《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》教學(xué)設(shè)計（第1課時）

.2《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》教學(xué)設(shè)計（第1課時）一、教材分析本節(jié)教學(xué)是人教版（2019）選擇性必修2《生物與環(huán)境》中第3章第2節(jié)的內(nèi)容，本節(jié)內(nèi)容主要包括生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程、能量流動的特點和研究能量流動的意義三大部分，需2課時完成。第1課時內(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。教學(xué)目標(biāo)1.通過分析能量在營養(yǎng)級間的流動情況，建立生態(tài)系統(tǒng)能量流動模型，概述生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程，建立生命系統(tǒng)的物質(zhì)和能量觀。（生命觀念）2.通過分析賽達伯格的能量流動的圖解和數(shù)據(jù)分析，概述生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點。（科學(xué)探究）（二）教學(xué)重點、難點1．教學(xué)重點：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程。2．教學(xué)難點:（1）分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程。（2）分析生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的基本規(guī)律及其應(yīng)用。二、教學(xué)設(shè)計思路本節(jié)教學(xué)需要充分利用學(xué)生已學(xué)的相關(guān)知識，如必修1的細胞的能量代謝、選擇性必修2的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，甚至還需要一定的物理知識能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律等。教學(xué)設(shè)計依據(jù)以下邏輯順序：“問題探討導(dǎo)入”→引入能量流動概念→定性分析能量流動過程→構(gòu)建能量流動模型→以賽達伯格湖為例定量分析能量流動→歸納能量流動的特點。學(xué)生活動教師引導(dǎo)學(xué)生活動教師引導(dǎo)聯(lián)系生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和能量代謝，建立能量流動的概念，確定用群體分析來研究。什么是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動？如何研究？聯(lián)系生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和能量代謝，建立能量流動的概念，確定用群體分析來研究。什么是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動？如何研究？能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動過程怎樣？與能量流動概念有何聯(lián)系？小組合作，建構(gòu)模型，概況能量流動概念。能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動過程怎樣？與能量流動概念有何聯(lián)系？小組合作，建構(gòu)模型，概況能量流動概念。定量分析賽達伯格湖的能量流動數(shù)據(jù)，充分分析數(shù)據(jù)，歸納能量流動特點。能量流動有什么特點？如何研究？定量分析賽達伯格湖的能量流動數(shù)據(jù)，充分分析數(shù)據(jù)，歸納能量流動特點。能量流動有什么特點？如何研究？三、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖導(dǎo)入問題：假設(shè)你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個荒島上，那里除了有能飲用的水以外，幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只母雞、15Kg玉米。討論：你以為以下那種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援：1.先吃雞,再吃玉米。2.先吃玉米,同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。學(xué)生思考、討論、回答。某學(xué)生選擇某個方案，并解釋原因，并請有不同方案的學(xué)生解釋方案2。學(xué)生所答理由不充分，此問題涉及到了本節(jié)課的內(nèi)容“能量流動”。設(shè)置情景聯(lián)系實際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。研究能量流動的基本思路【問題】以個體為單位研究有什么不足？如果將這個種群作為一個整體來研究，則基本思路如何？如果將一個營養(yǎng)級的所有種群作為一個整體，那么左圖將概括為何種形式呢？結(jié)論：生態(tài)系統(tǒng)能量流動的研究一般在群體水平上進行。層層設(shè)問，引導(dǎo)學(xué)生回顧科學(xué)研究歷程，掌握科學(xué)研究方法。一、能量流動的過程1.能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的過程2.能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程3.生態(tài)系統(tǒng)的的能量流動的示意圖生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的概念一、能量流動的過程能量流動過程的分析：先以一條食物鏈為例：草→兔→鷹1.能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的過程[活動1]閱讀P55第1、2自然段，結(jié)合以下具體食物鏈，嘗試構(gòu)建能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的模型。請從能量的“輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失”的角度呈現(xiàn)能量流動的基本過程。（1）野草的能量從哪里來？能量在草的體內(nèi)發(fā)生了什么變化？（2）野草同化的能量有哪些去路？2.能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程[活動2]分析P55圖3-5能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的示意圖。（1）兔子的攝入量、同化量、糞便量三者的關(guān)系是什么？流入第二營養(yǎng)級的能量指的是哪一個？（2）兔子糞便中的能量屬于第幾營養(yǎng)級同化的能量？（3）第三、第四營養(yǎng)級以及最高營養(yǎng)級同化的能量去向有哪些？3.生態(tài)系統(tǒng)的的能量流動的示意圖自主構(gòu)建能量流動模型：生命活動離不開能量，通過必修1的學(xué)習(xí)，我們知道能量的最根本來源是太陽光能。概念：生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、輸出、傳遞和散失的過程。【模型構(gòu)建】從能量的“輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失”的角度建構(gòu)：【學(xué)生理解】一來二去：同化量=用于呼吸作用的能量+用于自身生長發(fā)育繁殖的能量一來三去：同化量=用于呼吸作用的能量+流入下一營養(yǎng)級的能量+流向分解者的能量【模型構(gòu)建】【學(xué)生理解】攝入量=同化量+糞便量課后討論，完成最高營養(yǎng)級模型構(gòu)建【思考.討論】1.生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和轉(zhuǎn)化是否遵循能量守恒定律？為什么？2.流經(jīng)某生態(tài)系統(tǒng)的能量能否再回到這個生態(tài)系統(tǒng)中來？為什么？通過聯(lián)系必修1的光合作用、細胞呼吸和選擇性必修2的生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，理解能量流動的概念。歸納總結(jié)問題串引導(dǎo)，學(xué)生自主構(gòu)建模型，并理解模型和能量流動概念間的關(guān)系。綜合將所學(xué)知識用以解決復(fù)雜問題。二、能量流動的特點二、能量流動的特點【問題】能量流動有什么特點？如何研究？展示：賽達伯格湖的能量流動圖解。根據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計相關(guān)數(shù)據(jù)的計算，引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)據(jù)來分析能量流動的特點，并分組展示。【小結(jié)】林德曼的研究發(fā)現(xiàn)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動在數(shù)值上和方向上具有兩個明顯的特點：單向流動，逐級遞減。相鄰兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率為10%—20%?！拘聠栴}】單向流動、逐級遞減的原因？和教師一起回顧知識。學(xué)生在討論、分析和解決問題。【小組合作】：1.請用表格的形式，將圖中的數(shù)據(jù)進行整理。例如，可以將每一營養(yǎng)級上的能量“流入”和“流出”整理成一份清單。2.分析流到下一營養(yǎng)級的能量占流入該營養(yǎng)級能量的百分比。3.流入某一營養(yǎng)級的能量，為什么不能百分之百地流到下一個營養(yǎng)級？4.小結(jié)能量流動的特點：單向流動、逐級遞減引導(dǎo)學(xué)生進行科學(xué)探究，體驗科學(xué)家的研究歷程。科學(xué)實驗數(shù)據(jù)眾多，引導(dǎo)學(xué)生進行數(shù)據(jù)整理、分析、獲得相應(yīng)的結(jié)論。讓學(xué)生在此過程中，領(lǐng)悟知識、學(xué)習(xí)方法、應(yīng)用知識、學(xué)會創(chuàng)新?？偨Y(jié)：討論：你認為哪種生存策略能讓魯濱遜維持更長