2019-2020年高中生物《生态系统的能量流动》教案19新人教版必修3

1、2019-2020 年高中生物生态系统的能量流动教案19 新人教版必修 3教学目标一、知识目标1 1、使学生理解能量流动是生态系统的两大功能量之一。2 2、使学生了解生态系统能量流动的概念，掌握生态系统能量流动的过程和特点。3 3、使学生体会研究人员研究生态系统能量流动的意义。二、能力目标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。三、情感目标通过讨论“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。教学建议教材分析这部分教学内容主要从“生态系统中能量的流动过程”、“生态系统中能量流动的特 点”和“人类研究生态

2、系统能量流动的意义”这三个方面来阐明生态系统中的能量流动问 题。生态系统能量流动的过程和特点是本节的重点内容之一；能量流动具有单向性和逐级递 减的原因是本节的难点之一。充分利用“赛达伯格湖中能量流动定量分析”这一经典的生态学实验，是突破这一难点的关键，同时也是这部分教学内容的精华所在，因为在指导学生讨 论这个实验数据的过程中，可初步训练学生的分析、推理能力。“研究生态系统能量流动的意义”这一教学内容，紧密联系人类的生产生活实际，充分 体现了 “科学、技术、社会”观点。重难点分析重点：生态系统能量流动的过程和特点。（1 1）能量是一切生命活动的动力，也是生态系统存在和发展的基础。生物圈中每一个完

3、 整的生态系统都是一个能量输入、传递和输出的系统。生态系统内能量单向传递的全过程， 叫做能量流动。这是生态系统功能的一个重要体现。（2 2）指导学生分析生态系统能量流动过程和特点的过程，也就是培养学生分析综合和推 理的思维能力的过程；同时，生态系统能量流动的过程，渗透着物质运动和物质普遍联系的 辩证观点，是渗透辩证唯物主义观点教育的极好素材。（3 3）研究能量流动的过程和特点，一方面可以巩固前面学习的食物链和食物网的知识， 另一方面，也为研究生态系统的目的服务于人类自身（能量流向对人类最有益的部分） 打好基础。难点 ：（ 1 1）生态系统能量流动的过程和特点1能量本身是一个抽象的概念，能量流动

4、也是抽象的，在学生原有的认知结构中，对于 能量的认识不是很充分，对于能量流动的过程和特点更是生疏，因而成为认知上的难点。教 师引导学生分析时，应首先提示学生“能量是一切生命活动的动力”，生态系统存在和发展 的基础也需要能量，再引导学生分析生态系统的能量输入、传递和输出过程。2对于能量流动特点的分析，引导学生从具体的能量流动过程分析出抽象的能量流动特 点，组织学生分析必须有很好的切入点，采用设计合理的问题或提示分析的角度的方式引导 学生分析能量流动的特点，教师在组织教学时要仔细考虑。（2 2）能量金字塔的概念能量金字塔是生态系统能量传递效率的一种直观表示方法，能量金字塔概念的提出是教 学的难点，

5、教师可以从如何直观表示生态系统能量传递效率的角度提出能量金字塔的概念， 既有利于对能量金字塔概念的理解，又有利于对生态系统传递效率知识的理解。教法建议（1 1）“生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递和散失的过程”，学生对 这一概念的认识，是建立在对生态系统结构的理解基础上的，因此进入这部分学习之前，复 习生态系统结构的有关概念是必要的，特别是要让学生理解：制约生态系统结构组成的重要 因素之一是群落成员间的营养关系，即食物链和食物网。（2 2）在“能量流动的过程”的教学中，可给出学生某个具体的捕食食物链，教师精心设 计一些问题，让学生分析、讨论能量在食物链中的输入、传递、散失过程，使

6、学生易于理解 能量流动的概念和能量流动的过程（3 3）在“能量流动的特点”教学中，要充分利用一些经典的生态学实验，除了教材中提 供的“ CedarCedar BogBog 湖的能流分析”，还可补充一些其他生态学家所做的实验加以分析、讨论， 然后让学生把各营养级中的能量通过能量金字塔的形式描绘出来。这样便于使学生理解：能 量流动过程的定量分析，是研究能量流动规律的关键；定量实验在研究生态学问题中的重要 性。在学生分析、讨论这些实验数据的基础上，概括出生态系统能量流动的两个特点。（4 4）在“研究能量流动的意义”的教学中，要特别注意与人类的生产生活实践相联系，可引 导学生分析一些具体问题的基础上，

7、最终让学生概括出：研究生态系统的能量流动规律，为 的是能合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分，同时还要 保证生态系统的可持续发展。教学设计方案（一）教学目的1 1、握生态系统能量流动的过程和特点。2 2、解研究生态系统能量流动的意义。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。教学方法引导探索、谈话、讨论相结合。课时安排一课时。教学过程复习：生态系统的营养结构是什么？（回答：是食物链和食物网。）复习：如果我们写一个一般的食物链，就是：生产者T初级消费者T次级消费者，这么 写的意思是什么？学生：是后一营养级以前一营养级为食的现象，

8、后一营养级从前一营养级获得了物质和 能量，物质和能量就从前一营养级流动到后一营养级。我们现在就学习生态系统的能量是怎 样流动的。提问：那么，能量是怎样输入生态系统的？能量流动的渠道是什么？能量流动的过程是 怎样的？请同学们阅读教材“能量流动的过程”一段，并思考这些问题。在同学们阅读后，分别请几位同学总结这几个问题。）讲述：生态系统流动的能量来自太阳能，即生态系统中能量的源头是太阳。但并不是所 有的太阳能都参与生态系统中的能量流动，必须是输入到生态系统的第一营养级的能量才能 开始在生态系统中流动。怎样输入？依赖于生产者的光合作用把太阳能转变成化学能。生产 者固定的太阳能总量就是流经这个生态系统的

9、总能量。它沿着食物链流动。提问：输入生态系统的能量是怎样流动的？或者说， 生产者固定的太阳能流向什么方向？讲述：生产者固定的太阳能有三个去处：一部分被自身的生命活动消耗了，即被呼吸作 用分解了；储存在体内的能量一部分被初级消费者摄食同化流入下一营养级，没被初级消费 者利用的枯枝落叶和初级消费者摄食未消化而排出的粪便中的这一部分被分解者释放出来。 简单他说，生产者固定的太阳能的三个去处是：呼吸消耗，下一营养级同化，分解者分解。 对于初级消费者所同化的能量，也是这三个去处。并且可以认为，一个营养级所同化的能量 =呼吸散失的能量十分解者释放的能量十被下一营养级同化的能量。但对于最高营养级的情 况有所

10、不同。提问：生态系统中能量流动有什么特点？形成这些特点的原因是什么？相邻两个营养级 之间的能量传递效率是多少？教材 107107 页也有两个问题， 请同学们带着这些问题阅读教材“能 量流动的特点”一段，阅读完后，可以讨论一下这些问题。（待同学们阅读完后）现在请一位同学概括一下能量流动的特点。是单向流动和逐级递减。为什么是这样呢？请继续回答。讲述：对于单向流动来讲，是说能量只能从前一营养级流向后一营养级，而不能反向流 动，可以理解为肉食动物以植食动物为食，植食动物不能以肉食动物为食。植物与植食动物 的关系也是如此。对于逐级递减来讲，也是教材的第二个问题，一个营养级同化的能量，不能百分之百流 向下

11、一营养级，除了自身呼吸消耗外，还有一部分未被下一营养级利用。这就决定了能量越 流越少。在赛达伯格湖，第二营养级只获得第一营养级同化能量的13135 5，第三营养级只获得第二营养级同化能量的 2020 %，能量在相邻两个营养级间的传递效率只有 1010%2020%，那么，其 余 8080%9090%的能量哪里去了？请一位同学回答这个问题。讲述：对，被呼吸消耗，被分解者释放，还有一大部分未被利用。未被利用的，可以理 解为后一营养级不能利用的（如荒地中的草根）和后一营养级能利用而未利用的（如羊不可 能将草地的草吃净。这些未利用的能量除少量被分解者分解释放外，它们或者进入别的生态 系统，如被河水冲向海

12、洋，或者沉积在湖底成为有机质沉积物，或者仍然是前一营养级的生 存个体，保持了前一营养级的生产能力。提问：在赛达伯格湖一个营养级所同化的能量，是怎样分配的？是未利用的 呼吸的 下一营养级同化的 分解者释放的。提问：能量金字塔是什么含义？如以生物个体数量表示有无例外？（请一位同学回答）讲述：研究能量流动的意义在于使能量持续高效地流向对人类有益的部分。比如草原怎 样放牧产畜量高而草原又不退化？农作物怎样才能给人类提供更多的产品？教材中提到的办 法就是一个好办法。假如给你一个池塘，你该怎样经营，才能最大获益？请大家讨论。（讨论后请几个同学阐述他们的结论）现在已经出现一种叫做“生态农业”的农业经营模式。

13、这种经营模式可以最小投入，得 到最大收益。比如桑基渔塘就是一例。（在此稍作解释）总结：通过学习生态系统的能量流动，我们知道生态系统必须不断地从外界获取能量。 能量是一切生命的动力，是生态系统的基础。能量流动维持各个营养级的生命和繁殖后代， 使得一个生态系统得以存在和发展。巩固：1 1请从能量流动的角度解释为什么食物链一般不超过五个营养级？2 2俗话说，“一山不容二虎”，有没有道理？为什么？（这两个问题可启发学生根据生态系统中能量逐级递减的规律分析，得出随着营养级的 升高，可利用的能量往往减少到很小的程度，以至不足以维持下一个营养级的存在。）板书设计三、生态系统的能量流动1 1能量来源：太阳2

14、2能量输入：生产者的光合作用3 3能量流动的渠道：食物链（网）4 4 能量流动的过程：光T生产者T初级消费者5 5能量流动的特点。单向流动 , , 逐级递减6 6 .能量流动的传递效率： 10102020%7.7. 能量金字塔。8.8. 研究能量流动的意义2019-2020 年高中生物生态系统的能量流动教案 1 新人教版必修 3一、教学目标的确定课程标准中相关内容标准为 分析生态系统中能量流动的基本规律及其应用”，属应用水平，即学生应能够将能量流动的基本规律运用于新的情境中，解决实际问题。为了达成这一目标，首先应当使学生把握能量流动的过程及其特点，懂得研究生态系统能量流动的一些基本方法；其次，

15、结合具体 的实例，让学生得出能量流动的基本规律。由此，本节教学目标确定为：1 1分析生态系统能量流动的过程和特点。2 2概述研究能量流动的实践意义。3.3.尝试调查农田生态系统中的能量流动情况。 其中，生态系统能量流动的过程和特点为本节的教学重点和难点。二、教学设计思路能量”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，在教学中要紧紧依托这些知识。本节的引入可以参考以下两种思路：（1 1）直接从教材中 问题探讨”提供的素材引入；（2 2）从复习生物体如何摄取能量、储存

16、能量、利用能量等相关知识入手。前者，可以激发学生学习的兴趣，建立能量在食物链中流动的感性认识。然后，弓 I I 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。后者，可以唤起学生已有的知识经验，在已有的知识基础上建构能量流动”的概念，并学习 能量流动的分析方法”。在教学中，要重视对学生 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。有条件的学校，可选择当地有代表性的地区，在课

17、后进行调查当地农田生态系统中的能量流动情况”。对于城市中的学校，可以通过网络做这方面的调查；也可以从城市居民的食谱、食品超市或 商店的产品销售情况等方面另定主题。通过调查，结合生活实际说明农业生产的能量流动与人类的关系。本节共 2 2 课时。现以第二种思路为例，具体说明教学实施的程序。三、教学实施的程序学生活动教师的组织和引导教学意图匚学生讨论，画出概 念简图，并进行交流。提出问题：1.1.在已学过的生物学知识中与能量相关的概念有哪些？2.2.请用概念图的形式，建立这些概念之间的联系。在学生已有的 知识基础上建构 能量流动概念。以图的形式，联系 熟悉的生物或自身在 个体水平说明能量流 动的途径

18、，进而说明 在种群中能量流动的分析、组织讨论：1.1.就一个生物个体 （如人） 而言， 能量是如何输入、 储存和 散失的？2.2.如果考虑一个种群，我们如何研究能量的输入、储存和散 失？认识研究生态 系统能量流动的 方法。途径。小结：（见教学策略图）。运用研究生态系 统能量流动的方法，分析生态系统能量流 动的过程，并进行交 流。生态系统存在着：生产者T初级消费者F次级消费者的吕养 结构。提出问题：（1 1）能量是怎样输入生态系统的？（2 2）能量流动的渠道是什么？（ 3 3）能量流动的过程是怎样的？达成本节教学 目标。学习思考与讨论” 的素材，并进行交流。小结：在生态系统中，能量的形式不断转换

19、，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 为另一种形式。 因此， 对于生态系统中的能量转换和传递 过程，都可以根据热力学第一定律进行定量计算，并列出 能量平衡表。提示：能量在生态系统中的流动，很大部分被各个营养级 的生物利用，通过呼吸作用以热的形式散失。散失到空间 的热能不能再回到生态系统参与流动。因为至今尚未发现 以热能作为能源合成有机物的生物。引入：赛达伯格湖的能量流动。认同能量守恒 定律。学生阅读，讨论完 成资料分析