第五章第2节教学设计- 高二上学期生物人教版必修3

人教版必修三第五章第2节《生态系统的能量流动》教学设计(第1课时)生物组：一、教学内容分析本教学设计的内容位于普通高中新人教版必修三第5章第2节“生态系统的能量流动”。本节内容“以生态系统的结构”为基础，既与必修一的光合作用与呼吸作用相联系，又是学习和理解生态系统的物质循环和稳定性相关内容的前提，起到了承上启下的作用。这部分内容知识点看似简单，但在考试题目中常常结合一些生产生活实际，考查学生对能量流动意义的理解，以及建构能量流动过程的模型，从而将理论知识应用在实际生活中并解决实际问题，其综合性较强，也具有较高的难度。二、学情分析对于具备一定的生物科学素养和探究能力的高二学生来说，要理解这部分内容其实不难。但要把理论知识用于解决实际问题就比较难，因为他们毕竟没有机会亲身感受这些实际生活中的场景，也缺乏生活经验。因此在教学过程中，传统意义的教学，很难达到教学目的，针对学生的这种现状，在教学中尽可能的创设情境，联系实际显得尤为重要。而高二的学生，虽然已具备一些基础能力，但是仍然具有很强的惰性，因此在整个教学过程中，需要完全调动他们的积极性，并设计一些具有启发性的课堂活动，组织他们展开讨论，在参与活动的过程中，提高他们的阅读、探索、推理、想象、分析和总结归纳等各方面的能力。三、设计思路本节内容采用以情境教学和探究式教学为主的教学模式，以桑基鱼塘为情境的教学线贯穿整个课堂，将所有知识串联起来。以桑基鱼塘视频引入，引发学生思考桑基鱼塘与普通鱼塘在能量流动方面的不同之处，并将解决这个问题作为教学的主线，先以鱼塘生态系统做情境，分析一条食物链中的能量流动情况，引导学生建构能量流动的模型，进而分析整个生态系统的能量流动。再以林德曼的研究为资料，分析总结能量流动的特点，重新联系之前的情境，分析桑基鱼塘能量流动中的特别之处，进而引出研究能量流动的意义。在情境教学过程中，设计探究式的学生活动，借助多媒体、以及卡片教具等充分调动学生的手和脑，将平铺直叙的知识点，用情境串联起来，使课堂的整体性和趣味性都更强。四、教学目标1.知识目标（1）理解生态系统能量流动的概念（2）描述生态系统能量流动的过程和特点（3）说出研究生态系统能量流动的意义2.能力目标（1）通过引导学生分析一个具体生态系统的能量流动过程和特点，培养学生的分析、推理、归纳的能力（2）指导学生构建能量流动过程的物理模型，培养学生的动手以及分析整合能力3.情感目标（1）认同生态系统能量流动的特点，体验能量守恒定律。（2）感受通过整理、分析和处理数据，发现生物学规律的探究乐趣五、教学重难点重点：生态系统能量流动的过程和特点难点：生态系统能量流动的过程和特点六、教学流程情境引入学生自主阅读、讨论，回答相关问题能力拓展活动：模型构建小结本节重点课堂练习巩固七、教学过程教学流程教师活动学生活动引入新课【创设情境】播放影片：桑基鱼塘【过渡】桑基鱼塘起源于春秋战国时期，距今已有2500多年的历史了，联合国教科文组织曾评价它为“世间少有美景，良性循环典范”。那么桑基鱼塘的设计蕴含了哪些科学道理呢？在这个鱼塘生态系统中能量又是如何流动的呢？让我们带着疑问，进入今天的新课“生态系统的能量流动”观察、倾听、思考。能量流动的过程个体水平【多媒体展示】研究能量流动的思路对一个个体而言，我们需要知道能量如何输入，输入的能量又有哪些去路。若研究的是一个种群，则可把所有个体看做一个整体，若研究一个生态系统的能量流动也可按照这个思路【多媒体展示】一个鱼塘生态系统回顾上节知识【提问】生态系统的营养结构是什么呢？你们能说出其中任意一条食物链吗？其中水草是生态系统中的哪个成分？它的营养级别是？【过渡】下面我们就以这条食物链为例，从个体水平分析，能量流动的情况，请同学们阅读教材，讨论并回答下列问题【多媒体展示】四个思考问题(1)照射到水草上的太阳能是如何被吸收的？这些能量都被吸收了吗？(2)水草固定的能量有哪些去向？(3)植食性鱼吃草，摄入量和同化量之间有什么关系？【过渡】下面请同学们小组讨论合作，利用老师给出的材料，分别构建出水草、植食性鱼、肉食性鱼的能量流动模型【成果展示】请同学上台展示你们构建的模型图倾听，思考。学生回答食物链：水草、植食性鱼、肉食性鱼或者水草、浮游植物、浮游动物等等答：食物链和食物网生产者、第一营养级学生思考、讨论。分组起来回答（1）通过光合作用被吸收，只吸收了一小部分（2）流向分解者、呼吸散失、流向肉食性鱼、未利用（3）摄入量=同化量+粪便量学生分组讨论、动手构建模型上台展示营养级水平【多媒体呈现】若要研究营养级水平的能量流动，请修改刚才构建的模型图表示出能量流经每个营养级时的来源和去路学生思考、上台修改模型图生态系统的能量流动概念【多媒体呈现】若研究一个生态系统的能量流动呢？我们需要研究能量的输入、传递、转化和散失。【提问】输入的总能量是？以什么形式沿着什么进行传递？发生了哪些能量的转化？通过什么形式散失？总结出生态系统能量流动的概念。倾听、观看、思考、理解。回答问题：（1）生产者固定的太阳能（2）以有机物的形式沿着食物链传递（3）由光能转化为化学能再转化为热能（4）通过呼吸散失能量流动的特点【提问】这是某湖泊能量流动的数据图，通过比价大家能不能得出生态系统的能量流动有什么特点呢？【小结】能量总是由被捕食者传入捕食者体内，不可能逆向流动，也不能循环流动，因此为单向流动。而这个过程中能量不可能百分之百的流入下一个营养级，因此是逐级递减的。下面让我们具体的分析一个湖泊生态系统的能量流动情况。【讲述】大家都知道在湖泊中是大鱼吃小鱼小雨吃虾米虾米吃泥巴，泥巴包括一些藻类。而能量就随着食物链单向流动。展示：某湖泊生态系统中生产者，植食性动物和肉食性动物所含能量的具体数据。请计算能量传递效率（输入后一营养级的能量与输入前一营养级的能量的比）．【小结】在生态系统中能量的传递效率大约为10%～20%，也就是说一个正常的生态系统，前一营养级的能量只有约10%～20%能输入下一个营养级。通过以上分析我们知道能量流动是逐级递减的，为了形象的说明问题可以将单位时间内各个营养级所得到的能量数值绘制成金字塔图形，叫做能量金字塔。【实例】如果一个小孩一年内仅以牛犊为食，则需4.5头牛犊，而喂养这些牛犊则需种植4公顷苜蓿。4公顷苜蓿接受的太阳辐射量：6.3×1010卡/年；4公顷苜蓿固定的能量：1.49×107卡/年；4.5头牛吃苜蓿获得的能量为：1.19×106卡/年；这个小孩吃牛肉获得的能量为：8.3×103卡/年。请大家把上述事例绘制成一个能量金字塔。【问题】为什么牛肉往往比青菜贵？【实例】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。【问题】为什么一条食物链一般不会超过4～5个营养级？【问题】还有80%～90%的能量到哪里去了呢？课件展示各部分能量。【小结】从这些数据上看，能量流动的特点是逐级递减的。【问题】这种能量的逐级递减是否符合能量守恒定律？怎样验证？请大家通过所给的数据证明逐级递减符合能量守恒定律。【小结】每一营养级各个去向的能量相加等于输入此营养级的总能量，并且各去向的能量相加等于输入该生态系统的总能量，因此符合能量守恒定律。刚才我们看到的是美国生态学家林德曼对一个天然湖泊赛达伯格湖的能量流动进行的定量分析数据。学生思考，讨论，总结。单向流动，逐级递减。学生思考，计算。13.5%，20%学生思考，绘图。学生思考，回答。因为牛的营养级比青菜高，牛增重1公斤，需要吃更多的青菜，也就是说，人若吃牛肉的话有很多能量都损耗在牛吃青菜的过程中了，因此牛肉往往比青菜贵。学生思考，回答。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。当到第4～5个营养级时已经没有能量再向下传递了。学生思考，回答。①自身呼吸作用消耗（热能散失，自身生长发育、繁殖等等）；②分解者所利用；③未利用；学生：符合。学生思考，计算。研究能量流动的意义【过渡】现在我们已经了解了能量流动的过程和特点。下面让我们来解决具体的问题。【问题】农田生态系统的能量流动有什么特点?教师：人所做的工作都是为了让能量尽可能的流向对人类有益的部分。对于人类来说，研究能量流动的意义就在于使能量持续高效地流向对人类有益的部分。【问题】假如给你一个池塘，你会怎样经营，从而获得更大的收益？教师介绍桑基鱼塘。【小结】我们把