6.3能量流動教學(xué)設(shè)計-高二上學(xué)期生物浙科版必修3

《能量流動》教學(xué)設(shè)計一、課題背景和內(nèi)容分析該節(jié)是浙科版高中生物必修三第六章第三節(jié)。內(nèi)容是生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動是本章的重點。從選考的角度來看，本內(nèi)容常作為考試熱點，往往把分析和計算結(jié)合在一起，但本節(jié)課的知識內(nèi)容比較抽象，所以在學(xué)習(xí)過程中還會有一些難度，因此把抽象的內(nèi)容具體化，同時需要鼓勵學(xué)生提出問題，思考問題和解決問題。二、學(xué)情分析：

首先，通過對營養(yǎng)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)量和生物量的學(xué)習(xí)，學(xué)生具備一定的關(guān)于能量流動的知識基礎(chǔ)，但對整個生態(tài)系統(tǒng)的能量流動缺乏整體的認識，尤其缺乏系統(tǒng)分析能力和方法。

其次，高二學(xué)生具備了構(gòu)建模型的基礎(chǔ)，但是分析數(shù)據(jù)和構(gòu)建模型的能力還有待加強。另外，生活經(jīng)驗還在積累階段，尚未達到將生活經(jīng)驗與所學(xué)知識進行有效的聯(lián)系。三、教學(xué)目標知識目標:（1）了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念。（2）分析生態(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：（1）通過引導(dǎo)學(xué)生定性和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，用于解決相關(guān)問題，培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際的能力。情感目標：認同構(gòu)建模型在生態(tài)學(xué)研究中的價值；能站在生態(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)的世界觀作準備。四、教學(xué)重難點：教學(xué)重點：能量流動的過程和特點

教學(xué)難點：1.能量流動的分析方法；2.能量流動的過程和特點

五、教學(xué)方法：注重“學(xué)案導(dǎo)學(xué)”，采用“問題驅(qū)動課堂”的教學(xué)模式；引導(dǎo)數(shù)據(jù)分析，進行STEAM理念跨學(xué)科啟發(fā)式教學(xué)法；利用多媒體直觀教學(xué)法；采用理論應(yīng)用實際的知識遷移的教學(xué)法。六、涉及知識點本次教學(xué)課程涉及生物、物理、數(shù)學(xué)等多方面、多種類的學(xué)科知識，具體知識點列舉如表1：表1：涉及到知識點學(xué)科名稱要求生物生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)——食物鏈和食物網(wǎng)了解生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)營養(yǎng)級掌握營養(yǎng)級概念會判斷營養(yǎng)級能量流動掌握能量流動的概念、過程和特點科學(xué)、技術(shù)、藝術(shù)、文學(xué)素養(yǎng)人工生態(tài)系統(tǒng)生態(tài)農(nóng)業(yè)《魯濱遜漂流記》能理解人工生態(tài)系統(tǒng)的設(shè)計理念了解魯濱遜流落孤島的故事數(shù)學(xué)統(tǒng)計計算會簡單的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和分析數(shù)據(jù)會運用數(shù)學(xué)公式進行數(shù)據(jù)計算物理能量守恒定律理解能量守恒的內(nèi)容七、課程設(shè)計教學(xué)環(huán)節(jié)

教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖

【情境導(dǎo)入】1、PPT展示：魯濱遜荒島遇險求生2、學(xué)案中請同學(xué)選出自己的答案，并保留答案假設(shè)你像小說中的魯濱遜一樣，不小心流落到一個不毛的荒島上，那里除了有能飲用的水之外，幾乎沒有任何食物，你隨身攜帶的食物只有15千克玉米和一只母雞。你認為怎樣的生存策略能讓你獲得更多的能量來等待救援呢？（短時間）A.用玉米喂雞，先吃雞蛋，然后吃雞B.先吃雞，然后吃玉米C.用玉米喂雞，然后吃雞D.先吃玉米，然后吃雞學(xué)生結(jié)合自己的現(xiàn)有認知思考，并選出自己認為最合理的選項。1、情景導(dǎo)入可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；2、通過情境導(dǎo)入問題的設(shè)置可以激發(fā)學(xué)生們的求知欲一．能量流動的概念【PPT展示】能量流動概念在生態(tài)系統(tǒng)中，能量不斷沿著太陽→植物→植食動物→肉食動物→頂位肉食動物的方向流動，這就是生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動。在老師的引導(dǎo)下了解能量流動的概念由情景導(dǎo)入新課概念二．能量流動的過程（一）定性（質(zhì)）分析：展示一條食物鏈老師：同學(xué)們，今天我們利用先定性分析在定量分析的方法研究能量流動的過程和特點。定性分析就是對研究對象進行“質(zhì)”的分析，是定量分析的基本前提。老師示范分析第一營養(yǎng)級的能量的來源和去路，實現(xiàn)圖文轉(zhuǎn)換?！緞赢嬔菔尽康谝粻I養(yǎng)級的來源和去路，并歸納來源：太陽能去向：呼吸作用散失、被分解者利用、傳遞給下一營養(yǎng)級、未利用【活動】分析第二營養(yǎng)級能量來源和去路老師講述和PPT演示：同學(xué)們兔子是第幾營養(yǎng)級，它的能量來源和去路和草會一樣嗎？【歸納】能量流動的過程：（能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失）攝入量＝同化量＋糞便量同化量去路：呼吸作用散失、被分解者利用、傳遞給下一營養(yǎng)級、未利用用示意圖表示能量的來源和去路；完成學(xué)案中能量過程、來源和去路的表格填空核心：怎樣研究能量流動方法：先定性(質(zhì))的分析再定量分析。培養(yǎng)學(xué)生建構(gòu)模型的能力，同時初步體會系統(tǒng)分析方法。核心問題下設(shè)置的系列性，使知識問題化。動畫演示使問題形象化、具體化。這樣可以激發(fā)學(xué)生思考的積極性，從而有效地促進學(xué)生智力的發(fā)展。<針對練習(xí)>：大象是植食性動物，有一種蜣螂則專以大象的糞便為食。設(shè)大象在某段時間里同化的能量為1.0×107kJ，則這部分能量中能流到蜣螂體內(nèi)的約為kJ。完成學(xué)案中計算并填空及時反饋上課效率，確定學(xué)生是否已經(jīng)領(lǐng)悟：糞便中的能量不屬于同化量閱讀課本生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動過程以及圖6-8完成以下問題：A.能量流動的渠道是什么？B．生態(tài)系統(tǒng)的能量根本來源？C.流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量相當于哪一部分？D.食物鏈中各營養(yǎng)級的關(guān)系能否逆轉(zhuǎn)？能量流動的特點是？在已有營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上對圖6-8進行理解，思考并將答案寫在學(xué)案上。在對研究本節(jié)核心問題上設(shè)置系列性問題，給學(xué)生思考的空間，激發(fā)學(xué)生思考的積極性，從而促進課堂的學(xué)習(xí)效率?？偨Y(jié)：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的兩個明顯特點是單向流動，不可逆和逐級遞減。填寫學(xué)案每個模塊的小結(jié)，有利于學(xué)生在系列分析的同時領(lǐng)悟重點。（二）定量分析：老師：美國生態(tài)學(xué)家林德曼在對賽達伯格湖進行了能量的定量分析【PPT展示】圖片、數(shù)據(jù)問題1：能量逐級遞減與物理上所說的能量守恒矛盾嗎？老師描述并展示：同學(xué)們說的很正確，并不矛盾。能量流動的過程中：攝入量＝同化量＋糞便量同化量＝呼吸作用散失＋被分解者利用＋傳遞給下一營養(yǎng)級＋未利用通過對賽達伯格湖各營養(yǎng)級能量的同化量和各去路的分析、思考并積極回答問題。學(xué)生雖然具有一定的數(shù)據(jù)分析能力但是經(jīng)驗不足，問題的設(shè)置上以物理中的能量守恒定律為指引方向，有利于學(xué)生將注意力集中在某個要點，從而可以有效地訓(xùn)練學(xué)生整理數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)的能力。林德曼10%定律【PPT展示】圖片、數(shù)據(jù)問題2：相鄰營養(yǎng)級的能量傳遞效率是多少？教師：展示數(shù)學(xué)計算公式傳遞效率=（下一營養(yǎng)級同化量/上一營養(yǎng)級同化量）×100%講述：通過計算相鄰兩個營養(yǎng)級間的能量傳遞效率，我們可以得出結(jié)論：大約是10%-20%。因此得到林德曼10%定律。引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本：能量從植物到植食動物或從植食動物到肉食動物的傳遞效率一般約為10%。先理解公式中分子分母的含義，然后計算圖片中的營養(yǎng)級間的傳遞效率。利用數(shù)學(xué)計算公式可以將復(fù)雜的能量流動關(guān)系具體數(shù)值化，可以更好地讓學(xué)生在對能量流動進行了“性（質(zhì)）”的認知后在“量”地層次更準確解讀能量流動的過程特點。情景再現(xiàn)老師：同學(xué)們，還記得課前的情景嗎，現(xiàn)在可以科學(xué)的食用雞和玉米了嗎？答案：B學(xué)生選出答案，并說明依據(jù)。情景再現(xiàn)，努力將新課首尾銜接自然，首尾呼應(yīng)有序，同時也能給學(xué)生帶來不小的課堂驚喜，活躍氣氛，從而使授課主題得到升華，可以更好的完成本堂課的認知目標。三．研究能量流動的意義【PPT展示】案例一老師：一定要合理確定載畜量，才能保持畜產(chǎn)品的持續(xù)高產(chǎn)。并進行問題遷移：怎樣確定草場合理的載畜量？(利用能量流動的傳遞效率回答)學(xué)案：牧草的總生產(chǎn)量≥倍牲畜同化量學(xué)生思考后回答；完成學(xué)案；可以使學(xué)生通過案例的分析，可以讓學(xué)生確定了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義重大，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)的世界觀作準備?！綪PT展示】案例二人工生態(tài)系統(tǒng)-----桑基魚塘（以圖片、工程示意圖展示）老師：“?；~塘”的設(shè)計理念：從人類所需出發(fā)，通過能量的多級利用，充分利用流經(jīng)各營養(yǎng)級的能量，提高生產(chǎn)效益。邊PPT展示工程示意圖邊講解：池中養(yǎng)魚、池埂種桑，桑葉養(yǎng)蠶，蠶沙等養(yǎng)魚，魚糞等泥肥肥桑的比較完整的能量流動系統(tǒng)。了解人工生態(tài)系統(tǒng)的理念歸納：研究能量流動的意義：1.合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?.幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計人工生態(tài)系統(tǒng)，建立生態(tài)農(nóng)業(yè)，使能量得到最有效的利用。四、理論聯(lián)系實際從能量流動特點回答：一斤牛肉為什么比一斤青菜貴？（不能從相同重量肉和菜所含的能量和營養(yǎng)價值比較回答。）使學(xué)生將理論與實際的結(jié)合起來理解和掌握知識，并且引導(dǎo)學(xué)生運用新獲得知識去分析某些實際問題，培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力。五、隨堂練習(xí)求下列食物鏈中鷹獲得的能量？已知草所固定的太陽能為10^5J，(如果傳遞效率為10%)草→昆蟲→蟾蜍→蛇 →鷹計算完成學(xué)案通過練習(xí)2，可以指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會利用10%定律做能量流動的計算問題，從而提高學(xué)生的運用新知識的能力。六、小結(jié)老師板書書寫本節(jié)知識框架：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

一．能量流動概念

二．能量流動的過程

三：能量流動的特點

單向流動

逐級遞減四、能量流動的意義學(xué)生整理學(xué)案小結(jié)可以使學(xué)生明確本節(jié)內(nèi)容的重難點，能夠為學(xué)生課后的鞏固做指引方向。六、作業(yè)1、如果一個人食物有1/2來自綠色植物，1/4來自小型肉食動物，1/4來自羊肉，假如傳遞效率為10%，那么該人每增加1千克體重，約消耗綠色植物A.10千克B.28千克C.100千克D.280千克2、運用本節(jié)課知識解釋：為什么“一山不容二虎