《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》的教學(xué)設(shè)計(jì)

1、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析：本節(jié)以“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”為基礎(chǔ)，起著承上啟下的作用，同時(shí)也可以與光合作用、呼吸作用、體溫調(diào)節(jié)等知識(shí)建立聯(lián)系，其又直接關(guān)系到物質(zhì)循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的學(xué)習(xí)。二、教學(xué)目標(biāo)：新課標(biāo)中相關(guān)內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)為“分析生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的基本規(guī)律及其應(yīng)用”，屬于應(yīng)用水平，即學(xué)生能夠?qū)⒛芰苛鲃?dòng)的基本規(guī)律應(yīng)用于新的情景中，解 決實(shí)際問(wèn)題。為了達(dá)成這一目標(biāo)，首先應(yīng)當(dāng)使學(xué)生把握能量流動(dòng)的過(guò)程及其特點(diǎn)， 懂得研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的一些基本方法；其次，結(jié)合具體的實(shí)例，讓學(xué)生得 出能量流動(dòng)的基本規(guī)律。由此，本節(jié)目標(biāo)確定為：知識(shí)目標(biāo)：（1 1）分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)。（2 2）概

2、述研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的實(shí)踐意義。能力目標(biāo)：（1 1）分析生態(tài)系統(tǒng)能量的變化，發(fā)展學(xué)生的思維遷移能力。（2 2）學(xué)會(huì)分析推算生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率，用于解決相關(guān)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的分析、推理、綜合的思維能力。情感目標(biāo)：（1 1）分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生用普遍聯(lián)系”的觀點(diǎn)分析事物。（2 2）嘗試調(diào)查農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)情況，探討研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義，形成合理利用資源應(yīng)遵循生態(tài)學(xué)原理和可持續(xù)發(fā)展的觀念。三、教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)四、課時(shí)安排2 2 課時(shí)五、教學(xué)方法：直觀展示法、創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境法、討論法六、教學(xué)過(guò)程：【直觀展示，弓 I I 入課題，明確學(xué)習(xí)目標(biāo)】

3、（投影）問(wèn)題探討：孤島生存一一假設(shè)你像小說(shuō)中的魯濱遜那樣，流落在一個(gè)荒島上，那里除了有能飲用的水以外，幾乎沒(méi)有任何食物。你隨身尚存的食物只 有一只母雞、15kg15kg 玉米。討論：你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維持更長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)等待救援：1 1、先吃雞，再吃玉米。2 2、先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。 學(xué)生積極思考，討論的興趣很高，他們有選 1 1 的也有選 2 2 的，但多數(shù)學(xué)生選 2 2。（學(xué) 生可能會(huì)從可持續(xù)發(fā)展的角度思考，教師可以不給出確切答案， 但要引導(dǎo)學(xué)生從生存、從獲得能量的角度分析。）講述：合理答案到底是 1 1 還是 2 2 呢，我想我們學(xué)了這節(jié)課后自然

4、能見(jiàn)分曉。進(jìn)而引入課題一一第 2 2 節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)【設(shè)置問(wèn)題，學(xué)生自學(xué)，讓學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)】問(wèn)題：什么是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)？怎樣研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)？（學(xué)生活動(dòng)，思考討論）學(xué)生閱讀課本 P93P93,找出生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的概念及 研究方法。講述：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、 傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能 量流動(dòng)。研究能量流動(dòng)可以在個(gè)體水平上，也可以在群體水平上。 研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)一般在群體水平上， 這種將群體視為一個(gè)整體進(jìn)行研究是系統(tǒng)科學(xué)常用的 研究方法。【投影圖解】（一）總結(jié)能量流動(dòng)的概念 生態(tài)系統(tǒng)的能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失的過(guò)程就是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)?！旧涣?/p>

5、，合作探究，進(jìn)行知識(shí)加工】 閱讀課本 P93-94P93-94，思考下列問(wèn)題： 提出問(wèn)題：1.1. 草的能量是怎樣得來(lái)的？草的能量將有哪些去路？（該生態(tài)系統(tǒng)中初級(jí)消費(fèi)者 （兔）中的能量的來(lái)源和去路？）2 2 嘗試將第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量流動(dòng)過(guò)程用概念圖的形式表示出來(lái)。3.3. 兔吃草后，草的能量能被兔全部利用了嗎？兔是如何利用草的能量？4.4. 該生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的起點(diǎn)是從什么地方開(kāi)始的？生產(chǎn)者（草）在該過(guò)程中 的作用是什么？5.5. 輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是多少？能量流動(dòng)的渠道是什么？能量流動(dòng)的過(guò)程是怎樣的？學(xué)生積極思考，相互討論，補(bǔ)充和完善相關(guān)答案。【師生交流，點(diǎn)撥釋疑，構(gòu)建知識(shí)體系】 多媒體

6、播放生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”動(dòng)態(tài)圖解，然后師生共同討論上述問(wèn)題?！就队皥D解】生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)過(guò)程示意圖呼吸桂用呼戦作用 呼吸作用 確吸惟用呼駆作用1能量流動(dòng)的起點(diǎn)：始于生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能（能量的輸入）. .2流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量：該生態(tài)系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者通過(guò)光合作用所固定 的太陽(yáng)能的總量是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。3能量流動(dòng)的渠道：沿著食物鏈的各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)流動(dòng)（能量的傳遞）；能量沿著食物鏈流動(dòng)時(shí)，每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)都有輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。生物體內(nèi)的化學(xué)能T生物體內(nèi)的化學(xué)能T熱能，熱能是能量流動(dòng)的最終歸宿。也就是最終以呼吸熱形式散失 （能量的散失）。4生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能有三個(gè)去處：a.a. 部分被自身的

7、生命活動(dòng)消耗了，即被呼吸作用分解了；b.b. 儲(chǔ)存在生產(chǎn)者體內(nèi)的能量，一部分被初級(jí)消費(fèi)者攝食同化流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)；c.c. 沒(méi)被初級(jí)消費(fèi)者利用的枯枝落葉和初級(jí)消費(fèi)者攝食未同化而排出的糞便中 的這一部分能量被分解者釋放出來(lái)。對(duì)于初級(jí)消費(fèi)者所同化的能量，也是這三個(gè)去處。并且可以認(rèn)為，一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí) 所同化的能量= =呼吸散失的能量+ +分解者分解釋放的能量 + +被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能 量。但最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的情況除外。師生總結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是從綠色植物的光合作用固定太陽(yáng)能開(kāi)始 的，輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量就是綠色植物固定的太陽(yáng)能總量；這些能量是通過(guò)食物鏈和食物網(wǎng)逐級(jí)流動(dòng)的。能量沿著食物鏈流動(dòng)時(shí)，每一營(yíng)養(yǎng)

8、級(jí)都有輸入、傳遞、 轉(zhuǎn)化和散失的過(guò)程。（屏幕逐一顯示 能量流動(dòng)的過(guò)程示意圖”）。流入一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的 能量是指該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的同化量；能量的去路包括自身呼吸作用消耗和用于生長(zhǎng)、發(fā)育與繁殖等生命活動(dòng)，儲(chǔ)存在生物體的有機(jī)物中，后者能量的去路包括流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)、被分解者利用（投影）思考與討論：1.1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？2.2.流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中來(lái)？3.3.請(qǐng)同學(xué)們依圖，分析為什么生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的圖解中方框逐級(jí)變小，圖 中的箭頭有哪些含義？箭頭越來(lái)越細(xì)？這說(shuō)明生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)有什么特 點(diǎn)？【生生交流，合作探究，進(jìn)行知識(shí)加工】學(xué)生回答：方向上：?jiǎn)?/p>

9、向流動(dòng)（由于捕食關(guān)系不能顛倒，營(yíng)養(yǎng)級(jí)也不能逆向，所以能量的流動(dòng)是單向的。）在數(shù)值上：方框大小、箭頭大小T逐級(jí)遞減（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(dòng)是逐級(jí)遞減的。）生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)是單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減的；能量是不能循環(huán)利用的。教師講述：美國(guó)生態(tài)學(xué)家林德曼及賽達(dá)伯格湖：賽達(dá)伯格湖是一個(gè)天然的高原湖泊，氣候較為寒冷，人口稀少，保留了原始景觀，大約5050 公頃，是一個(gè)較小且封閉的湖泊。美國(guó)有許多湖泊，為什么林德曼會(huì)選擇這樣一個(gè)小湖來(lái)研究呢？（湖小，生物少；較為封閉，自然的，人為的干擾因素較少，可降低研究難度）【投影圖解】（三）能量流動(dòng)特點(diǎn)（投影）資料分析：投影教材中賽達(dá)伯

10、格湖的能量流動(dòng)圖解 ”討論完成課本 P95P95的問(wèn)題及對(duì)能量流動(dòng)進(jìn)行定量計(jì)算。1 1、 用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理。即將每一營(yíng)養(yǎng)級(jí)上的能量流入”和 流出整理成一份清單。2 2、 計(jì)算流出”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量占 流入”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的百分比。（即從第一營(yíng)養(yǎng) 級(jí)流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量的百分比，從第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量的百分比）3 3、流入某一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不會(huì)百分之百地流到下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？4 4、通過(guò)以上分析，你能總結(jié)出什么規(guī)律？學(xué)生列表并計(jì)算。（第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)：62.862.8 十 464.6=13.5%464.6=13.5%;第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)到第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)：12.612.6 *

11、62.8=20%62.8=20%。計(jì)算方法：（下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量*本營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量X 100%100%）師生總結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，在能量流動(dòng)過(guò)程中消耗的能量就越多。林德曼的研究發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)具有兩個(gè)特點(diǎn)：1 1、單向流動(dòng)；2 2、逐級(jí)遞減:傳遞效率為 10%10% 20%20%?？梢杂媚芰拷鹱炙庇^地表示生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞規(guī)律。思考：如果把各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的方式表達(dá)出來(lái)， 是不是也是金字塔形？如果是，有沒(méi)有例外？【師生交流，點(diǎn)撥釋疑，構(gòu)建知識(shí)體系】舉例：繪制一個(gè)有樹(shù)木、昆蟲(chóng)和小鳥(niǎo)組成的生態(tài)系統(tǒng)的生物個(gè)體數(shù)量金字塔。觀察它們和能量金字塔的區(qū)別。不同的生態(tài)金字

12、塔能形象地說(shuō)明營(yíng)養(yǎng)級(jí)與能量、 生物量、 數(shù)量之間的關(guān)系，是定量研究生態(tài)系統(tǒng)的直觀體現(xiàn)。投影知識(shí)框架，形成系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。講述：學(xué)習(xí)了剛才的內(nèi)容，請(qǐng)同學(xué)們?cè)倩氐焦聧u生存的問(wèn)題上，那么你會(huì)再選 擇哪種策略？學(xué)生一致回答：1 1講述：人們?cè)诶蒙鷳B(tài)系統(tǒng)資源的過(guò)程中，期望的 高效 與 持續(xù) 常常會(huì)發(fā)生矛盾。如何根據(jù)客觀規(guī)律來(lái)調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，以滿足人類的需求，是一個(gè)必須解決的重要問(wèn)題?！緦W(xué)以致用，解決問(wèn)題】(投影)1 1 如何確定一個(gè)草場(chǎng)的載畜量，以防止由于過(guò)度放牧而使草場(chǎng)退化？ 2 2 讓學(xué)生從能量流動(dòng)特點(diǎn)的角度解釋如下兩個(gè)現(xiàn)象：(1)(1) 一條食物鏈一般不會(huì)超過(guò) 5 5 個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)；、一山不

13、容二虎”。3 3 小結(jié)學(xué)習(xí)“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”有什么實(shí)際意義？【生生交流，合作學(xué)習(xí)，解決問(wèn)題】第一題是一個(gè)聯(lián)系實(shí)際的開(kāi)放性問(wèn)題，可以引導(dǎo)學(xué)生對(duì)第三題分析，讓學(xué)生通過(guò)熱烈的討論，學(xué)會(huì)利用生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)在實(shí)際中的應(yīng)用，初步了解生態(tài)農(nóng)業(yè)的優(yōu)越性主要在于物質(zhì)的良性循環(huán)和能量的多級(jí)利用。第二題也是根據(jù)能量流動(dòng)的傳遞規(guī)律解決的實(shí)際問(wèn)題?！編熒涣鳎c(diǎn)撥釋疑，構(gòu)建知識(shí)體系】講述：1 1 研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài) 系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。例如， 在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中， 如果把作物秸桿當(dāng)燃 料燒掉，人類就不能充分利用秸桿的能量； 如果將秸桿做飼料飼養(yǎng)牲畜， 讓牲畜糞

14、 便進(jìn)入沼氣池，將發(fā)酵產(chǎn)生的沼氣做燃料， 將沼氣池中的沼渣做肥料， 就能實(shí)現(xiàn)對(duì) 能量的多級(jí)利用，從而大大提高能量的利用率。 桑基魚(yú)塘”利用桑葉喂蠶，蠶沙 養(yǎng)魚(yú)，魚(yú)塘泥肥桑）生產(chǎn)方式就投影如右圖:高低是從人類所需出發(fā)，通過(guò)能量多級(jí)利用，充分利用 流經(jīng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，提高生產(chǎn)效益，也基本體現(xiàn)了這個(gè)原理。2 2 研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，還可以幫助人們合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。例如，在一個(gè)草場(chǎng)上，如果放養(yǎng)的牲畜過(guò)少，就不能充分利用牧草所能提供的能量；如果放養(yǎng)的牧畜過(guò)多， 就會(huì)造成草場(chǎng)的退化， 使畜產(chǎn)品的產(chǎn)量下降。 只有根據(jù)草場(chǎng)的能量流動(dòng)特點(diǎn)，合理確定草場(chǎng)的載畜量，才能保持畜產(chǎn)品的持續(xù)高產(chǎn)。3 3 根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，結(jié)合各地的自然條件、生產(chǎn)技術(shù)和社會(huì)需要， 可以設(shè)計(jì)出多種農(nóng)業(yè)生態(tài)體系。在人類利用資源的過(guò)程中持續(xù)和高效常常會(huì)發(fā)生矛盾，例如，漁業(yè)、林業(yè)、畜牧業(yè)和農(nóng)業(yè)的高產(chǎn)帶來(lái)的是魚(yú)類資源的枯竭、森林的破壞、草原的退化和環(huán)境的污染。因此，要實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展，必需研究生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動(dòng)規(guī)律?！就队皥D解】（四）研究能量流動(dòng)的意義【練習(xí)反饋，糾錯(cuò)釋疑、拓展延伸】略【總結(jié)評(píng)價(jià)，構(gòu)建框架圖，回歸主題】總結(jié)：本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的相關(guān)知識(shí)，通過(guò)學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，我們知道生態(tài)系統(tǒng)必須