课时20763生态系统的能量流动（第1课时）-32生态系统的能量流动教学设计

3.2《生态系统的能量流动》教学设计

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，需2

课时完成。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。

（一）教学目标

1.通过分析生态系统的能量流动的过程，建立生命系统的物质和能量观。（生命观念）

2.通过赛达伯格湖能量流动的图解和数据分析，归纳总结能量流动的特点。（科学探究）

3.应用生态系统能量流动特点解决生产生活中的实际问题。（科学思维、社会责任）

（-）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的纽胞的能量代谢、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

以卜逻辑顺序：“问题探讨导入”—引入能量流动概念一定性分析能量流动过程T构建能量

流动模型T以赛达伯格湖为例定量分析能量流动T归纳能量流动的特点T以生态金字塔表

征能量流动特点T将能量流动特点应用到生产生活中。

怎样用模型表征能量流动的特点？<------>构建三种生态金字塔。

J_________________________________________

能量流动的规律不能改变，那么如何,、分析桑基鱼塘能量利用特点，认识研究能

将这一规律应用在生产生活中？'”量流动的实践意义。

三、教学过程

第1课时

教学环节教师活动学生活动设计意图

[PPT]问题：假设你像小说中的鲁滨逊学生思考、讨论、回答。设置情景联

那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能某学生选择某个方案，并

系实际，激

饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随解释原因，并请有不同方案的

【导入】发学生学习

身尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。学生解释方案2。

兴趣。

讨论：你以为以下那种生存策略能让你维

学生所答理由不充分，此

持更长的时间来等待救援：

问题涉及到了本节课的内容

1、先吃鸡，再吃玉米。

"能量流动"。

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。

【引入】生命活动离不开能量，通过必修1的通过联系必修1的光合作用、温故知新，

一、能量学习，我们知道能量的最根本来源是太阳细胞呼吸和选择性必修2的生在学生的

流动概念光能。态系统的结构，理解能量流动“最近发展

概念：生态系统的能量流动是指生态的概念。区”创设问

系统中能量的悔人、输出、传递和散失的题。

产.

过程。

二、能量【问题】以个体为单位研究有什么不足？

思考、讨论、回答。

流动的过如果将这个种群作为一个整体来研究，则层层设问，

储存在体内的能・

程及木田四力n面？力n里故一小时应见的1折L=1引导学生回

【问题】，■■入出忤2

有种群作为一个整体，那么左图将概括为力时作用散失的的审顾科学研究

什么是生他存在体内的能・

­饰3

态系统的何种形式呢？呼吸作用散失的能■历程，掌握

能量流T-结论：生态系统能量流动的研科学研究方

动？如何可以比较精检地潮1第一

个管养缎也的柏入僮和珀瞿!劈

研究？出0L—4究一般在群体水平上进行。法。

【问题】能量流动过程的分析：先以一条食物链为【模型构建】

能量如何例：草一兔一鹰问题串引

流动？与导，学生自

能量流动⑴食物链中草从哪决得能量？能量在草主构建模

概念有何的体内发生了什么变化？免子和鹰又从型，并理解

联系？哪获得能量，在其体内能量如何变化？动模型和能量

植物遗体中存留的能量最线怎样变化？流动概念问

(2)请从能量的“输入、传递、转化、散失”的关系。

的角度呈现能量流动的基本过程。

【学生理解】

摄入=同亿量+粪便

2.能量流经第二营养级的过程

同化=呼吸+生长发育繁殖

兔吃草后能将摄入的草全部同化吗？

生长发育繁殖=分解者+下一

同化的能量有几个去向？

营养及

什么是生长发育繁殖的能量？

【模型构建】

分析教材插图：

从能量的“输入、传递、转化、

校汹I—1一I散失”的角度建构：

回［二

e

课后讨论，完成最高营养级模

型构建

3.能量流经最高营养级的过程

与前两个营养级有什么区别？

1.生态系统中的能量流动和

自主构建能量流动模型。

综合将所学

।源头：太阳舱转化是否遵循能量守恒定

2人

【小结】I流及生态系蜕总能■:生产者囿定的太阳能总・知识用以解

律？为什么?

」途径：食物措和食物网

能量流动口传递L形式：有机物口的化学舱决复杂问

i2.流经某生态系统的能量能

「太阳能一有机初中的化学能一热微

过程小结h转化题。

1」形式：最终以热他形式散失否再回到这个生态系统中

h散失L过程：停吸作用

来？为什么?

第2课时

【导入】1、能量流动的概念：生态系统中能和教师i起回顾知识。温故而知

L.、电量的输入、传递、转化和散失的过程，称

上节课新。

为生态系统的能量流动。

学习的

2、能量流动的模型：

内容？

新问题：【问题】能量流动有什么特点？如何研学生在讨论、分析和解次问引导学生进

能量流究？题。行科学探

动若什1941年美国耶鲁大学生态学家林德曼提

切有什出了“林德曼定律”，标志着生态学研究1、边界清楚，范围小，结构究，体验科

么规开始从定性走向定量。简单。一一便于计算输入和学家的研究

徐？【问题】你觉得怎样的生态系统适合开展

律.相关研窕？输出能量历程。

2、系统封闭性较强，内部环

境稳定。一一与周围环境的物

质和能量交换少

一、分析展示：赛达伯格湖的能量流动图解。【小组合作作

生态系根据教学目标设计相关数据的计算，引导1、请用表格的形式，将图中科学实验数

统能量学生用数据来分析能量流动的特点，并分的数据进行整理。例如，可以据众多，引

流动的组展示。将每一营养级上的能量“流导学生进行

蛀占林德曼得到的数据如下图所示：

入"和"流出"整理成•份清单。数据整理、

分解者

士⑥▼微.

2、分析流到下一营养级的能分析、状得

tm

太阳能k

生产者植食性动物;肉食性动物

62.8匕19次

X464.662.8量占流入该营养级能量的白相应的结

―/

2^3v分比。论。让学生

晔吸作用未利用

122.6327.33、流入某一营养级的能量，在此过程

春达伯格湖的晚量流动图解—

为什么不能百分之百地流到中，领悟知

【小结］林德曼的研究发现生态系统的能

下一个营养级？识、学习方

量流动在数值上和方向上具有两个明显

4、总结特点：法、应用知

的特点0单向流动，逐级递减相邻两个营

单向流动（不可逆、不循环）、识、学会创

养级之间的能量传递效率为10%—20%。

逐级递减（能量的4个去向）新。

【新问题】单向流动、逐级递减的原因？

【整合】通过能量流动的分析：【模型构建】让学生树立

（1）重要结论：能量输入是维持生态系

物质和不断修正、完善模型，科学研正确的物质

统的必要条件！

能量观究从不停步。观和能量

（2）模型完善：同化=呼吸+分解者+下一

【学以致用】训练学生的科学观，树立科

营养级+（未利用）

思维，用以解决实践问题。学研究的严

【应用】讨论：你认为哪种生存策略能让鲁滨逊维应该选择策略1;若选择2,谨性，培养

持更长的时间来等待救援？食物链的长度增加，能量逐级学生获取信

递减，最后人获得的能量减息、处理信

少。息的能力。

二、生态【问题】怎样用模型表征能量流动的特人口数量日益增长，会要求低

点？

金字塔营养级有更多的能量流入人【学以致

类所处的营养级，也就是说，用】关注人

【思考讨论】人类位于食物链的顶端，从人类所需要的食物会更多，将口问题，培

能量金字塔来看，人口数量日益增长，这不得不种植或养殖更多的农养社会责

会对地球上现有的生态系统造成什么影

畜产品，会给地球上现有的自任。

响？

然生态系统带来更大的压力。

观看【大城佛山】视频；

三、能量【问题】能量流动具有单向流动、逐级递体会“桑基鱼塘”生产方式：

流动的减的特点，我们无法改变这一规律，那么利用桑叶喂蚕，蚕沙养鱼，鱼

意义该如何利用这一规律来指导生产生活实塘泥肥桑，在桑、蚕、鱼之间【理论联系

践？

形成良性循环。实际】真实

播放【大城佛山】视频

【优势】无废弃物；实现了物情境，培养

质和能量的多级利用，提高了学生社会员

请从生态系统能量流动特点出发，分

析这种设计的合理性。能量利用率；甘蔗用于糖厂产任，树立民

糖；糖渣加工后喂猪提高猪的族自豪感。

产量；桑叶可喂蚕产蚕丝；蚕

排泄物、猪排泄物可喂鱼来提

高鱼的产量

【小结】能量流动意义【举例】从学生的认

1.研究生态系统的能量流动，可以例如：间作套种、多层育苗、知出发，呈

帮助人们将生物在时间、空间上进行合理稻一萍一蛙等立体农业生产现学生认知

配置，增大流入某个生态系统的总能量。方式。范围内的买

2.研究生态系统的能量流动，可以例如：秸秆用作饲料喂牲畜，例，列举学

帮助人们科学地规划和设计人工生态系可获得肉、蛋、奶等；用牲畜生理解的案

统，使能量得到最有效的利用。的粪便生产沼气，沼气池中的例；展望我

M研究生态系统的能量流动，还沼渣还可以作为肥料还田。们可以达戌

可以帮助人们合理地调整生态系统中的例如：合理确定草场的载畜的理想案

量，稻田除草、除虫等。例。激发学

能量流动关系，使能量持续高效地流向对

【辨析】能量利用率工能量传生的学习热

人类最有益的部分。

递效率情、想象力

思维训练【分析和处理数据】1926年，一位生态根据以上数据计算：有难度，结

学家研究了一块玉大山的能量流动情况，这些玉米的碳含量折合成葡

P59得到如下数据。萄糖是多少？合化学、跨

1.这块田共收割玉米约10000株，质量(12*6+1*12+16*6)/(12*6)X章节和教

为6000kg。通过对玉米植株的化学成分2675-6687.5kg

进行分析，计算出其中共含碳2675kg。这些葡葛糖储存的能量是多材，促进学

2.据他估算，这些玉米在整个生长过程少?EGq687.5x1.6X10'=生对教材的

中通过细胞呼吸消耗的葡荷糖共2045kg。1.07X10kJ

3.1kg葡萄糖储存1.6X104kJ能量。这些玉米呼吸作用消耗的能理解，掌握

4.在整个季节，入射到这块玉米田的太量是多少?呼=2045x1.6分析和处理

阳能总量为8.5X109kJ。X10*=3.272X10?kJ

数据的方法

•••WKK./32.1g,23

课堂小结【知识网络】