生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)教案剖析

1、教案課題生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)教材分析本課的內(nèi)容來(lái)自人教版生物第3冊(cè)第5章“生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性”第3節(jié)“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”教材第5章是以生態(tài)系統(tǒng)為框架，主要講述了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞及穩(wěn)定性等知識(shí)，主要體現(xiàn)宏觀的生態(tài)學(xué)的內(nèi)容。本節(jié)課內(nèi)容是第5章的一個(gè)重點(diǎn)，是銜接生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與能量流動(dòng)的重要環(huán)節(jié)，并為生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)提供了一個(gè)平臺(tái)，埋下了一個(gè)伏筆。該節(jié)內(nèi)容與必修1細(xì)胞的物質(zhì)輸入和輸出、細(xì)胞的能量利用和供應(yīng)有聯(lián)系。學(xué)情分析學(xué)生已學(xué)習(xí)了生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和能量流動(dòng)的知識(shí)，對(duì)這部分的內(nèi)容有了初步的了解。學(xué)生對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)功能的認(rèn)識(shí)容易停留在簡(jiǎn)單識(shí)記水平，難以建立起結(jié)構(gòu)功能間

2、的聯(lián)系，通過(guò)本節(jié)學(xué)習(xí)，可以深入理解生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的關(guān)系，形成結(jié)構(gòu)和功能相適應(yīng)觀點(diǎn)。教學(xué)目標(biāo)1. 知識(shí)目標(biāo)(1) 理解生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的概念(2) 分析、應(yīng)用碳循環(huán)過(guò)程(3) 說(shuō)明生物富集作用的形成(4) 說(shuō)明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系2. 能力目標(biāo)(1) 以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)，培養(yǎng)學(xué)生遷移和分析的能力(2) 通過(guò)分析“溫室效應(yīng)”的形成與危害，培養(yǎng)學(xué)生的推理，聯(lián)想，思維遷移的能力(3) 利用“能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系”教學(xué)過(guò)程，培養(yǎng)學(xué)生比較，歸納以及對(duì)自己所持觀點(diǎn)的總結(jié)表達(dá)能力(4) 通過(guò)探究土壤微生物的分解作用，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)、分析實(shí)驗(yàn)的能力3. 情感、態(tài)度、價(jià)值觀(1)

3、通過(guò)學(xué)習(xí)人類對(duì)碳循環(huán)的影響，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)境保護(hù)意識(shí)(2) 積累生態(tài)學(xué)知識(shí)，形成科學(xué)的世界觀教學(xué)重點(diǎn)分析生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)教學(xué)難點(diǎn)說(shuō)明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系教學(xué)資源圖片教學(xué)過(guò)程教學(xué)階段教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖時(shí)間引入隨著“低碳”話語(yǔ)的出現(xiàn)，現(xiàn)在“低碳社會(huì)”、“低碳城市”、“低碳超市”、“低碳校園”、“低碳交通”、“低碳環(huán)?！薄暗吞季W(wǎng)絡(luò)”、“低碳社區(qū)”各行各業(yè)蜂擁而上統(tǒng)統(tǒng)冠以“低碳”二字，使“低碳”成為一種時(shí)尚。問(wèn)題：你對(duì)“低碳”了解多少？那么我們?yōu)槭裁匆暗吞忌睢蹦?？思考、回答從時(shí)尚話題入手，引發(fā)學(xué)生興趣2為應(yīng)對(duì)生態(tài)環(huán)境危機(jī)，概念和理念層面的東西如“可持續(xù)發(fā)展”、“綠色經(jīng)濟(jì)”等等層出不窮，可為

4、什么最后是低碳叫得最響，超過(guò)一度滿天飛的“可持續(xù)發(fā)展”呢？因?yàn)樵谶@其中最主要的是碳元素。碳是地球上儲(chǔ)里最豐富的元素之一，它分布廣泛；同時(shí)，碳又是構(gòu)成生命體的基本元素；碳是有機(jī)化合物的“骨架”，沒(méi)有碳就沒(méi)有生命。思考由學(xué)生已2問(wèn)題：請(qǐng)同學(xué)們回憶之前學(xué)過(guò)的知識(shí)，然后說(shuō)觀察、思考、有知識(shí)引2出碳元素在生態(tài)系統(tǒng)中都參與哪些活動(dòng)？回答出新的知識(shí)圖片：碳循環(huán)從這幅圖我們可以看出，無(wú)機(jī)環(huán)境中的碳元素，可以通過(guò)綠色植物的光合作用進(jìn)入到生物觀察2系統(tǒng)中，同時(shí)在生物的呼吸作用、分解者的分解作用中碳元素又被釋放到了無(wú)機(jī)環(huán)境中。那么，這種碳元素在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間碳不斷循環(huán)的過(guò)程，我們稱之為碳循環(huán)。循環(huán)板書：碳循

5、環(huán)培養(yǎng)學(xué)生那么，對(duì)照這幅圖，我們來(lái)思考一下問(wèn)題：思考、回答的分析能1、C在無(wú)機(jī)環(huán)境中的存在形式？力，加深6CO、碳酸鹽22、碳在生物體內(nèi)的存在形式？含碳有機(jī)物3、碳在生物體間的傳遞渠道？食物鏈（網(wǎng)）4、碳進(jìn)入生物群落的途徑？ 綠色植物的光合作用 化能合成作用5、碳進(jìn)入大氣的途徑？ 生物的呼吸作用 分解者的分解作用6、碳在無(wú)機(jī)環(huán)境和生物群落間的循環(huán)形式？巴這一些是，碳循環(huán)的主要特點(diǎn)板書：循環(huán)流動(dòng)，反復(fù)利用學(xué)生對(duì)碳循環(huán)的理解我們現(xiàn)在明白為什么要提倡低碳，2003年英聯(lián)系實(shí)國(guó)政府在我們的能源未來(lái)一一創(chuàng)造低碳經(jīng)際，引出濟(jì)的能源白皮書中首次提出了“低碳”這一概念，便迅速得到各國(guó)相應(yīng)，今天，“地球一小時(shí)”

6、等活動(dòng)更是為我們所熟知，那么為什么低碳能夠這么迅速的成為全球性的共識(shí)呢？請(qǐng)你從生態(tài)系統(tǒng)的角度來(lái)思考思考、回答物質(zhì)循環(huán)的全球性特點(diǎn)2大氣中的CO2能夠隨著大氣環(huán)流在全球范圍內(nèi)流動(dòng)，因此，碳循環(huán)具有全球性板書：全球性這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)指的其實(shí)是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)生物圈?，F(xiàn)在讓我們利用“碳循環(huán)”的知識(shí)來(lái)分析一下“溫室效應(yīng)”。你對(duì)“溫室效應(yīng)”的成因和危害有什么樣的了解？在自然生態(tài)系統(tǒng)中，植物通過(guò)光合作用從大氣中攝取C的速率，與通過(guò)生物的呼吸作用和分解作用而把C釋放到大氣中的速率大致相同。但是，現(xiàn)代社會(huì)中并不僅僅是這些，C進(jìn)入到無(wú)機(jī)環(huán)境的途徑除了呼吸作用和分解作用，還有人類大量燃燒煤、石油等化學(xué)燃料，導(dǎo)致了

7、碳元素短時(shí)間內(nèi)的釋放,打破了生物圈中的碳平衡，二氧化碳?xì)怏w具有吸熱和隔熱的功能。它在大氣中增多的結(jié)果是形成一種無(wú)形的玻璃罩，使太陽(yáng)輻射到地球上的熱量無(wú)法向外層空間發(fā)散，其結(jié)果是地球表面變熱起來(lái)。從而形成了“溫室效應(yīng)”。問(wèn)題：大力植樹(shù)造林，是否會(huì)對(duì)溫室效應(yīng)起到緩解作用？大力植樹(shù)造林后，這些植物能大量吸收已有的二氧化碳，因而能起一定的緩解作用。但更應(yīng)該控制源頭一溫室氣體的排放。觀察思考、回答利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題4物質(zhì)循環(huán)實(shí)際上，組成生物體的C、H、0、N、P、S等元素，都不斷進(jìn)行著從無(wú)機(jī)環(huán)境到生物群落，又從生物群落到無(wú)機(jī)環(huán)境的循環(huán)過(guò)程，這就是生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。2我們剛才講過(guò)，碳循環(huán)具有全球性

8、的特點(diǎn)。那么，物質(zhì)循環(huán)中所說(shuō)的生態(tài)系統(tǒng)，指的也是生物圈。他也具有全球性的特點(diǎn)，因此又叫生物地球化學(xué)循環(huán)。物物質(zhì)循環(huán)和我們之前講過(guò)的“生物的能量流4質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的比較動(dòng)”都是通過(guò)食物鏈（網(wǎng)）進(jìn)行的，那么他們有什么關(guān)系呢？討論、思考培養(yǎng)學(xué)生比較和歸納的能力能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)式同時(shí)進(jìn)行的，兩者均始于生產(chǎn)者通過(guò)光合作用合成有機(jī)物固定太陽(yáng)能，然后沿著共同的渠道一一食物鏈（網(wǎng)）一起運(yùn)行，彼此相互依存，不可分割。因?yàn)槟芰康墓潭?、?chǔ)存、轉(zhuǎn)移和釋放，都離不開(kāi)物質(zhì)的合成和分解等過(guò)程。物質(zhì)作為能量的載體，是能量以含碳有機(jī)物中化學(xué)能的形式沿著食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)；能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能夠不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間

9、循環(huán)往返。生態(tài)系統(tǒng)的各組成成分：非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者、分解者，正是通過(guò)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，才能緊密的聯(lián)系在一起，從而相互作用、相互影響，形成一個(gè)思維一體的統(tǒng)一整體生態(tài)系統(tǒng)。能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式主要以有機(jī)物形式以無(wú)機(jī)物形式循環(huán)特點(diǎn)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減反復(fù)利用、循環(huán)流動(dòng)范圍生態(tài)系統(tǒng)的各級(jí)營(yíng)養(yǎng)級(jí)全球生物圈聯(lián)系 能量的固定、轉(zhuǎn)移、釋放離不開(kāi)物質(zhì)的合成與分解 物質(zhì)是能量沿食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)的載體 能量是物質(zhì)在生態(tài)系統(tǒng)中循環(huán)往復(fù)的動(dòng)力能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)之間互為因果、相輔相承，具有不可分割的關(guān)系。來(lái)看一個(gè)資料:生物的富集作用美國(guó)研究人員表示，在全球大部分國(guó)家禁用殺蟲(chóng)劑DDT數(shù)十年后，南極阿德利企鵝

10、體內(nèi)仍檢測(cè)出這種有毒物質(zhì)，且含量多年來(lái)始終不降。他們認(rèn)為，這是因?yàn)镈DT被“儲(chǔ)存”在冰川中，持續(xù)影響南極生態(tài)環(huán)境。在農(nóng)田中大量使用DDT有機(jī)農(nóng)藥為什么會(huì)殃及南極的企鵝？1、全球性2、生物的富集作用板書：生物的富集作用指環(huán)境中的一些污染物（如重金屬、化學(xué)農(nóng)藥）通過(guò)食物鏈在生物體內(nèi)大量聚集的過(guò)程。事例：在物質(zhì)循環(huán)過(guò)程中，有的物質(zhì)（如DDT）不易分解，因此通過(guò)食物鏈傳遞，在生物體內(nèi)集聚，不易排出。由于生物的富集作用是沿著食物鏈進(jìn)行富集的，同時(shí)，污染物化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定而不宜分解、在生物體內(nèi)積累而不宜排出，所以，生物營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，物質(zhì)富集量越大。分析資料思考、回答培養(yǎng)學(xué)生利用所學(xué)只是解決問(wèn)題的能力，同時(shí)提高學(xué)

11、生的環(huán)保意識(shí)小結(jié)一、生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)無(wú)機(jī)環(huán)境等化學(xué)元圣生物群落反復(fù)循環(huán)特點(diǎn)：1、反復(fù)利用、循環(huán)流動(dòng)2、全球性二、碳循環(huán)攝食疔贏屜V逐分解作用介蜒）碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落間是以CO的形式進(jìn)行循環(huán)的。大氣中的CO進(jìn)入生物群落，主要依賴于綠色植物的光合作用，使CO中的“C”2變成為有機(jī)物中的“C”，再通過(guò)食物鏈進(jìn)入動(dòng)物和其他生物體中，因此從“C”的循環(huán)可見(jiàn)綠色植物是生態(tài)系統(tǒng)的基石。除此之外，還小結(jié)小結(jié)5有化能合成作用的微生物也能把CO合成為有2機(jī)物。三、物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系探究：土壤微生物的分解作用閱讀教材P102參考案例21、仔細(xì)閱讀實(shí)驗(yàn)步驟，同時(shí)完成練習(xí)12題實(shí)驗(yàn)操作表思考，完成練習(xí)培養(yǎng)學(xué)

12、生分析實(shí)驗(yàn)的能力7實(shí)驗(yàn)步驟燒杯A燒杯B-一二2、結(jié)果分析(1)實(shí)驗(yàn)中實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組分別是、，單一變量是(2)A、B兩試管加碘液的目的；11，OA、B加斐林試劑是想驗(yàn)證的存在，原理是3、預(yù)測(cè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果板書設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)一、碳循環(huán)1、循環(huán)流動(dòng)、反復(fù)利用2、全球性二、能量的流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系三、生物的富集作用教學(xué)反思本節(jié)課是第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性的第3節(jié)，主要向?qū)W生介紹生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程。在剛開(kāi)始思考如何上好這節(jié)課的時(shí)候，我就想到了與時(shí)下比較流行的“低碳”聯(lián)系在一起。因?yàn)椤暗吞肌钡某霭l(fā)點(diǎn)就是這一章中的重點(diǎn)“碳循環(huán)”，同時(shí)“低碳”是這段時(shí)間比較流行、時(shí)尚的一個(gè)概念，學(xué)生對(duì)這個(gè)概念也會(huì)很

13、感興趣，從而便于引發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。所以在我一開(kāi)始的教學(xué)設(shè)計(jì)中，除了以“低碳”引入“碳循環(huán)”的概念外，我還設(shè)置了引導(dǎo)學(xué)生思考為什么要“低碳”、“碳足跡”的計(jì)算等環(huán)節(jié)，以期增強(qiáng)這節(jié)課的趣味性。但是當(dāng)我完成了這節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)后，再回過(guò)頭來(lái)思考這段設(shè)計(jì)，就覺(jué)得有些跑題了?！暗吞肌钡母拍钭鳛橐粋€(gè)課堂引入，不應(yīng)該成為這節(jié)課的主要話題，否則就會(huì)使這節(jié)課真正的重點(diǎn)被淡化。因此，我修改了這一部分的設(shè)計(jì)，只使用“低碳”這個(gè)概念引入，不做任何展開(kāi)，迅速過(guò)渡到“碳循環(huán)”這個(gè)重點(diǎn)概念中，使學(xué)生的興奮點(diǎn)落在重點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)上。而通過(guò)課堂的實(shí)際檢測(cè)，這種設(shè)計(jì)方法是合理的。在之前的設(shè)計(jì)中，我受董雪老師的啟發(fā)，曾經(jīng)想過(guò)應(yīng)用教材90頁(yè)“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模式圖”來(lái)讓學(xué)生回憶生態(tài)系統(tǒng)中的呼吸作用、光合作用、分解作用。但是我忽略了董老師這么講的時(shí)候是在進(jìn)行新課的講授，以這個(gè)圖引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析。而我所要達(dá)到的目的是復(fù)習(xí)回憶，如果再用這個(gè)圖，反而會(huì)使學(xué)生的思路被局限下來(lái)，到不如讓學(xué)生不看圖直接思考回憶。因此，在董老師的建議下，我把這部分也做了修改。在二班和三班的不同教學(xué)過(guò)程中，也可以看出董老師的建議是很正確的。教材中圖5-11碳循環(huán)模式圖中對(duì)于“微生物的分解作用”這個(gè)概念一直有所爭(zhēng)議,早在