“能量流動(dòng)”的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

“量動(dòng)的堂學(xué)計(jì)·鄭春和·現(xiàn)代教學(xué)論認(rèn)為學(xué)程是在師指導(dǎo)下的學(xué)生的學(xué)習(xí)過程種點(diǎn)不僅強(qiáng)調(diào)教學(xué)過程是學(xué)生的學(xué)習(xí)過程成這個(gè)過程主要靠學(xué)生的主體作用和參與意識(shí)且強(qiáng)調(diào)這個(gè)過程區(qū)別于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)過程是學(xué)生在教師組織指導(dǎo)和幫助下完成的即師起著主導(dǎo)作用因，按照現(xiàn)代教學(xué)的觀點(diǎn)，一節(jié)課堂教學(xué)成功與否，取決于教師的主導(dǎo)作用與學(xué)生的主體作用的協(xié)調(diào)統(tǒng)一。高中生物學(xué)的“能量流動(dòng)”部分教學(xué)內(nèi)容，主要闡明能量是生態(tài)系統(tǒng)生存和發(fā)展的動(dòng)力，以及系統(tǒng)內(nèi)能量輸入、傳遞和輸出的方式。那么，在這種以原理性知識(shí)為主的課堂教學(xué)中怎發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用給學(xué)生創(chuàng)造必要的空間和時(shí)間條件以便充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與意識(shí)和發(fā)揮其主體作用呢？我對“能量流動(dòng)”單元課題的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)如下。教學(xué)標(biāo)生態(tài)系統(tǒng)的功能包括：生物生產(chǎn)、能量流動(dòng)循和信息交流等方面在綠色植物的新陳代謝”和“動(dòng)物的新陳代謝”等章節(jié)教學(xué)內(nèi)容中涉及到初級(jí)生產(chǎn)過程和次級(jí)生產(chǎn)過程在昆蟲的外激素”教學(xué)內(nèi)容則涉及到信息流此“生態(tài)系統(tǒng)的功能”部分教學(xué)內(nèi)容主要講述生態(tài)系統(tǒng)的能量流和物質(zhì)流，其中，“能量流動(dòng)”部分的教學(xué)目標(biāo)是：（）過典型實(shí)例的分析，使學(xué)生明確生態(tài)系統(tǒng)是一個(gè)開放的能量耗散系統(tǒng)，理解系統(tǒng)內(nèi)能量傳遞的過程和原理基礎(chǔ)知識(shí)結(jié)合剖析系統(tǒng)內(nèi)能量的單向流動(dòng)和逐級(jí)遞減等特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維的辨證思維能力學(xué)生了解人類研究能量流動(dòng)的目的明確以營養(yǎng)級(jí)為基礎(chǔ)的能流分析的基本方法；同時(shí)接受生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)的教育和增強(qiáng)生態(tài)保護(hù)意識(shí)。知識(shí)構(gòu)“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”部分教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)可用板書的形式歸納如下：（一）生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)．定義：生產(chǎn)者固定的太陽能沿著食物鏈的營養(yǎng)級(jí)單方向傳遞的過程。．過程：（1起點(diǎn)：始于生產(chǎn)者固定太陽能（能量的輸入（2渠道：沿著食物鏈營養(yǎng)級(jí)流動(dòng)（能量的傳遞（3終點(diǎn)：最終以呼吸熱形式散失（能量的輸出．原理：以賽達(dá)伯格湖能流資料為依據(jù)（1傳遞方向：單方向而不能逆向或循環(huán)；（2傳遞數(shù)量：低于生產(chǎn)者固定的總能量值，而且沿著食物鏈依次逐級(jí)遞減；（3傳遞效率：一般為％～20，即遵循法則；（4能量金字塔：用各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量數(shù)值繪制而成；形象地表達(dá)系統(tǒng)內(nèi)能量流動(dòng)的特征。．研究目的：（1調(diào)整能流關(guān)系，使其流向有益于人類的生存；（2保護(hù)自然環(huán)境，發(fā)展自然資源，防止系統(tǒng)內(nèi)能量流動(dòng)受阻。教學(xué)程“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”的教學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以及相應(yīng)的教學(xué)方法和手段的選擇大體如下。．創(chuàng)聯(lián)想情境，引導(dǎo)學(xué)生提出問題通過“能量代謝”知識(shí)的學(xué)習(xí)生已知“能量是生物體一切生命活動(dòng)的動(dòng)力”態(tài)

系統(tǒng)的存在和發(fā)展也是依靠能量推動(dòng)的且物體和生態(tài)系統(tǒng)都是一個(gè)開放的能量耗散系統(tǒng)因，在引入教學(xué)課題的節(jié)中師可用“相同要素遷移理論”作指導(dǎo)引導(dǎo)學(xué)生在生物體的能量代謝的基礎(chǔ)上出態(tài)系統(tǒng)怎樣進(jìn)行“能量代謝”的問題而學(xué)生的學(xué)習(xí)心理向著新的學(xué)習(xí)情境遷移。具體教學(xué)方法是先過復(fù)習(xí)問使學(xué)生再認(rèn)生物體的能量代謝概念的內(nèi)涵能量代謝是指生物與環(huán)境之間的能量交換及生物體內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)移的過程要括能量的攝?。磧?chǔ)藏放轉(zhuǎn)移和用（即耗散）等方面；然后引導(dǎo)學(xué)生從生物體與生物群落的關(guān)系上聯(lián)想和領(lǐng)悟所謂生態(tài)統(tǒng)的“能量代謝”應(yīng)包涵生物群落與非生物環(huán)境之間的能量交換以及三大功能類群間的能量轉(zhuǎn)移的過程要包括系統(tǒng)內(nèi)的能量輸入移和輸出等方面后使學(xué)生明確生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)要指系統(tǒng)內(nèi)輸入的能量在功能類群之間轉(zhuǎn)移的全過程，因此，系統(tǒng)內(nèi)能量轉(zhuǎn)移的過程和原理是本單元教學(xué)內(nèi)容的重要課題。．促學(xué)生溫故知新，歸納能流過程既然生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)主要指功能類群之間的能量轉(zhuǎn)移的全過程然其起點(diǎn)動(dòng)渠道和止點(diǎn)能量流動(dòng)的起點(diǎn)有兩種論點(diǎn)是認(rèn)為始于綠色植物通過光合作用固定太陽能，即將初級(jí)生產(chǎn)過程也置于能量流動(dòng)過程之中；二是認(rèn)為始于生產(chǎn)者固定太陽能之后，初級(jí)生產(chǎn)過程實(shí)質(zhì)上是系統(tǒng)內(nèi)能量輸入的過程，這個(gè)過程屬于系統(tǒng)的生物生產(chǎn)功能的范疇。由于本單元教材內(nèi)容沒有講述生物生產(chǎn)功能級(jí)產(chǎn)過程置于能量流動(dòng)過程之中，有利于學(xué)生獲得比較系統(tǒng)的知識(shí)過生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”單元的教學(xué)生經(jīng)明確食物鏈和食物網(wǎng)是生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)統(tǒng)內(nèi)物質(zhì)和能量是沿著這個(gè)渠道流動(dòng)的因此在續(xù)學(xué)習(xí)時(shí)學(xué)生容易再認(rèn)和理解物鏈與能量流之間固有的結(jié)構(gòu)與功能相互依存互制約的關(guān)系系統(tǒng)內(nèi)能量最終是以呼熱形式散失的調(diào)輸出能量形式與輸入能量的差異不僅有利于學(xué)生了解能量轉(zhuǎn)移的全過程有利于學(xué)生正確理解系統(tǒng)內(nèi)能量的單向流動(dòng)和逐級(jí)遞減的特點(diǎn)。能量傳遞過程的教學(xué)可選用問題討論的教學(xué)形式師繞著能量流動(dòng)的起點(diǎn)道和終點(diǎn)依次提出問題學(xué)開問題討論和答辯以書形式歸納出能量傳遞的過程。隨著教學(xué)進(jìn)程教師提出的問題大致如下生態(tài)系統(tǒng)的能量來源于哪里？2能量主要以哪種形式和方式輸入到生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)的3系內(nèi)能量流動(dòng)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)是么（4說明食物鏈（網(wǎng)）與能量流動(dòng)的關(guān)系系統(tǒng)內(nèi)能量是怎樣輸出的？（）統(tǒng)內(nèi)能量輸入與輸出的形式和方式有哪些區(qū)別？．剖典型實(shí)例，揭示能流原理生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞原理要明系統(tǒng)內(nèi)能量單向流動(dòng)和逐級(jí)遞減的道理向動(dòng)是指系統(tǒng)內(nèi)能量只能沿著食物鏈的營養(yǎng)級(jí)依次傳遞遞是指一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的有效能量不能全部傳遞到下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)，而是沿著食物鏈營養(yǎng)級(jí)依次呈階梯狀遞減，其傳遞效率約為10～％。能量金塔則是系統(tǒng)內(nèi)能量傳遞原理的形象表達(dá)和高度概括。能量傳遞原理是本單元課題的教學(xué)重點(diǎn)量級(jí)遞減的原因又是教學(xué)難點(diǎn)了出重點(diǎn)和突破難點(diǎn)前選自高生物選修課本的賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解作疊加式投影片或計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件導(dǎo)學(xué)生通過剖析這些生態(tài)調(diào)查的有關(guān)資料示能量傳遞的原理。

能量傳遞原理教學(xué)的具體教學(xué)環(huán)節(jié)是：（1顯示太陽輻射能量與生產(chǎn)者固定的能量數(shù)值，使學(xué)生明確生產(chǎn)者是該生態(tài)系統(tǒng)的第一營養(yǎng)級(jí)，雖然生產(chǎn)者的初級(jí)生產(chǎn)效率不足1％但生產(chǎn)者固定的總能量是流經(jīng)該系統(tǒng)的潛能。（2相繼顯示第二營養(yǎng)級(jí)和第三營養(yǎng)級(jí)的動(dòng)物營養(yǎng)類型，使學(xué)生首先確認(rèn)系統(tǒng)內(nèi)能量是沿著綠色植物植動(dòng)→肉動(dòng)物依次呈單方向流動(dòng)的讓生論述能量不能逆向流動(dòng)的原因在于統(tǒng)生物之的吃與被吃的關(guān)系是不能逆轉(zhuǎn)的量能循環(huán)流動(dòng)的原因則在于系統(tǒng)內(nèi)能量輸出形式與輸入形式不同，生產(chǎn)者不能固定熱能。（3相繼顯示第二營養(yǎng)級(jí)和第三營養(yǎng)級(jí)的有效能量數(shù)值。首先讓學(xué)生明確系統(tǒng)內(nèi)沿著食物鏈的營養(yǎng)級(jí)依次傳遞的能量值生產(chǎn)者固定的總能量值逐地呈階梯狀遞減。然后啟發(fā)學(xué)生概述其原因是①個(gè)營養(yǎng)級(jí)生物的呼吸消耗部分能量于持自身的生長、發(fā)育和繁殖；②植物的枯枝和敗葉的糞便和尸體被分解者利用經(jīng)微生物的呼吸作用消耗部分能量各營級(jí)都有相當(dāng)部分能量未被下一個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物所利用后結(jié)合顯示屏上出現(xiàn)的相應(yīng)圖形，幫助學(xué)生將能量逐級(jí)遞減的原因加以總結(jié)和歸納。（4根據(jù)顯示屏上提供的數(shù)據(jù)，讓學(xué)生分別計(jì)算出第一營養(yǎng)級(jí)與第二營養(yǎng)級(jí)之間、第二營養(yǎng)級(jí)與第三營養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率其步形成生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率約為10～％的概念然后啟學(xué)生明確從生產(chǎn)者到頂位動(dòng)物能量是呈幾何級(jí)（等比數(shù)列逐遞減的因整生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率的計(jì)算方法是：頂位動(dòng)物的能量數(shù)值除以生產(chǎn)者的能量數(shù)值，其商的開方根，開方次數(shù)為，n系該生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)級(jí)數(shù)。（5根據(jù)顯示屏上出現(xiàn)的能量金字塔的三維動(dòng)畫圖像，啟發(fā)學(xué)生明確能量金字塔是根據(jù)系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的能量數(shù)值繪制的，它形象地描繪出能量單向流動(dòng)和逐級(jí)遞減的特點(diǎn)，尤其是理解能量每流經(jīng)一個(gè)營養(yǎng)級(jí)則降低一個(gè)數(shù)量級(jí)的動(dòng)態(tài)變化特征。在學(xué)生理解能流原理的基礎(chǔ)上師一步提出一些人類生產(chǎn)和生活中的具體問題

發(fā)學(xué)生運(yùn)用學(xué)得的能流原理來分析說明這些新情境下的問題明人類研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的根本目的具體問題然生態(tài)系統(tǒng)的能量主要來源于綠色植物通過光合作用固定的太陽能，那么，你分析說明提高糧食作物產(chǎn)量的根本途徑和理論依據(jù)定合理載畜量防超載放牧是發(fā)展草原畜牧業(yè)的有效措施之一說明制定這項(xiàng)措施的理論根據(jù)近年來某些地區(qū)由于大量捕捉青蛙，麥田里粘蟲大量繁殖成小麥嚴(yán)重減產(chǎn)從量傳遞過程的角度析說明導(dǎo)致小麥減產(chǎn)的原因量流動(dòng)角度分析，環(huán)境污染導(dǎo)致植被的破壞與食物鏈的破壞態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)造成的影響有什么差別？運(yùn)用原理分析說明上述問題時(shí)是牢記初級(jí)生產(chǎn)過程是系統(tǒng)輸入能量的過程級(jí)產(chǎn)效率的高低直接影響能量流是食物鏈?zhǔn)悄芰苛鲃?dòng)的渠道物網(wǎng)每個(gè)環(huán)節(jié)上的食物種類及數(shù)量的動(dòng)態(tài)變化也影響能流學(xué)生在解答這些問題的過