生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教學(xué)設(shè)計(jì)

精品文檔《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》教學(xué)設(shè)計(jì)浙江省衢州第二中學(xué) 張蕾一、教學(xué)目標(biāo)1．知識方面1）了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念。2）掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點(diǎn)。3）理解研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。2．能力方面（1）通過師生討論交流、學(xué)生小組討論與教師引導(dǎo)啟發(fā)學(xué)生層層探究相結(jié)合，將知識化難為易，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識解決和分析實(shí)際問題等思維能力。2）通過引導(dǎo)學(xué)生定量地分析某個(gè)具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程和特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合和推理的思維能力。3．情感態(tài)度與價(jià)值觀方面1）通過討論“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義”這一教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生理解科學(xué)是第一生產(chǎn)力的觀點(diǎn)。2）在教學(xué)中，通過聯(lián)系生產(chǎn)、生活等實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生關(guān)心科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，關(guān)心社會生活的意識和進(jìn)行生命科學(xué)價(jià)值觀的教育。二、教材分析本小節(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(diǎn)和研究能量流動的意義三部分。本教材內(nèi)容的知識要點(diǎn)較易掌握，但由于該內(nèi)容往往把分析和應(yīng)用結(jié)合在一起，學(xué)生還是有一定的困難。教學(xué)中運(yùn)用多媒體課件形象說明能量流動過程的兩大特點(diǎn)非常必要，另一方面以實(shí)例鞏固是必不可少。本教材以“生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)”為基礎(chǔ)，結(jié)合第三章新陳代謝中能量的變化即“光合作用”“呼吸作用”，具有一定的綜合度。三、重點(diǎn)與難點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程運(yùn)用能量流動的多媒體課件，以草原生態(tài)系統(tǒng)為背景，以兔食草，鷹食兔的過程為核心問題，引導(dǎo)學(xué)生層層探究，形象地演示相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級之間的能量流動關(guān)系，使學(xué)生直觀形象地理解一個(gè)營養(yǎng)級的能量來源和去向，進(jìn)而掌握能量流動的特點(diǎn)。生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點(diǎn)在能量流動過程的教學(xué)中實(shí)際已經(jīng)滲透了能量流動的特點(diǎn)，因此教師引導(dǎo)學(xué)生自己探究得出能量流動的特點(diǎn)，再運(yùn)用實(shí)際的例子（賽達(dá)伯格湖的能量流動過程），通過分組討論、教師引導(dǎo)啟發(fā)等教學(xué)手段，并在其間貫穿生活實(shí)際中的例子，加深學(xué)生對“能量流動的特點(diǎn)”的理解。四、教學(xué)用具多媒體課件，影片：草原生態(tài)系統(tǒng)（鷹捕食兔子，草食動物，肉食動物，腐食動物）。1歡迎下載精品文檔五、教學(xué)設(shè)計(jì)1．教學(xué)方法探究式教學(xué)，討論式教學(xué)2．設(shè)計(jì)思路本節(jié)課遇到的最大困難是：教材一看就明白，真正理解和應(yīng)用卻困難。若在課堂上照本宣科，學(xué)生既掌握不了知識，也會覺得很乏味。我采用探究式教學(xué)，以草原生態(tài)系統(tǒng)為核心內(nèi)容，通過層層遞進(jìn)的問題重點(diǎn)探究了兔食草，鷹食兔的過程，通過師生共同探索，共同研究的過程。讓學(xué)生明確能量流動的起點(diǎn)和數(shù)量以及途徑，進(jìn)而得出能量流動的特點(diǎn)。然后給出能量流動的實(shí)例，創(chuàng)造情景讓學(xué)生提出問題，積極探索找出答案，進(jìn)一步理解能量流動的特點(diǎn)。其教學(xué)流程為：創(chuàng)造情景---提出問題----自主探索-----總結(jié)發(fā)現(xiàn)。3．教學(xué)過程教學(xué)流程教師活動學(xué)生活動引入新課【創(chuàng)設(shè)情境】播放影片：非洲草原上鷹捕食兔觀察。子的過程。能生【提問】剛才這部短篇的主角是誰？學(xué)生討論回答：兔、鷹還有量產(chǎn)【過渡】對了，兔、鷹、不要忘了還有小草，草。流者在非洲大草原上主要的生產(chǎn)者就是小草，草原動上幾乎所有的動物都是由小草養(yǎng)活的，沒有小傾聽，思考。的草，也就不會有兔子和鷹了。過現(xiàn)在小草有問題要問了。程【多媒體展示問題】學(xué)生思考，得出結(jié)論。①我們的能量來自哪里?1．陽光。②照射在草地上的太陽能都被我們吸收了嗎?2．綠色植物只吸收了少部分陽光，大部分太陽能沒有被利用。③我們吸收了太陽能后,這些能量有哪些去學(xué)生思考、討論，得出結(jié)論。向?3．①被吸收入小草體內(nèi)的能量，可以在呼吸作用過程中被釋放出來，其中大部分以熱能的形式散失，還有少部分用于生長、發(fā)育、繁殖等各種各樣的生命活動。②被兔子攝入體內(nèi)?！疽龑?dǎo)】。2歡迎下載精品文檔兔子能把草吃的干干凈凈嗎？③還有一些沒有被兔子攝入的部分，例如：草根，這些最終會被分解者分解。④還有很多沒有被兔子吃掉的個(gè)體?！究偨Y(jié)】邊展示多媒體課件，邊講解。觀察，傾聽，思考。消【過渡】費(fèi)現(xiàn)在讓我們來看一看兔子又有什么問題要問者呢？【多媒體展示問題】學(xué)生思考、總結(jié)。①我們把草吃進(jìn)肚子里,草中的能量都被我們沒有，還有一部分能量隨糞吸收了嗎?便排出提外了。教師：很好，我們把被吸收進(jìn)體內(nèi)的能量稱為同化的能量。②我們吸收了能量后,這些能量有哪些去向?學(xué)生思考、討論、得出結(jié)論。①被吸收入兔子體內(nèi)的能量，可以在呼吸作用過程中被釋放出來，其中大部分以熱能的形式散失，還有少部分用于生長、發(fā)育、繁殖等各種各樣的生命活動。②被鷹攝入體內(nèi)。③還有一些沒有被鷹攝入的部分，例如：骨頭、皮毛，這些以及剛才所提到的糞便最終都會被分解者分解。④還有很多沒有被鷹吃掉的個(gè)體。【總結(jié)】邊展示多媒體課件邊講解。學(xué)生觀察、傾聽、思考。能小草屬于生產(chǎn)者，在草原上當(dāng)然不僅僅只傾聽、觀看、思考、理解。量有小草一種生產(chǎn)者。而像兔子那樣以綠色植物流為食的動物也有很多。它們都屬于初級消費(fèi)動者。的（影片：非洲草原上的植食動物。）過當(dāng)然同樣也存在著許多肉食動物。程（影片：非洲草原上的肉食動物。）。3歡迎下載精品文檔如果它們是以植食動物為食，就屬于次級消費(fèi)者。另外草原上還有許多分解者。（影片：非洲草原上的腐食動物）影片中介紹了很多種腐食動物，然而我們知道還有一類非常重要的分解者——微生物?！拘〗Y(jié)】現(xiàn)在我們知道，光能通過生產(chǎn)者的光合作用輸入生態(tài)系統(tǒng)，然后通過捕食關(guān)系從生產(chǎn)者傳遞到初級消費(fèi)者再傳遞到次級消費(fèi)者，其中有一部分能量通過生物自身的呼吸作用以及分解者的呼吸作用散失了。因此能量流動就是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入傳遞和輸出的過程。其中光合作用是能量流動的起點(diǎn)。而生產(chǎn)者固定的全部太陽能就是流經(jīng)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。【提問】學(xué)生思考，總結(jié)。那么能量輸入生態(tài)系統(tǒng)后有哪些去向呢？①自身呼吸作用消耗（熱能散失，自身生長發(fā)育、繁殖等等）；②分解者所利用；③被下一營養(yǎng)級同化；④未利用。就這樣能量通過食物鏈和食物網(wǎng)一級一級的傳遞，食物鏈和食物網(wǎng)是能量流動的渠道。能【提問】量通過我們剛才的分析，大家能不能得出生態(tài)系學(xué)生思考，討論，總結(jié)。流統(tǒng)的能量流動有什么特點(diǎn)呢？單向流動，逐級遞減。動【小結(jié)】的能量總是由被捕食者傳入捕食者體內(nèi)，不可能特逆向流動，也不能循環(huán)流動，因此為單向流動。點(diǎn)而這個(gè)過程中能量不可能百分之百的流入下一個(gè)營養(yǎng)級，因此是逐級遞減的。下面讓我們具體的分析一個(gè)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量流動情況?！局v述】大家都知道在湖泊中是大魚吃小魚小雨吃蝦米蝦米吃泥巴，泥巴包括一些藻類。而能量就。4歡迎下載精品文檔隨著食物鏈單向流動。展示：某湖泊生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者，植食性動物和肉食性動物所含能量的具體數(shù)據(jù)。請計(jì)算能量傳遞效率（輸入后一營養(yǎng)級的能量 學(xué)生思考，計(jì)算。與輸入前一營養(yǎng)級的能量的比） ． 13.5%，20%【小結(jié)】在生態(tài)系統(tǒng)中能量的傳遞效率大約為 10%～20%，也就是說一個(gè)正常的生態(tài)系統(tǒng)，前一營養(yǎng)級的能量只有約 10%～20%能輸入下一個(gè)營養(yǎng)級。通過以上分析我們知道能量流動是逐級遞減的，為了形象的說明問題可以將單位時(shí)間內(nèi)各個(gè)營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值繪制成金字塔圖形，叫做能量金字塔?！緦?shí)例】如果一個(gè)小孩一年內(nèi)僅以牛犢為食，則需 4.5頭牛犢，而喂養(yǎng)這些牛犢則需種植 4公頃苜蓿。4 公頃苜蓿接受的太陽輻射量： 6.3×1010卡/年；4公頃苜蓿固定的能量： 1.49×107卡/年；4.5 頭牛吃苜蓿獲得的能量為： 1.19×106卡/年；這個(gè)小孩吃牛肉獲得的能量為： 8.3×103卡/年。請大家把上述事例繪制成一個(gè)能量金字塔。 學(xué)生思考，繪圖。【問題】為什么牛肉往往比青菜貴？ 學(xué)生思考，回答。因?yàn)榕５臓I養(yǎng)級比青菜高，牛增重1公斤，需要吃更多的青菜，也就是說，人若吃牛肉的話有很多能量都損耗在牛吃青菜的過程中了，因此牛肉往往比青菜貴?！緦?shí)例】從能量金字塔可以看出在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營。5歡迎下載精品文檔養(yǎng)級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多。【問題】 學(xué)生思考，回答。為什么一條食物鏈一般不會超過 4～5個(gè)營養(yǎng) 在一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中，營養(yǎng)級級？ 越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多。當(dāng)?shù)降?～5個(gè)營養(yǎng)級時(shí)已經(jīng)沒有能量再向下傳遞了。【問題】還有80%～90%的能量到哪里去了呢？ 學(xué)生思考，回答。①自身呼吸作用消耗（熱能散失，自身生長發(fā)育、繁殖等等）；課件展示各部分能量。 ②分解者所利用；③未利用；【小結(jié)】從這些數(shù)據(jù)上看，能量流動的特點(diǎn)是逐級遞減的。【問題】這種能量的逐級遞減是否符合能量守恒定 學(xué)生：符合。律？怎樣驗(yàn)證？請大家通過所給的數(shù)據(jù)證明逐級遞減符合能 學(xué)生思考，計(jì)算。量守恒定律。【小結(jié)】每一營養(yǎng)級各個(gè)去向的能量相加等于輸入此營養(yǎng)級的總能量，并且各去向的能量相加等于輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量，因此符合能量守恒定律。剛才我們看到的是美國生態(tài)學(xué)家林德曼對一個(gè)天然湖泊賽達(dá)伯格湖的能量流動進(jìn)行的定量分析數(shù)據(jù)。。6歡迎下載精品文檔研【過渡】究現(xiàn)在我們已經(jīng)了解了能量流動的過程和特點(diǎn)。能下面讓我們來解決具體的問題。量【問題】流農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的能量流動有什么特點(diǎn)?學(xué)生思考，回答。動教師：人所做的工作都是為了讓能量盡可能的的流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧Ｒ鈱τ谌祟悂碚f，研究能量流動的意義就在于使義能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧！締栴}】假如給你一個(gè)池塘，你會怎樣經(jīng)營，從而獲得學(xué)生討論，各抒己見。更大的收益？教師介紹?；~塘。【小結(jié)】我們把這類實(shí)現(xiàn)能量多層次利用的農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)稱為生態(tài)農(nóng)業(yè)。