生态系统的能量流动及生态系统的能量流动教学设计

《生态系统的能量流动》1.教材分析1.1教学目标知识目标:（1）了解生态系统能量流动的概念。（2）应用生态系统能量流动的过程和特点。（3）体会研究生态系统能量流动的意义。能力目标：（1）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。（2）通过探讨能量流动特点在生产、生活中实际应用，培养学生理论联系实际的能力。情感目标：站在生态道德的角度，理解一些生态学观点，使学生懂得对资源的利用应遵循生态学原理和可持续发展原则，为形成科学的世界观做准备。1.2教学重点和难点教学重点: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过程和特点。1.3课时安排1课时。1.4教学工具多媒体课件2.教学过程新课引入：以“问题探讨”引入【PPT】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，最后再吃鸡要解决这一问题，这就得用到我们这节课的内容“生态系统的能量流动”。新课内容：【PPT】生态系统的能量流动提问：什么叫做生态系统的能量流动？学生回答：生态系统中能量的输入、传递和散失。学生齐声朗读【学习目标】。学生阅读教材、思考（时间5分钟）：1、能量是如何“输入”生态系统的？2、能量“传递”的途径是什么？3、能量是通过什么方式“散失”的？【PPT】展示能量流动的分析老师：说出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。学生讨论。教师：请以食物链中以“生产者”为例，分析该营养级能量流动的来源和去路。【PPT】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（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。学生以此类推，说出能量在该食物链各营养级的来源和去路。教师提示：最高营养级老虎的能量去路只有两条，没有“流入下一营养级”的途径。【PPT】食物链整体的能量流动图。回顾读书思考的问题：1、能量是如何“输入”生态系统的？2、能量“传递”的途径是什么？3、能量是通过什么方式“散失”的？学生：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；2、能量“传递”是通过生物捕食的食物链和食物网进行；3、能量最终通过各个营养级生物和分解者的呼吸作用，将有机物的化学能最总转化为热能散失。教师：结合食物链的能量流动，分析、讨论以下内容：1、生态系统中能量流动的源头在哪儿？2、能量流动的起点是什么？3、生态系统能量的总值为多少？4、什么是能量流动的渠道？学生分组讨论。学生回答：1、阳光；2、从生产者固定的全部太阳能开始；3、生产者所固定的全部太阳光能；4、食物链、食物网。【PPT】生态系统能量流动的特点老师：以上对能量流动过程的分析，使我们对能量流动有了定性的认识。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。【PPT】赛达伯格湖的能量流动图解老师：仔细观察赛达伯格湖的能量流动图解，请将图中的数据进行整理，完成学案中“知识探究”中的表格。营养级流入能量输入下一营养级的能量呼吸作用散失分解者分解（呼吸散失）未利用能量传递效率生产者植食性动物肉食性动物教师：在刚才的赛达伯格湖预习的过程中，有些同学对这样几个知识点不是很了解，现在我将这几个问题反映出来，我们大家共同讨论，研究。1、能量传递效率如何计算？2、赛达伯格湖中“未利用的能量”是哪一部分的能量？学生展开讨论，说出自己的认识。教师引导、总结：1、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）2、未利用的能量：未被呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者所利用的能量，可依然存在于生物体内，也可能以煤、石油等形式存在。【PPT】赛达伯格湖数据的整理学生思考讨论以下问题：（1）分析每一营养级能量的“流入”和“流出（包含未利用）”是否平衡？（2）随着食物链的延伸，能量在各营养级的含量上有什么特点？赛达伯格湖的能量流动图解中哪些方式表现了该特点？学生讨论,回答：（1）每一营养级能量的“流入”和“流出”总量是相等的，遵循了能量守恒定律。（2）能量逐级递减。每个营养级的数字和箭头面积逐渐减小。教师：表格中各营养级能量传递效率是多少？学生：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13.5%；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20%。结论：能量在两个营养级之间传递效率一般为10%--20%.学生思考讨论：（3）能量在两个营养级之间传递效率一般为10%--20%。为什么某一营养级的能量不能百分之百地流到下一个营养级？学生讨论、回答：①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②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③各营养级的尸体、粪便等流入到分解者被利用教师：由此我们可以得出生态系统的能量流动另一个特点是什学生：能量流动有逐级递减的特点。【PPT】生态系统能量流动的特点二：逐级递减【PPT】生态系统能量流动两大特点是：单向流动逐级递减（能量传递效率为10%--20%）【PPT】荒岛上的场景再现教师：请大家利用已学知识分析，为什么鲁滨逊会选择“先吃鸡，后吃玉米”？学生讨论···学生回答：用玉米喂鸡，增加了人在食物链中的营养级数，增大了能量浪费，违背了人对有限能源的最大利用原则。老师：结合鲁滨逊的实践经验，考虑到中国国情，在日常生活中我们如何调整饮食结构，做到粮食类能源的节约呢？学生讨论：进餐应采用以谷物和植物蛋白为主的食物结构。比如,用豆浆取代牛奶，用豆腐等取代肉类等。【PPT】以第一营养级为主的饮食结构老师：除作为消费者我们对自身饮食结构有所要求外，我们还可以为我们提供食物的“农林牧副渔”等产业部门提出合理的农业结构调整建议。总结：生态系统的概念、过程、特点、研究意义。作业布置：学案【课后巩固】。作业完成时间约15分钟。板书：生态系统的能量流动能量流动特点过程概念：生态系统中能量的输入、传递、散失研究意义逐级递减起点途径来源和去路单向流动能量流动特点过程概念：生态系统中能量的输入、传递、散失研究意义逐级递减起点途径来源和去路单向流动“生态系统的能量流动（第一课时）”的教学设计设计思路1.指导思想和理论依据“生态系统的能量流动（第一课时）”的教学设计以《普通高中生物课程标准（实验）》的基本理念和建构主义学习理论为指导思想。《普通高中生物课程标准（实验）》明确将获得生物学模型的基本知识作为课程目标之一，并在内容标准或活动建议部分做了具体的规定。模型建构不仅要做，而且要在做中有概念的形成和理解，更要在做中体验、思维和创造。另外，教材中几乎每章的自我检测都有画概念图的题，可见对概念图的重视。本节课借助建构概念模型的方法让学生自主对“生态系统的能量流动”进行系统分析，在建构中实现行为与思想的统一。2.设计特色“分解与合并模型建构法”，使学生在建构中实现行为与思想的统一。本节课先用分解法引导学生建构能量流经第一营养级、第二营养级的模型，具体分析每个营养级能量流动的来源与去路；最后化繁为简，用合并法建构生态系统能量流动过程的模型，学生在模型建构过程中理解能量流动的分析方法。教学分析1.教材分析本节课位于人教版高中生物必修三第5章《生态系统及其稳定性》第2节，该内容包括：生态系统的能量流动的概念、过程、特点，以及研究能量流动的实践意义。本节课以生态系统的结构为基础，与光合作用和呼吸作用相联系，又与生态系统的物质循环紧密联系，起到了承上启下的作用。本课为第一课时，教学内容比较抽象，教学重点和难点在于通过学习建构概念图的方法深入理解并系统分析生态系统的能量流动的概念和过程，为第二课时生态系统能量流动的特点和实践意义与应用的学习打下基础。2.教学目标知识目标：概述能量流动的过程。能力目标：（1）通过引导学生回归教材，学生真正学会利用教材，从教材中获取信息，并建立信息之间的联系；

（2）通过对能量流动过程进行模型建构，学生真正理解并熟练运用概念图。情感态度与价值观：学生在发现问题、解决问题过程中克服困难，体验成功的喜悦。3.教学重难点：能量流动过程的模型建构。4.学情分析（1）从知识储备上看，学生已经学习过光合作用、呼吸作用和生态系统的结构等内容，具备了理解本节课内容的基础。（2）从能力和思维看，高二学生已具备思维的逻辑性和系统性，并具有一定的探究、协作、观察和分析能力。教学方法本节课通过对能量流动过程进行模型建构，借助读书指导法、小组讨论法和直观演示法实现学生自主突破本节课的重难点。教学过程基于以上对教材和学情的分析，我设计了以下四个教学环节：(一)回顾旧知，引入新课：回忆：上节课学过，生态系统的营养结构。呈现：食物链和食物网。提问：在食物链和食物网的各营养级之间，传递的是什么，又是如何传递的？引出本节课的重点：生态系统的能量流动。设计意图：通过回顾旧知，创设问题情境，确立本节课的重点，并激发学生的探究欲望。（二）模型建构，讲授新课：这部分我分三个层次进行教学：第一层次：提出模型建构的一种重要类型-概念图。课件展示：概念图的概念及建构流程。之后学生阅读教材93页第一段文字，分析生态系统能量流动的概念，并画出概念图。第二层次：利用概念图的构建，探究能量流动的过程。设计意图：通过探究分析和动手操作，使所学知识逐步深入，并把记忆中的知识转变为实际中的能力。1.学生首先阅读教材94页第一段文字，并绘制出能量输入第一营养级的概念图。展示并让学生讨论。利用建构的概念图，学生分析第一营养级能量的来源。2.继续看书分析，并绘制出能量在第一营养级内的转化，散失，以及向第二营养级的传递过程，展示并讨论。利用建构的概念图，分析第一营养级能量的去路，并整理成文字写在学案上。3.继续看书分析，并绘制出能量被第二营养级摄入后的转化，散失，以及向第三营养级的传递过程。在建构概念图之前，我让学生分析教材中的一句话：“另一部分则被初级消费者摄入体内，这样，能量就流入了第二营养级。”，针对这句话学生讨论两个问题：问题1.摄入到了哪里？问题2.摄入是否就是流入？通过对这两个问题的讨论，学生将会分析出消费者同化量、摄入量和粪便量的三者的关系。这是本节课比较难的知识点，为了突破这个难点，我展示了一幅漫画，讲解粪便的形成过程，帮助学生理解摄入量、同化量和粪便量三者之间的关系。在此基础上，学生建构能量流经第二营养级的概念图，并分析第二营养级能量的来源和去路，展示并讨论。4.学生继续看书，先分析教材中图5-6与5-7的区别，然后利用已经建构的第一、第二营养级能量流动图建构生态系统能量流动概念图。第三层次：利用对能量流动概念图的分析，探究易错的问题：针对两种概念图的易混点，设置两道习题（ppt展示），第一道为初级消费者能量流动图；第二道为生态系统能量流动图。（三）归纳总结，理清脉络学生根据能量流动过程分析，总结生态系统能量流动的输入、传递、转化和散失的本质。（四）反馈练习，巩固提高1.关于草原生态系统能量流动的叙述，错误的是（）A.能量流动包括能量的输入、传递、转化和散失的过程B.分解者所需的能量可来自各营养级生物所储存的能量C.生态系统维持正常功能需要不断得到来自系统外的能量D.生产者固定的能量除用于自身呼吸外，其余均流入下一营养级2、大象是植食