讨论，引入教学主题：生态系统的能量流动。二、目标导学“教是为了达到不需要教”。叶圣陶先生认为：“教师当然需教，而尤宜致力于导。导者，多方设法”。怎样“教”呢？布卢姆在“教育目标分类学”中指出：欲使学生在课堂教学中愉快学习，主动获取知识，在目标意识驱使下，产生永恒的“内驱力”。显然，“导学”环节就成为“六环节”模式中最核心的部分；也是一堂课中“时间篇幅”最长的一段。【目标分解】1、了解生态系统能量流动的概念。 2、掌握生态系统能量流动的过程和特点。 3、理解研究生态系统能量流动的意义。三、导思点拨 在目标导学环节后，利用多媒体资源对学生进行引导，让学生一边思考一边学习，起到加强印象的作用。更重要的是让学生把新知识与旧知识联系，形成新的概念，在自己的认知结构中进行重组，完善知识结构，总结学习方法。符合“认知思考再认知”的认知规律。【新课讲授】教师：到底是先吃鸡，然后吃玉米，还是先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡，那究竟哪一种策略更科学，我们就要从今天这节课生态系统的能量流动中找到答案。请大家打开教材九十三页。一、 能量流动的概念提问：什么叫做生态系统的能量流动?学生齐回答：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。阅读课本，思考：1、能量通过什么方式 “输入”生态系统的? 生态系统能量的最终来源是? 2、能量“传递”的途径是什么?以什么形式“传递”的?3、能量通过什么方式、以什么形式“散失”的?学生回答：1、能量是生产者通过光合作用将光能转化为有机物中化学能“输入”到生态系统;最终来源是太阳能。2、能量“传递”是通过食物链和食物网进行;以有机物的形式“传递”的。3、能量最终通过各个营养级生物和分解者的呼吸作用的方式,将有机物的化学能最总转化为热能散失。教师讲授：能量在第一营养级中的变化。教师讲授：能量流经第二营养级示意图：总结：同化量的去向： 本营养级个体自身呼吸消耗(散失)； 本营养级个体自身生长、发育繁殖的积累（储存）。a. 遗体残骸被分解者分解；b. 流向下一营养级;c. 未被利用部分二、生态系统能量流动的过程下面我们就通过一个具体的案例来分析。【PPT】 “螳螂捕蝉黄雀在后”教师:这句谚语里有三种生物，请一位同学到黑板上来补充完整使之成为一条食物链。回忆上节课内容：食物链中各生物所属营养级，以及在生态系统中的具体成分。(生：黑板书写)PPT “植物-蝉-螳螂-黄雀”的食物链，各个营养级以及具体成分。教师：现在给大家三分钟时间，分析各营养级能量流动的来源和去路。学生分析。【实物展示】部分学生 “能量来源和去路”的填写。教师组织学生讨论，所展示的答案分析的是否正确，写法上有什么不足。总结：教师强调：摄入量=同化量+粪便思考：流入每一营养级的能量为什么不能百分之百的流向下一营养级？推测：能量在沿着食物链传递的过程中是逐渐减少的。三、能量流动的特点教师：以上是我们对能量流动定性的认识，下面我们通过赛达伯格湖的学习，对生态系统的能量流动进行定量的分析，看有哪些特点？【PPT】展示：林德曼-赛达伯格湖能量流动根据图中所示数据，请同学们完成以下分析：1.输入到该生态系统的总能量是多少？2.请设计表格将图中数据加以整理。3.计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。学生思考、讨论。总结：思考：能量传递效率的计算方法?学生回答：能量传递效率=输入到后一营养级的能量(同化量)/本营养级的能量(同化量)x100%老师：请大家仔细思考，流入某营养级的能量会不会百分之百的流入到下一营养级?学生讨论、回答:不会，因为各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量，各营养级总有一部分生物的能量未被下一个营养级的生物所利用，各营养级的尸体、粪便等流入到分解者被利用。【PPT】生态系统能量流动的特点一：逐级递减在生态系统中，能量是沿着食物链在流动的。该食物链能否发生能量逆向流动？或者是循环使用?学生讨论。学生回答：不会。生态系统内生物之间的吃与被吃的关系是不能逆转的，因而能量传递的方向也是不可逆转的；同时，各生物成分通过呼吸作用将有机物的化学能转化为热能散失，这部分散失的能量是不能被生物重新利用的。【PPT】生态系统能量流动的特点二：单向流动教师：回到上课的提问上，鲁滨逊如何分配实物，才能使自己活的最长。学生：食物链越短，损失能量越少，流入人体的能量才最多。教师：能量在两个营养级之间传递效率不高,一般为10%-20%。如果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,可形成一个特殊的形状金字塔型。我们称之为“能量金字塔”。【PPT】展示某一个湖的能量金字塔教师:从能量金字塔我们可以看出，一个生态系统中能量是在逐级递减的,而且营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。所以生态系统中的能量流动一般不超过4-5个营养级。想一想：如果把各个营养级的生物数量关系，用绘制能量金字塔的方式表达出来，是不是也是金字塔形？有没有例外的情况？学生思考讨论。总结：提问：研究能量流动有什么意义？四、研究能量流动的实践意义1、使能量得到最有效的利用。2、使能量持续高效地流向对人最有益的部分。教师总结：人们虽然不能改变能量流动的客观规律，但可设法调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。我们对于能量流动的过程和特点都进行了细致的学习，人们在研究生态系统的能量流动时，虽然不能改变能量流动逐级递减的事实，但是可以科学规划，设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。下面我们来看一个实例。展示“桑基鱼塘”。教师：“桑基鱼塘”跟单独养鱼、单独种桑养蚕相比，优越性体现在哪里?学生讨论：从种桑开始,以桑叶养蚕,用蚕粪便喂鱼，鱼塘的泥来肥桑田。桑树是生产者，蚕是一级消费者，鱼是二级消费者，鱼塘中的微生物是分解者，形成了一个良性循环。强调：在食物网中，某一生物的增加或减少都会影响整个生态系统的种群变化。通常生物种类越多，个体数量越大，其中的食物链就越多，食物网就会越复杂，生态系统就越稳定，抵抗外界的干扰的能力就越强。生态系统的物质循环和能量流动就是沿着这种渠道进行的。引导学生在食物链中划分营养级，在食物网中判断消费者的级别。四、设问寻疑通过目标导学和导思点拨环节后，完成了教学的基本目标，解决了学生带共性的问题，但每个学生都是一个世界，他们难免还存在着个别特殊问题，所以安排一定时间接受质疑、咨询、解惑，实现因材施教。教师按小组巡视并检查学生对问题的解决情况，收集学生的学习信息，及时引导，点拨，利用教学中预设的各个层次的问题，引导学生积极思考，养成良好的思维习惯。设问1：以食物链中“生产者”为例，分析该营养级能量流动的来源和去路？ 以“生产者”为例的能量来源和去路。来源：生产者通过光合作用固定的太阳光能。去路：(1)自身通过呼吸作用分解一部分有机物,释放能量(热能散失)；(2)随残枝败叶等流入到分解者中(最终通过分解者的呼吸作用散失能量)；(3)有一小部分有机物中的能量流入到下一个营养级。）设问2：以食物链中“初级消费者”为例，分析该营养级能量流动的来源和去路？“初级消费者”为例的能量来源和去路： 来源：初级消费者同化的能量。 去路：同上一个营养级的三个去路。五、诊断反馈诊断反馈环节是一个灵活而流动的环节，是贯穿本模式的一条主线。 从形式上看，练既可以是综合、书面的，也可以是整体、口头的；既可以是说，也可以是听；既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是独立作业，也可以是集体讨论。 从内容上看，既可以是知识掌握，也可以是思维训练；既可以是巩固强化，也可以迁移延伸。从教学程序上看，虽然主要是安排在新课结束后巩固所学、迁移知识，培养能力，但也可以安排在新课开始前的导入性训练；还可以安排在新课进行中的发现性训练或强化训练。【课堂诊断】1.流经生态系统的总能量是指( C )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、在一个草原生态系统中，如果要研究被第二营养级同化的能量 去向，不应包括下列选项中的 ( B )A.羊的呼吸消耗量 B.羊的粪便量C.羊的生长量 D.部分死亡羊的重量3、某自然生态系统中由四种生物构成的一条食物链：甲乙丙丁，其中甲是自养型生物。在某一时间分别测得这四种生物所含的有机物总量分别为a、b、c、d。下列叙述正确的是 ( B)A.甲从无机环境中获得的能量等于a所含的能量B.若b0.2a，则此生态系统的稳定性可能会受影响C.甲单一个体所含有机物的总量在四种生物中最多D.这四种生物个体的总和构成一个自然生物群落4.下列有关生态系统能量流动的叙述中，不正确的是（B）A流经生态系统的总能量是绿色植物所固定的太阳能的总量B生态系统中流动的能量不包括各营养级的呼吸量C生态系统的能量流动是单向不循环的D生态系统中能量流动是逐级递减的六、拓展延伸此环节属于延伸阶段，“大教学观”指出，要让课堂教学向课外延伸，指导学生开展相关的课外实验，丰富教学内容，培养学生的多种能力。生物学科本身就是一门实验性的自然学科。通过课外生物实践培养学生热爱生命、热爱科学、