高中生物必修3《第4章生物与环境的协调发展第1节生态系统是一个相对稳定的系统...》47北师大教案设计

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《生态系统的物质循环》教学设计
广州市南武中学
生物科
尚莉萍
一、教材分析
《生态系统的物质循环》是高中生物（新课标人教版）必修Ⅲ《稳态与环境》第5章《生态系统及其稳定性》中第3节的内容，1课时。

第5章第1节内容“生态系统的结构”包括生态系统的范围、生态系统具有一定的结构（生态系统的组成成分、食物链和食物网）这两部分，并引出了环境和生物的关系，隐含着生物与环境一个统一的整体。

那么，从本节课内容上来讲，一方面通过以碳循环为例，从物质的“元素性”、范围的“全球性”和运动的“循环性”这些角度去阐述生态系统的主要功能之一——物质循环，强化了“环境与生物是一个统一的整体”这个观念；另一方面，本节内容也力求与社会生活建立联系，介绍了当前碳循环的平衡被打破的实际情况及其后果，从而引导学生关注环境问题。

另外，从教材结构上来讲，本节内容上承“生态系统的结构”，下可接“生态系统的能量流动”和“信息传递”另两个主要功能，也为生态系统的
稳定性实现提供了一个平台，埋下了一个伏笔。

此外，本节内容还涉及到新陈代谢特别是绿色植物“光合作用”和“细胞呼吸”等基础知识，所以，本节内容是本章的基础，也是重点，使学生对生态系统的认识又深了一步。

二、学情分析
本节的授课对象是高二学生，他们刚刚在5.1章节《生态系统的结构》已经学过生态系统的组成成分和营养结构这些内容，从而对“生态系统是无机环境和生物群落是统一的有机整体”这一观念有了一定感性层面上的认识，因此为本节课的学习奠定了基础。

但是，学生们只是在生态系统各个组成成分之间由于营养结构的关系而对生态系统的整体性有了一个肤浅的认识，或者说在这方面的了解是模糊的，还不能从物质循环的这个角度去分析整个生态系统，不能体会到物质循环是生态系统的一大功能，更难以建立起结构与功能间的联系。

通过本节学习，可以让学生更深入理解生态系统结构和功能的关系，形成结构和功能相适应的观点。

并且，这节课主要是以碳循环为例来讲解生态系统的物质循环的，和当前的社会热点生态问题——温室效应结合紧密。

所以，本节课的内容安排上，从生态问题——温室效应入手，进而引出本节课的重点——碳循环。

另外，本节内容涉及到必修1中“光合作用”和“呼吸作用”
这方面的知识，并且这两块内容和学生们实际生活结合紧密，能够深深体会到，所以有关这方面知识的“碳循环的构建”环节不再作为本节课的重点，而是把其中的环节——有机物被分解者分解为无机物——这方面内容作为本节内容“构建碳循环”的一个突破口，从而去构建整个生态系统的碳循环模式图。

此外，本节课整体知识构架上，从实际生活（温室效应）入手，通过原理（碳循环模式图）的揭示，再回到如何解决实际问题（如何“低碳”
）上，其中“原理揭示”一环节以“分解者的分解作用”作为突破口以解决之，从而教学内容上做到了前后呼应，让学生能学以致用，不仅解决了教材上的知识难点，并且对实际生活也有了更深刻的认识，做到了有理可依，从生活中来，到生活中去。

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三、三维目标
（一）知识目标
1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环；
2.尝试探究土壤微生物的分解作用；
3.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。

（二）能力目标
1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环，培养学生迁
移和分析的能力；
2.通过分析“温室效应”的形成与危害，培养学生的推理，联想，思维迁移的能力，并通过回归生活实际例子，运用理论知识解决实际问题，学以致用；
3.通过探究土壤微生物的分解作用，培养学生分析实验的能力。

（三）情感态度与价值观
1.培养学生养成自主学习的习惯、主动参与的学习态度，培养学生用准确的科学术语阐述观点和进行合作学习的态度；
2.培养科学实验的探究精神，通过对生命现象的阐释,体会生命的伟大与神奇，培养尊重生命，尊重生命科学的情感态度；
3.通过学习人类对碳循环的影响，积累生态学知识，培养学生环境保护意识，形成科学的世界观。

四、教学重点和难点
（一）教学重点
生态系统中的物质循环是本节的重点，对于物质循环，我们以碳循环为例，以“探究土壤微生物的分解作用”作为一个突破口，通过构建模型的方法让学生充分理解它的过程及特点。

（二）教学难点
1.如何理解生态系统物质循环是生态系统的功能；
2.如何理解生态系统物质循环的三大特点：物质的“元素性”、范围的“全球性”和运动的“循环性”。

3.如何在已建构的模式图中找出温室效应背后所倡导“低碳生活”的理论依据。

五、教学策略
（一）指导思想
建构主义学习观强调学习的主动性、社会性和情境性，因此，教学应为学生创设问题情境，以便学生能够积累内容丰富并且容易理解的事实材料。

另外，学习意义的获得，是每个学习者以自己原有的知识经验为基础，对新信息重新认识和编码，建构自己的理解。

因此，教学不能无视学习者已有的知识经验，简单强硬地从外部对学习者实施知识的“填灌”，而是应当把学习者原有的知识经验作为新知识的生长点，引导学习者从原有的知识经验中，生长新的知识经验。

因而，笔者在主体内容学习上采用“模型建构法”教学方式，做教学的引导者，并将监控学习和探索的责任也由教师为主转向学生为主，最终使学生达到独立学习的程度。

（二）教材处理
在建构主义的思想指导下，遵循生物学科逻辑，笔者打破传统的讲授课的教学模式，把课堂的主动权充分交还给学生，具体如下：
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创设情境，以生态热点的视频入手，引出本节课探讨的问题↓
通过温习已学知识，通过问题串导引，让学生逐步自主构建碳循环模型
↓
突破“聚焦点”
：利用小组讨论合作的方式，自主探究，锻炼理性思维
↓
教师点评，总结归纳碳循环的存在形式及进出生物群落的方式
↓
↓
↓
运用原理回归导入视频，通过阅读自学和习题，再次完善构建出当今“碳循环”模式图
↓
拓展延伸，回归生活实例，小组合作讨论，找出“低碳生活”的理论依据
（三）教法选择
本节课的教学采用教师主导，学生自主，合作和交流讨论相结合的方法，总体思路为：展示问题→原理揭示（自主构建法）→自主探究→总结归纳→找出原因→回归生活→解释现
象→学以致用，使学生综合运用到课程标准所提到的“观察、描述、比较、概括、分析、解读图表”等技能，并配以多媒体和图片等辅助教学。

该部分内容在教学手段上通过情景、视频等提高学生的感性认识，激发学生的学习情感；通过实例分析让学生感受知识的生成过程，加深对生物学科本质的理解；通过学法指导，培养学生的阅读能力、图文提取信息转换能力、探究实验分析能力、语言概括能力和构建模型能力等；通过实际背景问题的设计，训练学生知识应用能力，提高分析问题和解决问题的能力；在教学中坚持以学生的读、思、议、练等活动为主，通过学习任务驱动学生多种感官的活动，调动学习的积极性。

（四）学法指导
综合了自主性学习、合作学习和接受性学习。

因为本节知识难度不是很大，学生基本能看懂书本对于这一节知识的介绍，所以可引导学生探讨问题、探索实例、思考以及联系生活实际来学习本课的内容。

在课堂上采取自主学习、学生展示、讲解、质疑、讨论等学习方式，培养学生的自学能力和思维能力。

五、教学过程（见下页）
理性升华：在“碳循环”基础上，思路导引其他重要元素的循环，点拨物质循环是生态系统的功能之一并总结其三大特
点。

、
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教学
环节
教学
内容
教师引导
学生活动
设计意图
一、联系生活实际，导入新课，明确目标
提出生态热点问题“温室效应”，展示视频，引出本节重点内容“碳循环”。

创设情境：根据教学进度“生态系统”，提出生态热点问题——温室效应。

展示温室效应引起地球持续升温带来严重后果的视频，提问：我们已经学习了生态系统的结构，对生态系统有了一定认识，那么究竟这样一个生态问题到底是生态系统哪里出现了问题才会导致这样严重的后果呢？那么大家知道“温室效应”是由谁引起的呢？（学生回答：二氧化碳）还有我们当前所倡导的“低碳生活”跟这些又有没有关系呢？
问题引发学生思考。

根据学生回答或思考，引出本节课的学
习目标，生态系统的物质循环。

（板书标题）
以多媒体课件和视频的形式展示图片，从生活实际入手，层层设问，把生活问题一步步引入该节课的主题上——生态系统的物质循环。

思考，回答。

通过老师的提问、观看视频、图片，迅速主动联系前一节课学习的知识，并在此基础上，引发思考，从而带着疑问进入到本节课的学习中去。

教师思路导引，结合当前热点，通过播放视频，激情导趣。

从学生原有知识经验出发，既主动联系了旧知（生态系统的结构）又引出新知（生态系统的物质循环），降低学习门槛，激发学习兴趣，明确学习要求，带着疑问去学习。

二、教师导引，学生自主构建碳循环模式图，并形成理论系统。

“碳循环”模式图的构建
（一）温故知新。

简单回顾“生态系统的结构”内容，明确课时目标。

（教师提问，回顾知识。

）
教师通过以PPT“生态系统的结构”的知识网络图提问，使
学生快速熟知并在脑海中重现已有的知识网络结构。

此问题没有太大难度，教师根据学生回答，继续引导：那既然我们要探讨跟温室效应有关的二氧化碳，那今天这节课我们就来重点探讨一下二氧化碳里的碳元素在生态系统中有怎样的动态变化。

（板书：碳循环）
回顾知识，思考，回答，重现知识网络系统。

根据教师的思路导引，一步步地明确本节课的学习目标——碳循环。

由于这部分内容是建立在课前导入的视频问题上的，所以能激发学生的求知欲，引起学生对本节课知识的重视。

有效激活学生原有知识，学习探索并激发求知欲，明确学习目标。

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（二）学生自主构建“碳循环模式图”
教师通过问题串步步导引：
1.既然无机环境和生物群落是一个有机的统一整体，它们之间相互作用、相互联系、不可分割。

那么，请问大家：根据你们所学过的知识，通过观察生态系统这四大组成成分，是谁把这两大部分联系起来的呢？（学生回答：生产者）
2.教师追问：那么是通过生产者的什么作用而联系起来的呢？（学生回答：光合作用）
3.教师从碳元素的存在形式上继续追问：那么光合作用是把无机环境中的
利用光能合成植物自身所需要的
？（学生回答：无机物二氧化碳合成有机物葡萄糖）
4.教师利用自制生态系统各组分的图片在黑板上展示“太阳”、“草”、“空气中CO2库”，并先教会学生如何用“箭头”去表示碳元素的去向，箭头上并注明“光合作用”、生产者下面注明“含碳有机物”。

教师利用学生已学基础知识，从生态系统的组成成分入手，步步引导，从而构建“碳循环”第一步——光合作用。

通过教师演示模型构建的方法，也让学生了解到怎样利用“生物语言”去构建“生物概念”。

5.
教师思路导引：我们看得出来，由于生产者的光合作用，碳元素进入生物群落之后，已经以含碳有机物的形式而存在了。

那么接下去，这个含碳有机物又走向何处呢？
（学生思考，回答。

回答中可能会涉及“消费者”。

）
根据学生回答继续追问：我们知道生物群落中还有各种各样的消费者，那么它们之间是怎样的关系？（学生回答：捕食）教师在黑板上贴上“兔”和“狐狸”图片，以示最简单的一条食物链。

举例引导：当草被兔子吃掉后，草体
回顾“光合作用”，思考、回答。

尝试在学案上开始构建“碳循环”第一步。

通过教师思路的导引，开始从“碳元素”的循环这个角度去重新审视生态系统。

并初步学会该用怎样的“语言”去构建概念。

思考、回答。

有效激活学生原有知识，学习探索并建构新知识。

利用图片展示，将抽象的知识形象化，增强直观认识。

抽丝剥茧，找出重点，找出主线，明确课时目标。

锻炼学生的逻辑分析能力。