資源簡介

“生態系統的能量流動（第一課時）”的教學設計
教材分析
“生態系統的能量流動”位于人教版高中生物教材選擇性必修二《生物與環境》第三章第2節，其內容是探討生態系統中能量流動的規律。本節內容與人教版高中生物教材“細胞的能量供應和利用”（主要是細胞呼吸和光合作用）和人教版高中生物教材“生態系統的結構”建立了緊密的聯系，又與人教版高中生物教材選擇性必修二《生物與環境》第三章第3節“生態系統的物質循環”和第5節“生態系統的穩定性”（尤其是生態缸的設計）有關，因此，本節內容在高中生物教學中起著承上啟下的作用。
教學目標
知識目標：總結出“生態系統的能量流動”的概念，分析生態系統中能量流動的過程，概括出能量流動的特點
能力目標：通過多個示意圖培養學生分析和歸納總結的能力，并嘗試構建概念模型；通過賽達伯格湖的能量流動圖解培養學生處理數據的能力
情感態度與價值觀：通過數字的計算培養學生形成科學的價值觀
三、教學重難點
重點內容： “生態系統的能量流動”的概念，分析生態系統中能量流動的過程和特點
難點內容：分析不同營養級能量流動的過程
四、教學過程
教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖 時間
導入 回顧生態系統的三大功能，課件展示 “問題探討”中的圖片：假設有一天你流落到了一個荒島上，島上除了能飲用的水以外，沒有別的可以吃的食物。但幸運的是你隨身攜帶了一只母雞和15kg玉米。你認為以下哪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，吃雞產下的蛋，最后吃雞。 學生根據自己的認知選擇自己認為正確的生存策略 問題探討，導入新課，使學生產生好奇心，激發學生學習的興趣。 1min
過渡 請大家記住自己的選擇，等我們學完本節內容——“生態系統的能量流動”，再來看一下你是否還堅持自己現在的選擇第2節 生態系統的能量流動（板書） 為本節課的結束埋下伏筆。 1min
能量流動的過程 我們在必修一已經學過與能量有關的知識，請大家回顧與能量轉換有關的細胞器有哪些？請大家看模型一示意圖，AB 代表的生理過程是什么？C代表的能量形式是什么？由此可見，在一個生態系統中對于一個植物個體來講，因為它能進行光合作用所以有能量的輸入，因為它能進行呼吸作用所以也有能量的散失，但是如果散失的能量多余輸入的能量，長時間下去植物就會死亡，所以還有儲存在體內的能量。其他個體也是如此。這就是個體的能量流動模型。請大家思考一下：一定區域內同種生物的所有個體構成什么？那么種群的能量流動模型是怎樣的？在一個生態系統中由不同生物構成的種群之間往往是存在緊密聯系的。請根據圖片寫出草原上存在的一條食物鏈 回顧相關知識并回答問題模型一：與能量轉化有關的生理過程聽講解，觀看模型二嘗試構建模型三寫食物鏈： 引導學生由“細胞”到“個體”再到“種群”層層遞進來分析能量流動，嘗試初步建立能量流動的模型，培養學生嘗試建構和分析模型的能力。 4min
第一營養級的能量流動 小組活動：結合圖示和教材P94，討論并回答以下問題：（前后四人一組，三分鐘左右）1，輸入草（即生產者）的能量是照射到草表面的太陽能還是草通過光合作用固定的太陽能？2，草固定的太陽能（即草同化的能量）有哪些去向？3，能量散失的途徑和形式是什么？4，儲存的能量對草而言有什么用處？隨著時間的推移，會流向哪里？撕紙游戲（教師提前準備好A4紙片分發給學生）：帶領學生分析生產者的能量流動過程 小組討論并完成相關問題 小組合作學習一，促進學生之間的合作與交流，同時鍛煉學生思考問題并解決問題的能力。 10min
第二營養級的能量流動 小組活動：參考P94圖5—6，討論并回答以下問題：1，假如羊吃了2kg的草，這2kg草所含的能量是不是輸入羊體內的能量？2，羊消化吸收的有機物中的能量和羊糞便中的能量哪部分是輸入羊體內的能量？3，輸入羊的能量（即羊的同化量 ）有哪些去向呢？撕紙游戲：帶領學生分析第二營養級的能量流動過程 小組討論并完成相關問題 小組合作學習二，促進學生之間的合作與交流，同時鍛煉學生思考問題并解決問題的能力。通過撕紙環節，突破本節課的重難點，讓學生直觀感受能量流動的過程和特點。 7min
第三營養級的能量流動 在這條食物鏈中狼是最高營養級了，那么輸入狼體內的能量最終的去向與羊和草有什么不同呢？ 根據前兩個營養級的分析回答問題 鍛煉學生獨立思考的能力 1min
過渡 現在我們整體來看一下生態系統中能量流動的一般過程 銜接知識點
生態系統中能量流動的概念 對生態系統中能量流動的過程進行總結：看圖邊提問邊根據學生的回答寫板書。 現在，請大家總結一下，能量流動的概念是什么？板書：二、概念：輸入、傳遞、轉化、散失 觀察生態系統能量流動的簡易模型，聽教師的講解，并根據自己的已有知識回答老師的提問。總結生態系統能量流動的概念：生態系統的能量流動是指生態系統中能量的 輸入 、 傳遞 、 轉化 和 散失 的過程。 讓學生根據剛才的分析，自己嘗試總結生態系統能量流動的概念，鍛煉學生總結和歸納的能力 3min
過渡 但是，到此為止，我們只是對生態系統中的能量流動進行了定性的描述，而實驗往往是需要具體的實驗數據來進行說明的，所以，美國生態學家林德曼就對一個結構相對簡單的天然湖泊——賽達伯格湖的能量流動進行了定時定量的分析 給學生灌輸科學的價值觀，強調實驗數據對科學研究的重要性
定量分析賽達伯格湖的能量流動 強調輸入生態系統的能量強調定時定量的分析存在未被利用的能量強調最高營養級能量的去向沒有流入下一營養級的能量4，強調賽達伯格湖的能量流動遵循能量守恒定律 根據老師的提示，觀察賽達伯格湖的能量流動數據，并回答老師問題 通過賽達伯格湖的能量流動數據分析，鍛煉學生的觀察能力和分析數據的能力。 4min
能量流動的特點 1，請同學們思考：上一個營養級的能量會百分之百的流入下一個營養級嗎？ 為什么？,2，請同學們總結能量流動的特點：板書：特點單向流動、逐級遞減3，給出能量傳遞效率的計算公式，請同學們計算賽達伯格湖的能量傳遞效率 思考并回答問題，嘗試總結能量流動的特點，同時計算賽達伯格湖能力傳遞的效率 讓學生對賽達伯格湖的能量流動圖解中的數據進行分析，同時計算能量傳遞效率，有利于提高學生分析和處理數據的能力。 5min
回歸問題探討 現在，我們再回到最初的問題現假設：雞的能量為10KJ，玉米的能量為20KJ(一半被人吃了，一半被雞吃了)能量傳遞效率按10%計算，分別計算兩種策略最終有多少能量流入人的體內。 計算：策略1 20×10%+10×10%=3KJ策略2 10×10%×10%+10×10%+10×10%=2.1KJ 前后呼應，用本節課所學知識解決最初的問題，用具體的數據來選擇合適的策略，使學生意識到科學的重要性 5min
本節課知識總結 借助板書總結本節課的核心概念 學生根據板書提示，梳理本節課所學內容 鍛煉學生知識總結的能力。 4min
五、板書設計
5.2生態系統的能量流動
一，過程
二，概念：輸入，傳遞，轉化，散失
三，特點：單向流動，逐級遞減
六、教學反思
本節課主要講述了能量流動的概念、過程和特點。其一，對于能量流動的概念并沒有直接給出，而是通過模型的分析引導學生總結出來的，可是使學生更好地理解概念的含義；其二，能量流動的過程對于學生而言是抽象的，難以理解，但是在本節課中，通過撕紙環節，將抽象的能量流動借助直觀的實物進行模擬和展示，有助于學生對重難點的理解和掌握；其三，課堂上，讓學生通過相互討論，不斷分析模型，總結知識，使學生主動學習，成為學習的主人。
散失
輸入
流入下一營養級
營養級

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