《生态系统的能量流动》教学设计（第1课时）

.2《生态系统的能量流动》教学设计（第1课时）一、教材分析本节教学是人教版（2019）选择性必修2《生物与环境》中第3章第2节的内容，本节内容主要包括生态系统中能量流动的过程、能量流动的特点和研究能量流动的意义三大部分，需2课时完成。第1课时内容包括生态系统中能量流动的过程、能量流动的特点。教学目标1.通过分析能量在营养级间的流动情况，建立生态系统能量流动模型，概述生态系统中能量流动的过程，建立生命系统的物质和能量观。（生命观念）2.通过分析赛达伯格的能量流动的图解和数据分析，概述生态系统中能量流动的特点。（科学探究）（二）教学重点、难点1．教学重点：生态系统的能量流动过程。2．教学难点:（1）分析生态系统能量流动的过程。（2）分析生态系统中能量流动的基本规律及其应用。二、教学设计思路本节教学需要充分利用学生已学的相关知识，如必修1的细胞的能量代谢、选择性必修2的生态系统的结构，甚至还需要一定的物理知识能量的转化与守恒定律等。教学设计依据以下逻辑顺序：“问题探讨导入”→引入能量流动概念→定性分析能量流动过程→构建能量流动模型→以赛达伯格湖为例定量分析能量流动→归纳能量流动的特点。学生活动教师引导学生活动教师引导联系生态系统的结构和能量代谢，建立能量流动的概念，确定用群体分析来研究。什么是生态系统的能量流动？如何研究？联系生态系统的结构和能量代谢，建立能量流动的概念，确定用群体分析来研究。什么是生态系统的能量流动？如何研究？能量在生态系统中的流动过程怎样？与能量流动概念有何联系？小组合作，建构模型，概况能量流动概念。能量在生态系统中的流动过程怎样？与能量流动概念有何联系？小组合作，建构模型，概况能量流动概念。定量分析赛达伯格湖的能量流动数据，充分分析数据，归纳能量流动特点。能量流动有什么特点？如何研究？定量分析赛达伯格湖的能量流动数据，充分分析数据，归纳能量流动特点。能量流动有什么特点？如何研究？三、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图导入问题：假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。讨论：你以为以下那种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：1.先吃鸡,再吃玉米。2.先吃玉米,同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。学生思考、讨论、回答。某学生选择某个方案，并解释原因，并请有不同方案的学生解释方案2。学生所答理由不充分，此问题涉及到了本节课的内容“能量流动”。设置情景联系实际，激发学生学习兴趣。研究能量流动的基本思路【问题】以个体为单位研究有什么不足？如果将这个种群作为一个整体来研究，则基本思路如何？如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？结论：生态系统能量流动的研究一般在群体水平上进行。层层设问，引导学生回顾科学研究历程，掌握科学研究方法。一、能量流动的过程1.能量流经第一营养级的过程2.能量流经第二营养级的过程3.生态系统的的能量流动的示意图生态系统的能量流动的概念一、能量流动的过程能量流动过程的分析：先以一条食物链为例：草→兔→鹰1.能量流经第一营养级的过程[活动1]阅读P55第1、2自然段，结合以下具体食物链，尝试构建能量流经第一营养级的模型。请从能量的“输入、传递、转化、散失”的角度呈现能量流动的基本过程。（1）野草的能量从哪里来？能量在草的体内发生了什么变化？（2）野草同化的能量有哪些去路？2.能量流经第二营养级的过程[活动2]分析P55图3-5能量流经第二营养级的示意图。（1）兔子的摄入量、同化量、粪便量三者的关系是什么？流入第二营养级的能量指的是哪一个？（2）兔子粪便中的能量属于第几营养级同化的能量？（3）第三、第四营养级以及最高营养级同化的能量去向有哪些？3.生态系统的的能量流动的示意图自主构建能量流动模型：生命活动离不开能量，通过必修1的学习，我们知道能量的最根本来源是太阳光能。概念：生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、输出、传递和散失的过程。【模型构建】从能量的“输入、传递、转化、散失”的角度建构：【学生理解】一来二去：同化量=用于呼吸作用的能量+用于自身生长发育繁殖的能量一来三去：同化量=用于呼吸作用的能量+流入下一营养级的能量+流向分解者的能量【模型构建】【学生理解】摄入量=同化量+粪便量课后讨论，完成最高营养级模型构建【思考.讨论】1.生态系统中的能量流动和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？2.流经某生态系统的能量能否再回到这个生态系统中来？为什么？通过联系必修1的光合作用、细胞呼吸和选择性必修2的生态系统的结构，理解能量流动的概念。归纳总结问题串引导，学生自主构建模型，并理解模型和能量流动概念间的关系。综合将所学知识用以解决复杂问题。二、能量流动的特点二、能量流动的特点【问题】能量流动有什么特点？如何研究？展示：赛达伯格湖的能量流动图解。根据教学目标设计相关数据的计算，引导学生用数据来分析能量流动的特点，并分组展示。【小结】林德曼的研究发现生态系统的能量流动在数值上和方向上具有两个明显的特点：单向流动，逐级递减。相邻两个营养级之间的能量传递效率为10%—20%。【新问题】单向流动、逐级递减的原因？和教师一起回顾知识。学生在讨论、分析和解决问题。【小组合作】：1.请用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成一份清单。2.分析流到下一营养级的能量占流入该营养级能量的百分比。3.流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百地流到下一个营养级？4.小结能量流动的特点：单向流动、逐级递减引导学生进行科学探究，体验科学家的研究历程。科学实验数据众多，引导学生进行数据整理、分析、获得相应的结论。让学生在此过程中，领悟知识、学习方法、应用知识、学会创新。总结：讨论：你认为哪种生存策略能让鲁滨逊维持更长