教案2014張舒：《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》(新人教版必修3).doc

高二生物 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教學(xué)設(shè)計 肥東一中 張舒生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教學(xué)設(shè)計1. 教材分析1.1 本節(jié)內(nèi)容的地位：該節(jié)是人教版高中生物(必修本)第三冊第五章第二節(jié).第二節(jié)內(nèi)容是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動、物質(zhì)循環(huán)、和信息傳遞、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)的維持，均是本章的重點。從考試的角度來看，本節(jié)內(nèi)容常作為考試熱點，往往把分析和計算結(jié)合在一起。本節(jié)內(nèi)容為2課時。1.2 教學(xué)重點和難點教學(xué)重點:生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。教學(xué)難點:生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點1.3教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo):（1）了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念。（2）應(yīng)用生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。（3）體會研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。能力目標(biāo)：（1）通過引導(dǎo)學(xué)生定量地分析某個具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程和特點，培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合和推理的思維能力。（2）通過探討能量流動特點在生產(chǎn)、生活中實際應(yīng)用，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。情感目標(biāo)：站在生態(tài)道德的角度，理解一些生態(tài)學(xué)觀點，使學(xué)生懂得對資源的利用應(yīng)遵循生態(tài)學(xué)原理和可持續(xù)發(fā)展原則，為形成科學(xué)的世界觀作準(zhǔn)備。2.教法分析2.1教學(xué)方法：注重“學(xué)案導(dǎo)學(xué)”，貫徹“先學(xué)后教，當(dāng)堂訓(xùn)練”的教學(xué)模式；引導(dǎo)數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)法；采用多媒體的直觀教學(xué)法；理論應(yīng)用實際的知識遷移的教學(xué)法。2.2 重難點突破策略: （1）引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu),為學(xué)習(xí)能量流動做好準(zhǔn)備.（2）提前給學(xué)生布置學(xué)案“預(yù)習(xí)指導(dǎo)”相關(guān)內(nèi)容，完成基本概念等的相關(guān)填空；初步對每一營養(yǎng)級的能量來源和去路作一個簡單歸納。（3）對于學(xué)生預(yù)習(xí)中遇到的困難，教師通過實物投影的方式展現(xiàn)，組織學(xué)生分組討論，教師引導(dǎo)，得出結(jié)論。徹底解決學(xué)生的疑難點問題。（4）聯(lián)系賽達(dá)伯格湖能量流動的實例,分析能量流動的傳遞效率,以驗證和鞏固生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點.重視對學(xué)生“分析和處理數(shù)據(jù)”技能的訓(xùn)練，讓學(xué)生體驗整理、分析數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)說明生物學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律的過程。（5）通過設(shè)置幾個命題進(jìn)行分組討論，加強(qiáng)理論聯(lián)系實際。2.3教學(xué)工具：學(xué)案，多媒體課件。新課引入：全球新一輪糧食危機(jī)的到來似乎已無法避免,有人發(fā)起“多吃素食、少吃肉食”的運動以支援糧食短缺地區(qū)的災(zāi)民?！綪PT】展示糧食危機(jī)圖片。教師：素食運動為何能緩解糧食危機(jī)?教師：要回答這個問題，這就得用到我們這節(jié)課的內(nèi)容“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”。新課內(nèi)容：【PPT】生態(tài)系統(tǒng)的能量流動提問：什么叫做生態(tài)系統(tǒng)的能量流動？教師：生態(tài)系統(tǒng)中能量是如何輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的呢?教師：我們先要對能量流動進(jìn)行分析,我們先看能量流動是如何在個體中流動的?！綪PT】能量流經(jīng)一個種群的情況儲存在體內(nèi)的能量個體1個體2個體3 能量輸入呼吸作用散失的能量如果將這些同種個體看成一個整體來研究，則左圖可以簡化成下圖能量儲存種 群能量輸入能量散失 從中可以看出能量流動的渠道，沿著食物鏈（網(wǎng)）分析。【PPT】展示某陸地生態(tài)系統(tǒng)的食物網(wǎng)學(xué)生總結(jié)，得出一條食物鏈：草 兔 鷹學(xué)生依據(jù)圖片、閱讀教材、分組討論。回答下面問題。（時間5分鐘） 1、能量是如何“輸入”生態(tài)系統(tǒng)的？ 2、能量“傳遞”的途徑是什么？ 3、能量是通過什么方式“散失”的？ 4、各個環(huán)節(jié)的能量的來源和去路如何？教師：請以食物鏈中以“初級消費者”為例，分析該營養(yǎng)級能量流動的來源和去路。學(xué)生分析，完成學(xué)案中生產(chǎn)者能量來源和去路的表格填空?！緦嵨镎故尽坎糠謱W(xué)生 “能量來源和去路”的學(xué)案填寫。教師組織學(xué)生分組討論，所展示的答案分析的是否正確，寫法上有什么不足。學(xué)生討論，學(xué)生代表發(fā)言?；仡欁x書思考的問題：1、能量是如何“輸入”生態(tài)系統(tǒng)的？ 2、能量“傳遞”的途徑是什么？ 3、能量是通過什么方式“散失”的？學(xué)生：1、能量是生產(chǎn)者通過光合作用將光能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中化學(xué)能“輸入”到生態(tài)系統(tǒng)； 2、能量“傳遞”是通過生物捕食的食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行； 3、能量最終通過各個營養(yǎng)級生物和分解者的呼吸作用，將有機(jī)物的化學(xué)能最總轉(zhuǎn)化為熱能散失。【PPT】以“初級消費者”為例的能量來源和去路。來源：初級消費者通過同化作用獲得能量去路：（1）自身通過呼吸作用分解一部分有機(jī)物,釋放能量（散失）；（2）隨遺體殘骸等流入到分解者中（最終通過分解者的呼吸作用散失能量）；（3）有一小部分有機(jī)物中的能量流入到下一個營養(yǎng)級。 學(xué)生以此類推，說出能量在該食物鏈各營養(yǎng)級的來源和去路。教師提示：最高營養(yǎng)級老鷹的能量去路只有兩條，沒有“流入下一營養(yǎng)級”的途徑?！綪PT】食物鏈整體的能量流動圖。教師：結(jié)合食物鏈的能量流動，分析、討論以下內(nèi)容：1、生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的源頭在哪兒？2、能量流動的起點是什么？3、生態(tài)系統(tǒng)能量的總值為多少？4、什么是能量流動的渠道？學(xué)生分組討論。學(xué)生回答：1、陽光； 2、 從生產(chǎn)者固定的全部太陽能開始；3、生產(chǎn)者所固定的全部太陽光能； 4、食物鏈、食物網(wǎng)。教師：在“草-兔-老鷹”的食物鏈中，能否發(fā)生能量逆向流動？或者是循環(huán)使用?學(xué)生討論。學(xué)生回答：不會。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物之間的吃與被吃的關(guān)系是不能逆轉(zhuǎn)的，因而能量傳遞的方向也是不可逆轉(zhuǎn)的；同時，各生物成分通過呼吸作用將有機(jī)物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能散失，這部分散失的能量是不能被生物重新利用的?！綪PT】生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點一：單向流動老師：以上對能量流動過程的分析，使我們對能量流動有了定性的認(rèn)識。下面我們通過賽達(dá)伯格湖的學(xué)習(xí)，對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動進(jìn)行定量的分析?！綪PT動畫演示賽達(dá)伯格湖的能量流動】老師：仔細(xì)觀察賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解，請將圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，完成學(xué)案中“知識探究”中的表格。營養(yǎng)級流入能量輸入下一營養(yǎng)級的能量呼吸作用散失分解者分解（呼吸散失）未利用能量傳遞效率生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物教師：在剛才的賽達(dá)伯格湖預(yù)習(xí)的過程中，有些同學(xué)對這樣幾個知識點不是很了解，現(xiàn)在我將這幾個問題反映出來，我們大家共同討論，研究。 1、能量傳遞效率如何計算？ 2、賽達(dá)伯格湖中“未利用的能量”是哪一部分的能量？學(xué)生展開討論，說出自己的認(rèn)識。教師引導(dǎo)、總結(jié)：1、能量傳遞效率=輸入到后一營養(yǎng)級的能量（同化量）/本營養(yǎng)級的能量（同化量） 2、未利用的能量：未被呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者所利用的能量，可依然存在于生物體內(nèi)，也可能以煤、石油等形式存在?！綪PT賽達(dá)伯格湖數(shù)據(jù)的整理】學(xué)生思考討論以下問題：（1）分析每一營養(yǎng)級能量的 “流入” 和 “流出（包含未利用）” 是否平衡？（2）隨著食物鏈的延伸，能量在各營養(yǎng)級的含量上有什么特點？賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解中哪些方式表現(xiàn)了該特點？學(xué)生討論,回答：（1）每一營養(yǎng)級能量的“流入”和“流出”總量是相等的，遵循了能量守恒定律。（2）能量逐級遞減。每個營養(yǎng)級的數(shù)字和箭頭面積逐漸減小。教師：表格中各營養(yǎng)級能量傳遞效率是多少？學(xué)生：能量從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級占生產(chǎn)者所固定能量的百分比是13.5%；第二營養(yǎng)級流人第三營養(yǎng)級的能量，占初級消費者所同化的能量總量的百分比是20%。結(jié)論：能量在兩個營養(yǎng)級之間傳遞效率一般為10%-20%.學(xué)生思考討論：（3）能量在兩個營養(yǎng)級之間傳遞效率一般為10%-20%。為什么某一營養(yǎng)級的能量不能百分之百地流到下一個營養(yǎng)級？學(xué)生討論、回答： 各營養(yǎng)級的生物都會因呼吸作用消耗相當(dāng)大的一部分能量各營養(yǎng)級總有一部分生物的能量未被下一個營養(yǎng)級的生物所利用各營養(yǎng)級的尸體、糞便等流入到分解者被利用教師：由此我們可以得出生態(tài)系統(tǒng)的能量流動另一個特點是什么？學(xué)生：能量流動有逐級遞減的特點?！綪PT】生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點二：逐級遞減【PPT】生態(tài)系統(tǒng)能量流動兩大特點是：單向流動 逐級遞減（能量傳遞效率為10%-20%）教師：科學(xué)家林德曼研究發(fā)現(xiàn)，由一個營養(yǎng)級到下一個營養(yǎng)級能量傳遞效率一般為10%左右，稱之為“林德曼10%定律”。教師：如果單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所獲得的能量數(shù)值由低到高繪成圖，得到的圖形會是什么形狀的？一個特殊的形狀金字塔型。我們稱之為“能量金字塔。教師：對于能量流動的過程和特點都進(jìn)行了細(xì)致的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在來檢查我們對這部分知識掌握的情況?！綪PT】糧食危機(jī)的場景再現(xiàn)教師：請大家利用已學(xué)知識分析，素食運動為何能緩解糧食危機(jī)？學(xué)生討論學(xué)生回答：吃肉，增加了人在食物鏈中的營養(yǎng)級數(shù)，由于能量流動逐級遞減，違背了人對有限能源的最大利用原則?！綪PT】以第一營養(yǎng)級為主的飲食結(jié)構(gòu)教師：結(jié)合本節(jié)課內(nèi)容，考慮到中國國情，在日常生活中我們?nèi)绾握{(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，做到糧食類能源的節(jié)約呢？【PPT】展示沼氣工程，桑基魚塘圖片。師生共同探討生態(tài)農(nóng)業(yè)的優(yōu)點，總結(jié)能量流動的第一個意義：實現(xiàn)對能量多級利用，提高能量利用率！【PPT】農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中人類的勞作對能量流動有什么影響?教師：除草除蟲都是為了調(diào)整能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效的流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧＿@是能量流動的第二個意義?？偨Y(jié)：生態(tài)系統(tǒng)的概念、過程、特點、研究意義課堂鞏固：下面有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的表述，不正確的是（ ） A.能量流動是單向流動，逐級遞減的 B.食物鏈越短，可供消費者的能量越多 C.初級消費者越多，次級消費者獲得的能量越少 D.營養(yǎng)級越多，散失的能量越多作業(yè)布置：調(diào)查當(dāng)?shù)剞r(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中能量流動情況,作出評價并提出改進(jìn)建議。概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、散失板書： 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動起點途徑過程來源和去路能量流動研究意義逐級遞減單向流動特點老師：朋友聚會的時候，經(jīng)常玩一種“杠子-蟲-老虎-雞”的游戲，大家有沒有知道這個游戲規(guī)則的？學(xué)生討論，回答游戲規(guī)則。老師：在這個游戲中生物之間有制約作用。其中除了杠子對老虎的機(jī)械作用外，其他生物之間的關(guān)系是靠捕食起到制約作用的。它們之間的捕食可形成完整的食物鏈。PPT “杠子-蟲-雞-老虎”的食物鏈老師：說出食物鏈中各生物所屬營養(yǎng)級，以及在生態(tài)系統(tǒng)中的具體成分。學(xué)生討論。教師：請以食物鏈中以“生產(chǎn)者”為例，分析該營養(yǎng)級能量流動的來源和去路。學(xué)生分析，完成學(xué)案中生產(chǎn)者能量來源和去路的表格填空?！緦嵨镎故尽坎糠謱W(xué)生 “能量來源和去路”的學(xué)案填寫。教師組織學(xué)生分組討論，所展示的答案分析的是否正確，寫法上有什么不足。學(xué)生討論，學(xué)生代表發(fā)言?；仡欁x書思考的問題：1、能量是如何“輸入”生態(tài)系統(tǒng)的？ 2、能量“傳遞”的途徑是什么？ 3、能量是通過什么方式“散失”的？學(xué)生：1、能量是生產(chǎn)者通過光合作用將光能轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中化學(xué)能“輸入”到生態(tài)系統(tǒng)； 2、能量“傳遞”是通過生物捕食的食物鏈和食物網(wǎng)進(jìn)行； 3、能量最終通過各個營養(yǎng)級生物和分解者的呼吸作用，將有機(jī)物的化學(xué)能最總轉(zhuǎn)化為熱能散失?！綪PT】以“生產(chǎn)者”為例的能量來源和去路。來源：生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽光能去路：（1）自身通過呼吸作用分解一部分有機(jī)物,釋放能量（散失）；（2）隨殘枝敗葉等流入到分解者中（最終通過分解者的呼吸作用散失能量）；（3）有一小部分有機(jī)物中的能量流入到下一個營養(yǎng)級。 學(xué)生以此類推，說出能量在該食物鏈各營養(yǎng)級的來源和去路。教師提示：最高營養(yǎng)級老虎的能量去路只有兩條，沒有“流入下一營養(yǎng)級”的途徑。【PPT】食物鏈整體的能量流動圖。教師：結(jié)合食物鏈的能量流動，分析、討論以下內(nèi)容：1、生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的源頭在哪兒？2、能量流動的起點是什么？3、生態(tài)系統(tǒng)能量的總值為多少？4、什么是能量流動的渠道？學(xué)生分組討論。學(xué)生回答：1、陽光； 2、 從生產(chǎn)者固定的全部太陽能開始；3、生產(chǎn)者所固定的全部太陽光能； 4、食物鏈、食物網(wǎng)。教師：在“杠子-蟲-雞-老虎”的食物鏈中，能量是沿著“杠子-蟲- 雞-老虎”途徑單方向流動的。該食物鏈能否發(fā)生能量逆向流動？或者是循環(huán)使用?學(xué)生討論。學(xué)生回答：不會。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物之間的吃與被吃的關(guān)系是不能逆轉(zhuǎn)的，因而能量傳遞的方向也是不可逆轉(zhuǎn)的；同時，各生物成分通過呼吸作用將有機(jī)物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能散失，這部分散失的能量是不能被生物重新利用的?！綪PT】生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點一：單向流動老師：以上對能量流動過程的分析，使我們對能量流動有了定性的認(rèn)識。下面我們通過賽達(dá)伯格湖的學(xué)習(xí)，對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動進(jìn)行定量的分析。【PPT動畫演示賽達(dá)伯格湖的能量流動】老師：仔細(xì)觀察賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解，請將圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，完成學(xué)案中“知識探究”中的表格。營養(yǎng)級流入能量輸入下一營養(yǎng)級的能量呼吸作用散失分解者分解（呼吸散失）未利用能量傳遞效率生產(chǎn)者植食性動物肉食性動物教師：在剛才的賽達(dá)伯格湖預(yù)習(xí)的過程中，有些同學(xué)對這樣幾個知識點不是很了解，現(xiàn)在我將這幾個問題反映出來，我們大家共同討論，研究。 1、能量傳遞效率如何計算？ 2、賽達(dá)伯格湖中“未利用的能量”是哪一部分的能量？學(xué)生展開討論，說出自己的認(rèn)識。教師引導(dǎo)、總結(jié)：1、能量傳遞效率=輸入到后一營養(yǎng)級的能量（同化量）/本營養(yǎng)級的能量（同化量） 2、未利用的能量：未被呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者所利用的能量，可依然存在于生物體內(nèi)，也可能以煤、石油等形式存在?！綪PT賽達(dá)伯格湖數(shù)據(jù)的整理】學(xué)生思考討論以下問題：（1）分析每一營養(yǎng)級能量的 “流入” 和 “流出（包含未利用）” 是否平衡？（2）隨著食物鏈的延伸，能量在各營養(yǎng)級的含量上有什么特點？賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解中哪些方式表現(xiàn)了該特點？學(xué)生討論,回答：（1）每一營養(yǎng)級能量的“流入”和“流出”總量是相等的，遵循了能量守恒定律。（2）能量逐級遞減。每個營養(yǎng)級的數(shù)字和箭頭面積逐漸減小。教師：表格中各營養(yǎng)級能量傳遞效率是多少？學(xué)生：能量從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級占生產(chǎn)者所固定能量的百分比是13.5%；第二營養(yǎng)級流人第三營養(yǎng)級的能量，占初級消費者所同化的能量總量的百分比是20%。結(jié)論：能量在兩個營養(yǎng)級之間傳遞效率一般為10%-20%.學(xué)生思考討論：（3）能量在兩個營養(yǎng)級之間傳遞效率一般為10%-20%。為什么某一營養(yǎng)級的能量不能百分之百地流到下一個營養(yǎng)級？學(xué)生討論、回答： 各營養(yǎng)級的生物都會因呼吸作用消耗相當(dāng)大的一部分能量各營養(yǎng)級總有一部分生物的能量未被下一個營養(yǎng)級的生物所利用各營養(yǎng)級的尸體、糞便等流入到分解者被利用教師：由此我們可以得出生態(tài)系統(tǒng)的能量流動另一個特點是什么？學(xué)生：能量流動有逐級遞減的特點?！綪PT】生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點二：逐級遞減【PPT】生態(tài)系統(tǒng)能量流動兩大特點是：單向流動 逐級遞減（能量傳遞效率為10%-20%）教師：科學(xué)家林德曼研究發(fā)現(xiàn)，由一個營養(yǎng)級到下一個營養(yǎng)級能量傳遞效率一般為10%左右，稱之為“林德曼10%定律”。教師：如果“杠子蟲雞老虎”的食物鏈?zhǔn)且?0%的傳遞效率進(jìn)行的，我們按照各營養(yǎng)級能量大小可將其堆積成一個特殊的形狀金字塔型。我們稱之為“能量金字塔”。教師：對于能量流動的過程和特點都進(jìn)行了細(xì)致的學(xué)習(xí)，現(xiàn)在來檢