《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》教學設(shè)計

1、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教學設(shè)計一、教材分析本教學設(shè)計的內(nèi)容為普通高中課程標準實驗教科書生物(新人教版)（必修）第5章第2節(jié)“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”。本節(jié)內(nèi)容以“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”為基礎(chǔ)，且與生物(新人教版)（必修）第5章的“細胞呼吸”和“光合作用”等內(nèi)容相聯(lián)系。本小節(jié)內(nèi)容包括生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程、能量流動的特點和研究能量流動的實踐意義三部分。此段教材內(nèi)容的知識要點較易掌握，但此段內(nèi)容往往與生活實際相結(jié)合，要求學生在掌握本部分內(nèi)容的基礎(chǔ)上，運用所學知識分析和解決現(xiàn)實生活中的實際問題，具有較高的難度。本節(jié)內(nèi)容的學習對于理解生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生物圈的穩(wěn)態(tài)等內(nèi)容也有重要的意義。本節(jié)教學重點：生態(tài)系統(tǒng)能量流

2、動的過程和特點。本節(jié)教學難點：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有單向性和逐級遞減的原因。二、教學目標1知識與技能(1)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點（D：應(yīng)用）。(2)研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義（D：應(yīng)用）。2過程與方法在師生共同分析第一營養(yǎng)級能量的輸入、傳遞和散失的過程的基礎(chǔ)上，讓學生獨立思考第二、三營養(yǎng)級此過程的情況，培養(yǎng)學生的知識遷移能力。應(yīng)用“賽達伯格湖的能量流動圖解”中的具體數(shù)據(jù)計算生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率，結(jié)合“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解”，理解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點及研究能量流動的意義，并學會運用能量傳遞效率解決相關(guān)問題，培養(yǎng)學生分析和解決生活實際問題的能力。3情感態(tài)度與價值觀通過聯(lián)系生產(chǎn)生活實際，

3、激發(fā)學生學習生物學的興趣，培養(yǎng)學生關(guān)心科學技術(shù)的發(fā)展,關(guān)注人類與自然和諧發(fā)展的意識。通過分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程，培養(yǎng)學生用普遍聯(lián)系的觀點分析事物的能力。培養(yǎng)學生從生態(tài)學角度分析和解決問題的能力，使學生懂得對資源的利用應(yīng)遵循生態(tài)學原理和可持續(xù)發(fā)展原則，為形成科學的世界觀做準備。三、教學理念本教學設(shè)計以建構(gòu)主義理論為基礎(chǔ), 以學生為中心，強調(diào)學生對知識的主動探索、主動發(fā)現(xiàn)和對所學知識意義的主動建構(gòu)。通過創(chuàng)設(shè)相關(guān)情境引入，激發(fā)學生學習興趣；然后由教師引導學生提出解決問題的框架，學生通過閱讀教材、思考教師提出的問題和小組討論等環(huán)節(jié)，提出解決問題的方案，并完成自主探究。當然，在此過程中，教師應(yīng)時刻關(guān)

4、注學生在學習過程中遇到的問題，及時提供幫助。在整個教學過程中，學生在教師創(chuàng)設(shè)的情境下主動探究，通過自主學習，實現(xiàn)從舊知識到新知識、感性認識到理性認識的升華，充分體現(xiàn)學生在學習活動中的主體作用；教師作為學生建構(gòu)知識的積極幫助者和引導者，應(yīng)掌控學生探究的方向，通過引導，由學生對具體事例及過程進行深入分析，以達到知識的意義建構(gòu)的目標，從而充分體現(xiàn)其主導作用。四、教學策略通過回顧已有知識，引出創(chuàng)設(shè)情境和“問題探討”，激發(fā)學生學習的興趣，建立能量在食物鏈中流動的感性認識。接下來從第一營養(yǎng)級入手，學生在教師引導下分析能量的輸入、傳遞和散失的過程,并讓學生在此基礎(chǔ)上獨立思考第二、三營養(yǎng)級能量流動的過程。再從

5、“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解”，初步了解能量流動的過程，通過識圖，理解各營養(yǎng)級能量的來源和去路,初步認識能量流動的特點。然后利用多媒體展示林德曼的研究資料，引導學生對其進行分析，深入理解能量流動的特點，并學會計算能量的傳遞效率。最后，由學生總結(jié)，得出能量流動的概念,并形成生態(tài)系統(tǒng)能量流動的知識體系，完成意義構(gòu)建。五、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設(shè)計理念回顧已有知識創(chuàng)設(shè)情境引入新課引導學生回顧生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，及生態(tài)系統(tǒng)各成分之間的關(guān)系。多媒體展示“魯濱遜漂流記圖片”。情境引入：一個荒島，那里除了有飲用的水以外，幾乎沒有任何食物，你隨身尚存的食物只有一只母雞、15Kg玉米。以下哪種生存策略能讓你維

6、持更長的時間來等待救援？A、先吃雞，再吃玉米B、先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。學生回顧相關(guān)內(nèi)容學生認真分析，小組交流，代表發(fā)言。（學生可能會從課本中尋找答案，也可能從可持續(xù)發(fā)展的角度思考，教師應(yīng)根據(jù)學生發(fā)言，適當引導學生從維持生存和獲得能量最多的角度分析。）復習舊知識，為新知識的學習作鋪墊從“荒島”的情境引入，培養(yǎng)學生學習興趣、引發(fā)學生探究欲望，調(diào)動其積極性。 分析第一營養(yǎng)級能量的輸入、傳遞和散失的過程，然后推廣至第二、三營養(yǎng)級指導學生閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，思考：流入生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級的能量是如何輸入，怎樣傳遞，又通過何種途徑散失？投影“圖5-6 能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖

7、”，學生進行思考、討論,并進行闡述。思考：流入第二營養(yǎng)級的能量應(yīng)該用第二營養(yǎng)級的生物的攝入量還是同化量表示？總結(jié)并將分析方法推廣至更高營養(yǎng)級。學生積極思考，同桌或小組討論，形成較成熟的觀點（通過生產(chǎn)者的同化作用，能量輸入到生態(tài)系統(tǒng)第一營養(yǎng)級，通過捕食等關(guān)系，能量以有機物為載體實現(xiàn)傳遞，在能量傳遞的過程中，各種生物都要進行呼吸作用，分解有機物，大部分能量通過熱能散失）。結(jié)合“能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級示意圖”，并參照流經(jīng)第一營養(yǎng)級的能量輸入、傳遞和散失過程進行分析。學生通過看圖，思考，得出結(jié)論：攝入量=同化量+糞便量第二營養(yǎng)級的生物的糞便實際上是第一營養(yǎng)級的同化量的一部分。在已有知識的基礎(chǔ)上進行類推分析

8、，培養(yǎng)學生的知識遷移能力。分析能量流動特點投影“圖5-7 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動示意圖”，指導學生仔細看圖,思考以下問題。1、圖中的箭頭有哪些含義？2、能量能否逆向流動、循環(huán)流動？教師補充：(1)由于捕食關(guān)系不能顛倒，營養(yǎng)級也不能逆向，所以能量的流動是單向的；(2)呼吸中以熱能形式散失的能量是不可再利用的，因此能量的流動是逐級遞減的。思考：第二營養(yǎng)級的能量來源和去路。學生仔細看圖，思考、分析并討論。在方向上：單向流動在數(shù)值上：方框大小、箭頭大小逐級遞減第二營養(yǎng)級的能量來源：第一營養(yǎng)級。第二營養(yǎng)級的能量去路：（1）自身呼吸作用消耗；（2）傳遞給下一個營養(yǎng)級；（3）被分解者分解通過引導，從能量流動的模

9、式圖讓學生自主構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點。定量分析能量流動過程：由學生歸納出能量流動的特點及原因投影“圖5-8 賽達伯格湖的能量流動圖解”，引導學生分析圖解，并用一個表格來處理賽達伯格湖的生態(tài)系統(tǒng)中各個營養(yǎng)級的能量流入和流出途徑。解析下列問題：（1）從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級的能量，占生產(chǎn)者所固定的總量的百分比是多少？（2）從第二營養(yǎng)級流入第三營養(yǎng)級的能量，占初級消費者所同化的總量的百分比是多少？（3）流入某個營養(yǎng)級的能量，為什么不能百分之百地流向后一個營養(yǎng)級？（4）某一營養(yǎng)級的同化量與其流入下一個營養(yǎng)級的能量、呼吸作用散失、分解者分解和未被利用的能量之和的關(guān)系如何？在老師的引導下，分析解決書

10、上提出的問題。結(jié)合各營養(yǎng)級能量的來源和去路，進一步思考圖中各數(shù)字的聯(lián)系，得出結(jié)論。培養(yǎng)學生用已學知識分析具體問題的能力；讓學生通過整理圖中數(shù)據(jù)，感知生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程及特點。通過分析圖中數(shù)據(jù)加強對能量流動過程及特點的理解，并能舉一反三，理解各營養(yǎng)級能量去路，及其它生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。展示能量金字塔模型投影“圖5-9 某一個湖的能量金字塔”，引導學生分析此圖。介紹“能量金字塔”的概念和各營養(yǎng)級能量與其所處的營養(yǎng)級高低的關(guān)系。學生通過識圖，在老師引導下理解“在一個生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多”。嘗試將所學知識運用于新情境中，解決實際問題，培養(yǎng)其積極思考、主動探究、合作學習的能力。研究能量流動的意義解答問題探討疑問介紹：?；~塘，合理放牧。討論：再次圍繞荒島問題展開討論，讓學生自由辯論。討論后，根據(jù)題目意思畫出食物鏈進行分析。學生用已有知識討論在實際生活中應(yīng)該如何改進原有模式？培養(yǎng)學生關(guān)注生活實際問題，運用所學知識解決實際問題的能力。總結(jié)歸納，得出 生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念。通過上述分析，請總結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動包括哪些內(nèi)容？教師適當引導和補充。學生回顧以上探究過程，總結(jié)出生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念，并建立知識間的聯(lián)系。培養(yǎng)學生歸納總結(jié)，提煉知識要點的能力。作業(yè)布置課后練習題(P98)。六、板書設(shè)計生