《生态系统的能量流动》的教学设计

《生态系统的能量流动》的教学设计

秭归二中王敏

一、教学背景：

生物学的进展，人们概况为微观和宏观两个方面。在宏观方面，生态学是发展非常引人注目，是当今最受人们重视的研究领域之一。对生态系统的研究对于解决目前人类所面临的许多全球性资源与环境问题，具有十分重要的意义。从学生个人的发展来看，学习生态学的相关知识，对于学生理解生命系统的本质、理解生命科学，以及对系统论的思维方式的训练、生态意识的形成都是重要的。生态系统的能量流动的研究更是人们指导实践的重要原理。

二、教学目标：

新课标中相关内容标准为“分析生态系统中能量流动的基本规律及其应用”，属于应用水平，即学生能够将能量流动的基本规律应用于新的情景中，解决实际问题。为了达成这一目标，首先应当使学生把握能量流动的过程及其特点，懂得研究生态系统能量流动的一些基本方法；其次，结合具体的实例，让学生得出能量流动的基本规律。由此，本节目标确定为：

知识目标：（1）分析生态系统能量流动的过程和特点。

（2）概述研究生态系统能量流动的实践意义。

能力目标（1）分析生态系统能量的变化，发展学生的思维迁移能力。

（2）学会分析推算生态系统的能量传递效率，用于解决相关问题，培养学生的分析、推理、综合的思维能力。

情感目标（1）分析生态系统能量流动的过程和特点，培养学生用“普遍联系”的观点分析事物。

（2）尝试调查农田生态系统的能量流动情况，探讨研究能量流动的实践意义，形成合理利用资源应遵循生态学原理和可持续发展的观

念。

教学重点和难点：生态系统能量流动的过程和特点

三、教材分析：

“能量”是科学教育中的核心概念，高中学生已逐步建立了能量、能量传递、能量守恒等一些基本概念；有关储存能量的物质、能量代谢等知识已学习过，这些都是理解本节内容的基础。《生态系统的能量流动》与原高中教材相应内容基本相同，包括生态系统中能量流动的过程，能量流动的特点和研究能量流动的实践意义。此部分内容比较抽象，在呈现方式上与原教材相比略有变化。教材首先通过“孤岛生存”的例子问题探讨激发学生学习本节内容的兴趣，再概括性地指出了生态系统能量流动的概念。能量是如何传递和流动的，就成为本题的切入点，引出本节要解决的三个主题内容。关于能量流动的过程和特点，以“光合作用”知识为基础，清楚地讲述了生态系统中所有“能量”的来源，图解类推法的应用一目了然，既避免文字上的重复，又有利于发展学生的思维能力。最后概要说明意义，通过实例分析，旨

在提示人们在开发利用能源的同时要遵循生态规律，教学中渗透生态学观点教育。本节以“生态系统的结构”为基础，起着承上启下的作用，同时也可以与光合作用、呼吸作用、体温调节等知识建立联系，其又直接关系到物质循环和生态系统稳定性的学习。

四、教学方法：

本节教材知识是考试的热点，而且往往把分析和计算结合在一起，学生学习还是有一定的困难。根据学科特点及结合我校学生实际，我构建了【直观展示，引入课题，明确学习目标】、【设置问题，学生自学，让学生主动获取知识】、【生生交流，合作探究，进行知识加工】【师生交流，点拨释疑，构建知识体系】、【练习反馈，纠错释疑、拓展延伸】、【总结评价，构建框架图，回归主题】的六步教学模式。即本节引入在复习前节内容的基础上，多媒体展示教材的“问题探讨”，让学生发现问题，以激发学生学习的兴趣，建立能量流动在食物链中流动的感性认识。从而引入新课，出示目标。然后以问题讨论为主线，引导学生利用已有知识，自主获取新知识；通过生生交流、合作学习初步理解能量流动的概念、及相关问题，然后师生互动，教师运用能量流动的多媒体课件，形象地演示相邻两个营养级之间的能量变化关系，进行点拨释疑，使学生直观形象地理解一个营养级的能量来源和去向，然后利用多媒体展示林德曼的研究资料，引导学生利用表格进行分析，探讨能量流动过程的特点，并学会计算能量的传递效率。然后让学生根据能量流动的特点构建数学模型与物理模型（能量金字塔）。进而总结出能量流动的概念、能量的来源和去路，及能量流动的特点及意义。最后利用典型的习题来加强对知识的理解，并投影出整节课的知识要点体系，以便帮助形成系统的认识。在教学中要联系实际，重视“分析和处理数据”技能的训练，让学生体验整理数据、处理数据、分析数据，并最终用数据说明生物学现象和规律，从而突破教学的难点。

五．教学过程：

【直观展示，引入课题，明确学习目标】

（投影）问题探讨：《孤岛生存》——假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。

讨论：你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：1、先吃鸡，再吃玉米。2、先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。

学生积极思考，讨论的兴趣很高，他们有选1的也有选2的，但多数学生选2。（学生可能会从可持续发展的角度思考，教师可以不给出确切答案，但要引导学生从生存、从获得能量的角度分析。）

讲述：合理答案到底是1还是2呢，我想我们学了这节课后自然能见分晓。进而引入课题——第2节生态系统的能量流动，多媒体展示教学目标。

【设置问题，学生自学，让学生主动获取知识】

问题：什么是生态系统的能量流动？怎样研究生态系统的能量流动？

（学生活动，思考讨论）学生阅读课本P93，找出生态系统的能量流动的概念及研究方法。

讲述：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为生态系统的能量流动。研究能量流动可以在个体水平上，也可以在群体水平上。研究生态系统中能量流动一般在群体水平上，这种将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。

【投影图解】（一）总结能量流动的概念

生态系统的能量的输入、传递、转化、散失的过程就是生态系统的能量流动。【生生交流，合作探究，进行知识加工】

阅读课本P93-94，多媒体展示“草原生态系统”图,思考下列问题：

（投影）提出问题：

1.写出图中涉及的食物链。

2.草的能量是怎样得来的？草的能量将有哪些去路？（该生态系统中初级消费者（兔）中的能量的来源和去路？）

3.兔吃草后，草的能量能被兔全部利用了吗？兔是如何利用草的能量？

4.该生态系统中能量流动的起点是从什么地方开始的？生产者（草）在该过程中的作用是什么？

5.输入该生态系统的总能量是多少？能量流动的渠道是什么？能量流动的过程是怎样的？

学生积极思考，相互讨论，补充和完善相关答案。

【师生交流，点拨释疑，构建知识体系】

多媒体播放“生态系统的能量流动”动态图解，然后师生共同讨论上述问题。

【投影图解】生态系统中能量流动过程示意图

①能量流动的起点：始于生产者固定太阳能(能量的输入).

②②流经该生态系统的总能量：该生态系统中全部生产者通过光合作用所固

定的太阳能的总量是流经生态系统的总能量。

③能量流动的渠道：沿着食物链的各个营养级流动(能量的传递)；能量沿着食物链流动时，每一营养级都有输入、传递、转化和散失的过程。

生物体内的化学能→生物体内的化学能→热能，热能是能量流动的最终归宿。也就是最终以呼吸热形式散失(能量的输出)。

④生产者固定的太阳能有三个去处：

a．一部分被自身的生命活动消耗了，即被呼吸作用分解了；

b．储存在生产者体内的能量，一部分被初级消费者摄食同化流入第二营养级；

c．没被初级消费者利用的枯枝落叶和初级消费者摄食未同化而排出的粪便中的这一部分能量被分解者释放出来。

对于初级消费者所同化的能量，也是这三个去处。并且可以认为，一个营养级所同化的能量=呼吸散失的能量+分解者分解释放的能量+被下一营养级同化的能量。但最高营养级的情况除外。