《生态系统的能量流动》教学设计

《生态系统的能量流动》教学设计一、教材分析本教学设计的内容为普通高中课程标准实验教科书《生物》(新人教版)③（必修）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，且与《生物》(新人教版)①（必修）第5章的“细胞呼吸”和“光合作用”等内容相联系。本小节内容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实践意义三部分。此段教材内容的知识要点较易掌握，但此段内容往往与生活实际相结合，要求学生在掌握本部分内容的基础上，运用所学知识分析和解决现实生活中的实际问题，具有较高的难度。本节内容的学习对于理解生态系统的稳定性和生物圈的稳态等内容也有重要的意义。本节教学重点：生态系统能量流动的过程和特点。本节教学难点：生态系统的能量流动具有单向性和逐级递减的原因。二、教学目标1．知识与技能(1)生态系统能量流动的过程和特点（D：应用）。(2)研究生态系统能量流动的意义（D：应用）。2．过程与方法在师生共同分析第一营养级能量的输入、传递和散失的过程的基础上，让学生独立思考第二、三营养级此过程的情况，培养学生的知识迁移能力。应用“赛达伯格湖的能量流动图解”中的具体数据计算生态系统的能量传递效率，结合“生态系统的能量流动图解”，理解生态系统能量流动的特点及研究能量流动的意义，并学会运用能量传递效率解决相关问题，培养学生分析和解决生活实际问题的能力。3．情感态度与价值观通过联系生产生活实际，激发学生学习生物学的兴趣，培养学生关心科学技术的发展,关注人类与自然和谐发展的意识。通过分析生态系统能量流动的过程，培养学生用普遍联系的观点分析事物的能力。培养学生从生态学角度分析和解决问题的能力，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。三、教学理念本教学设计以建构主义理论为基础,以学生为中心，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。通过创设相关情境引入，激发学生学习兴趣；然后由教师引导学生提出解决问题的框架，学生通过阅读教材、思考教师提出的问题和小组讨论等环节，提出解决问题的方案，并完成自主探究。当然，在此过程中，教师应时刻关注学生在学习过程中遇到的问题，及时提供帮助。在整个教学过程中，学生在教师创设的情境下主动探究，通过自主学习，实现从旧知识到新知识、感性认识到理性认识的升华，充分体现学生在学习活动中的主体作用；教师作为学生建构知识的积极帮助者和引导者，应掌控学生探究的方向，通过引导，由学生对具体事例及过程进行深入分析，以达到知识的意义建构的目标，从而充分体现其主导作用。四、教学策略通过回顾已有知识，引出创设情境和“问题探讨”，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。接下来从第一营养级入手，学生在教师引导下分析能量的输入、传递和散失的过程,并让学生在此基础上独立思考第二、三营养级能量流动的过程。再从“生态系统的能量流动图解”，初步了解能量流动的过程，通过识图，理解各营养级能量的来源和去路,初步认识能量流动的特点。然后利用多媒体展示林德曼的研究资料，引导学生对其进行分析，深入理解能量流动的特点，并学会计算能量的传递效率。最后，由学生总结，得出能量流动的概念,并形成生态系统能量流动的知识体系，完成意义构建。五、教学过程教学环节教师活动学生活动设计理念回顾已有知识创设情境引入新课引导学生回顾生态系统的结构，及生态系统各成分之间的关系。多媒体展示“鲁滨逊漂流记图片”。情境引入：一个荒岛，那里除了有饮用的水以外，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。以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？A、先吃鸡，再吃玉米B、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。学生回顾相关内容学生认真分析，小组交流，代表发言。（学生可能会从课本中寻找答案，也可能从可持续发展的角度思考，教师应根据学生发言，适当引导学生从维持生存和获得能量最多的角度分析。）复习旧知识，为新知识的学习作铺垫从“荒岛”的情境引入，培养学生学习兴趣、引发学生探究欲望，调动其积极性。分析第一营养级能量的输入、传递和散失的过程，然后推广至第二、三营养级指导学生阅读课本相关内容，思考：流入生态系统第一营养级的能量是如何输入，怎样传递，又通过何种途径散失？投影“图5-6能量流经第二营养级示意图”，学生进行思考、讨论,并进行阐述。思考：流入第二营养级的能量应该用第二营养级的生物的摄入量还是同化量表示？总结并将分析方法推广至更高营养级。学生积极思考，同桌或小组讨论，形成较成熟的观点（通过生产者的同化作用，能量输入到生态系统第一营养级，通过捕食等关系，能量以有机物为载体实现传递，在能量传递的过程中，各种生物都要进行呼吸作用，分解有机物，大部分能量通过热能散失）。结合“能量流经第二营养级示意图”，并参照流经第一营养级的能量输入、传递和散失过程进行分析。学生通过看图，思考，得出结论：摄入量=同化量+粪便量第二营养级的生物的粪便实际上是第一营养级的同化量的一部分。在已有知识的基础上进行类推分析，培养学生的知识迁移能力。分析能量流动特点投影“图5-7生态系统的能量流动示意图”，指导学生仔细看图,思考以下问题。1、图中的箭头有哪些含义？2、能量能否逆向流动、循环流动？教师补充：(1)由于捕食关系不能颠倒，营养级也不能逆向，所以能量的流动是单向的；(2)呼吸中以热能形式散失的能量是不可再利用的，因此能量的流动是逐级递减的。思考：第二营养级的能量来源和去路。学生仔细看图，思考、分析并讨论。①在方向上：单向流动②在数值上：方框大小、箭头大小→逐级递减第二营养级的能量来源：第一营养级。第二营养级的能量去路：（1）自身呼吸作用消耗；（2）传递给下一个营养级；（3）被分解者分解通过引导，从能量流动的模式图让学生自主构建生态系统能量流动的特点。定量分析能量流动过程：由学生归纳出能量流动的特点及原因投影“图5-8赛达伯格湖的能量流动图解”，引导学生分析图解，并用一个表格来处理赛达伯格湖的生态系统中各个营养级的能量流入和流出途径。解析下列问题：（1）从第一营养级流入第二营养级的能量，占生产者所固定的总量的百分比是多少？（2）从第二营养级流入第三营养级的能量，占初级消费者所同化的总量的百分比是多少？（3）流入某个营养级的能量，为什么不能百分之百地流向后一个营养级？（4）某一营养级的同化量与其流入下一个营养级的能量、呼吸作用散失、分解者分解和未被利用的能量之和的关系如何？在老师的引导下，分析解决书上提出的问题。结合各营养级能量的来源和去路，进一步思考图中各数字的联系，得出结论。培养学生用已学知识分析具体问题的能力；让学生通过整理图中数据，感知生态系统能量流动的过程及特点。通过分析图中数据加强对能量流动过程及特点的理解，并能举一反三，理解各营养级能量去路，及其它生态系统能量流动的过程和特点。展示能量金字塔模型投影“图5-9某一个湖的能量金字塔”，引导学生分析此图。介绍“能量金字塔”的概念和各营养级能量与其所处的营养级高低的关系。学生通过识图，在老师引导下理解“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”。尝试将所学知识运用于新情境中，解决实际问题，培养其积极思考、主动探究、合作学习的能力。研究能量流动的意义解答问题探讨疑问介绍：桑基鱼塘，合理放牧。讨论：再次围绕荒岛问题展开讨论，让学生自由辩论。讨论后，根据题目意思画出食物链进行分析。学生用已有知识讨论在实际生活中应该如何改进原有模式？培养学生关注生活实际问题，运用所学知识解决实际问题的能力。总结归纳，得出生态系统能量流动的概念。通过上述分析，请总结：生态系统的能量流动包括哪些内容？教师适当引导和补充。学生回顾以上探究过程，总结出生态系统能量流动的概念，并建立知识间的联系。培养学生归纳总结，提炼知识要点的能力。作业布置课后练习题(P98)。六、板书设计生态系统的能量流动一、能量流动的过程1．第一营养级的能量输入、传递和散失2．第二、三营养级的能量流动过程摄入量=同化量+粪便量二、能量流动的特点1．特点：（1）单向流动（2）逐级递减2．第二营养级的能量的来源：第一营养级3．第二营养级的能量的去路：（1）自身呼吸作用消耗（2）传递给下一个营养级（3）被分解者分解三、研究能量流动的实践意义四、能量流动的概念