《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》第一課時教學(xué)設(shè)計(jì)

1、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第一課時教學(xué)設(shè)計(jì)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動第一課時教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析本節(jié)內(nèi)容的地位： 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 是人教版高中教材必修三第 五章第二節(jié)的內(nèi)容。 本節(jié)安排兩個課時， 這節(jié)課完成第 一課時，內(nèi)容是生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點(diǎn)兩部分。在學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容之前，學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了光合作用、 呼吸作用以及生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了 基礎(chǔ)。本節(jié)內(nèi)容也為以后要學(xué)習(xí)的物質(zhì)循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng) 穩(wěn)定性等內(nèi)容作鋪墊，因此起著承上啟下的作用，并且 對人們在實(shí)際生活中的行為有著非常重要的指導(dǎo)意義。從應(yīng)試的角度來看，本節(jié)內(nèi)容常作為考試熱點(diǎn)，往 往把分析和計(jì)算結(jié)合在一起，也是生態(tài)學(xué)中為數(shù)不多的 可以定量研究

2、的知識模塊。1.21.2 教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn) : : 生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn) : : 對生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入和輸出加以分析， 培養(yǎng)學(xué)生的知識遷移運(yùn)用能力和計(jì)算能力教學(xué)目標(biāo)知識目標(biāo)、能力目標(biāo)、情感目標(biāo)，三位一體、相互 支撐。知識目標(biāo)】：I、理解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念。、分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點(diǎn)（重點(diǎn)）【能力目標(biāo)】：I、指導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建能量流動的概念模型、數(shù)學(xué)模型。H、通過引導(dǎo)學(xué)生定量地分析某個具體生態(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。川、對生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入和輸出加以分析，培 養(yǎng)知識遷移運(yùn)用能力和計(jì)算能力?！厩楦心繕?biāo)】：I、 通過小組分工與

3、自主性學(xué)習(xí)，培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)問題、 解決問題以及與他人合作交流的能力。H、站在生態(tài)道德的角度，理解一些生態(tài)學(xué)觀點(diǎn)， 使學(xué)生懂得對資源的利用應(yīng)遵循生態(tài)學(xué)原理和可持續(xù)發(fā) 展原則，為形成科學(xué)的世界觀做準(zhǔn)備。二、教法分析2.12.1 教學(xué)方法： 根據(jù)這節(jié)課的特點(diǎn)，本節(jié)課采用了以建構(gòu)主義教學(xué) 法為主，以問題導(dǎo)學(xué)法、分組討論法為輔的策略。針對能量流動的過程和特點(diǎn)，可以提出許多開放性、 探究性的問題，所以本節(jié)內(nèi)容是運(yùn)用問題導(dǎo)學(xué)法的好材 料。針對本校高二學(xué)生有較多小組合作經(jīng)驗(yàn)等情況，在教學(xué)中我還運(yùn)用了分組討論法。此外，我還設(shè)計(jì)了本節(jié)課的導(dǎo)學(xué)案、制作了相關(guān)的教具以及多媒體課件，力求 使知識更為直觀，使課堂更加有趣。2.

4、22.2 重難點(diǎn)突破策略 : :（1 1）提前讓學(xué)生復(fù)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)以 及預(yù)習(xí)本節(jié)課，為學(xué)習(xí)本節(jié)做好準(zhǔn)備。（2 2）上課前發(fā)給學(xué)生課堂導(dǎo)學(xué)案，在講課的過程中 引導(dǎo)學(xué)生完成。（3 3）通過建構(gòu)主義教學(xué)法，讓學(xué)生主動建構(gòu)能量流 動概念模型和數(shù)學(xué)模型，通過小組內(nèi)和小組間的橫向?qū)?比和縱向?qū)Ρ龋约敖處煹男拚?，讓學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識和 掌握建構(gòu)模型的重要性。（ 4 4）聯(lián)系賽達(dá)伯格湖能量流動的實(shí)例 , , 分析能量流動 的傳遞效率 , ,以驗(yàn)證和鞏固生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點(diǎn)，重 視用數(shù)據(jù)說明生物學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律的過程。（5 5）通過設(shè)置幾個命題進(jìn)行分組討論，加強(qiáng)理論聯(lián) 系實(shí)際。2.32.3 教學(xué)工具：

5、課堂導(dǎo)學(xué)案，多媒體課件及相關(guān)教 具。三、教學(xué)過程新課導(dǎo)入：【PPIPPI 大家看到這個班次的飛機(jī)應(yīng)該并不陌生，馬航 MH370MH370 客機(jī)失聯(lián)已有三個多月了，人們對此有很多的聯(lián)想和猜測，那么飛機(jī)去哪兒了？假如飛機(jī)安全的降落 到了印度洋一個美麗的小島上，島上沒有任何食物，飛 機(jī)上每一名乘客隨身攜帶的只有 15K15Kg g玉米和一只母雞可 以食用，你認(rèn)為以下哪些生存策略能讓乘客們維持更長的時間來等待救援：A A 、先吃雞，然后吃玉米B B 、先吃玉米，同時用部分玉米喂雞，吃雞生產(chǎn)的蛋， 最后再吃雞教師：（分組討論并統(tǒng)計(jì)各個選項(xiàng)的人數(shù)） 解決這個 問題的關(guān)鍵是哪種策略能使乘客們獲得最多的能量，

6、 從 而能維持最長的時間來等待救援。為了更合理、更科學(xué) 的選擇，這一節(jié)課咱們來學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。新課內(nèi)容：【PPUPPU 能量與能量代謝 教師：請同學(xué)們想一想，在已學(xué)過的生物學(xué)知識中 與能量相關(guān)的概念有哪些學(xué)生回答：糖類、脂肪、 ATPATP 熱能、光能、化學(xué)能、光合作用、呼吸作用【PPUPPU 與能量有關(guān)的概念糖類、脂肪、ATRATR 熱能、光能、化學(xué)能、光合作用、呼吸作用教師：糖類、脂肪、 ATPATP 是能源物質(zhì)；熱能、光能、化學(xué)能是能量的不同形式； 光合作用和細(xì)胞呼吸是與能 量相關(guān)的生理過程。教師：圖中AB B 分別代表什么生理過程， C C D D 分別代表 什么形式的能量 ?

7、 ?（ 通過建構(gòu)主義理論 , , 能喚起學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗(yàn)， 在此基礎(chǔ)上初步建構(gòu)與能量流動相關(guān)的概念 : : 能量輸入、 儲存、轉(zhuǎn)化和散失等，從而為后續(xù)學(xué)習(xí)做好知識鋪墊和 順延。 ）教師：朋友聚會時，經(jīng)常玩一種“老虎、杠子、雞” 的游戲，大家有沒有知道這個游戲規(guī)則的？誰來介紹一 下學(xué)生討論，回答游戲規(guī)則。 教師：在這個游戲中生物之間有制約作用。其中除 了杠子對老虎的機(jī)械作用外，其他生物之間的關(guān)系是靠 捕食起到制約作用的。它們之間的捕食可形成完整的食 物鏈?！綪PTPPT】“杠子、蟲、雞、老虎”的食物鏈 教師：說出食物鏈中各生物所屬營養(yǎng)級，以及在生 態(tài)系統(tǒng)中的具體成分。學(xué)生集體回答。 在這個環(huán)

8、節(jié)中，我設(shè)計(jì)了這樣一個問題：“在食物鏈中，各營養(yǎng)級的能量來源來源是什么？能量去路又有哪些？”為了解決這個問題，我給每個小組發(fā)了一套教具。然后指導(dǎo)學(xué)生以杠子為例進(jìn)行探究，讓學(xué)生在卡片指定的位置寫出它的能量來源和去路，并用箭頭標(biāo)示清 楚。教師組織學(xué)生分組討論，并讓學(xué)生把構(gòu)建好的概念 模型按照營養(yǎng)級從低到高的順序排列粘貼在黑板相應(yīng)位 置上，而且在每一個小組中，學(xué)生推薦一名代表來講解 自己的成果?！綪PUPPU 屏幕上打出正確的第一營養(yǎng)級的概念圖，學(xué)生自主對比并作修改。并總結(jié)第一營養(yǎng)級的能量來源和 去路。（左圖為原圖，右圖為簡化圖。） 來源：生產(chǎn)者通過光合作用固定的太陽光能 去路：（ 1 1）自身通過

9、呼吸作用分解一部分有機(jī)物 釋放能量（散失）；（2 2）隨殘枝敗葉等流入到分解者中（最終通過分解 者的呼吸作用散失能量）；（3 3）有一小部分有機(jī)物中的能量流入到下一個營養(yǎng) 級。教師：通過小組討論，比較找出第一營養(yǎng)級（杠子） 和第二營養(yǎng)級（蟲）的異同 學(xué)生：三條能量去路完全相同，只有能量來源有差別。教師：生產(chǎn)者能量從哪里來？初級消費(fèi)者的能量從哪里來？學(xué)生：生產(chǎn)者的能量來自于太陽能；初級消費(fèi)者的 能量來自于生產(chǎn)者。教師：第二營養(yǎng)級 （蟲）的攝入和同化之間有什么關(guān) 系？（通過小組討論）學(xué)生：攝入量 = =同化量 + +糞便量 教師：把每個營養(yǎng)級通過食物關(guān)系連接起來，就可 以形成一條完整的食物鏈?！綪

10、PUPPU 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教師：每一個營養(yǎng)級都有能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失。所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動的定義就是生態(tài)系統(tǒng)中 的能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失的過程。通過小組交流合作，回答出屏幕上的問題并寫在學(xué) 案上：1.1.生態(tài)系統(tǒng)中能量的源頭是什么？能量流動的起點(diǎn) 是什么？2.2.流經(jīng)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？3.3.能量流動的渠道是什么？在食物鏈 （網(wǎng)） 中能量以 什么形式傳遞？4.4.能量最終的歸宿是什么？5.5.在“杠子 - - 蟲- - 雞- - 老虎”的食物鏈中，能量是沿著“杠子 - - 蟲- - 雞- - 老虎”途徑單方向流動的。該食物鏈能否 發(fā)生能量逆向流動？或者是循環(huán)使用

11、? ?學(xué)生回答： 1.1. 太陽能；從生產(chǎn)者固定的太陽能開始2.2.生產(chǎn)者固定的太陽能的總量3.3.食物鏈和食物網(wǎng)；有機(jī)物4.4.以熱能的形式散失5.5.不會。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)生物之間的吃與被吃的關(guān)系是 不能逆轉(zhuǎn)的，因而能量傳遞的方向也是不可逆轉(zhuǎn)的；同 時，各生物成分通過呼吸作用將有機(jī)物的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為 熱能散失，這部分散失的能量是不能被生物重新利用的?！綪PUPPU 生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點(diǎn)一：單向流動教師：以上對能量流動過程的分析，使我們對能量 流動有了定性的認(rèn)識。下面我們通過賽達(dá)伯格湖的學(xué)習(xí)， 對生態(tài)系統(tǒng)的能量流動進(jìn)行定量的分析。【PPTPPT賽達(dá)伯格湖的能量流動】老師：仔細(xì)觀察賽達(dá)伯格湖的能量流

12、動圖解，請將 圖中的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，完成學(xué)案中“知識探究”中的表 格。營養(yǎng)級流入能量輸入下一營養(yǎng)級的能量呼吸作用散失分解者分解 未利用 能量傳遞效率植食性動物肉食性動物教師：在剛才的賽達(dá)伯格湖預(yù)習(xí)的過程中，有些同學(xué)對這樣幾個知識點(diǎn)不是很了解，現(xiàn)在我將這幾個問題反映 出來，我們大家共同討論，研究。1 1 、能量傳遞效率如何計(jì)算？2 2 、賽達(dá)伯格湖中“未利用的能量”是哪一部分的能量？學(xué)生展開討論，說出自己的認(rèn)識。教師引導(dǎo)、總結(jié)：1 1 、能量傳遞效率 = =輸入到后一營養(yǎng)級的能量 （同化量） / / 本營養(yǎng)級的能量（同化量）2 2 、未利用的能量：未被呼吸消耗，也未被下一營養(yǎng)級和分解者所利用的能量

13、，可依然存在于生物體內(nèi)，也 可能以煤、石油等形式存在?！緋ppp 賽達(dá)伯格湖數(shù)據(jù)的整理】學(xué)生思考討論以下問題：1 1）分析每一營養(yǎng)級能量的“流入”和“流出（包含未利用）”是否平衡？（2 2）隨著食物鏈的延伸，能量在各營養(yǎng)級的含量上 有什么特點(diǎn)？賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解中哪些方式表 現(xiàn)了該特點(diǎn)？學(xué)生討論 , , 回答：（1 1）每一營養(yǎng)級能量的“流入”和“流出”總量是 相等的，遵循了能量守恒定律。（2 2）能量逐級遞減。每個營養(yǎng)級的數(shù)字和箭頭面積 逐漸減小。教師：表格中各營養(yǎng)級能量傳遞效率是多少？ 學(xué)生：能量從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級占生產(chǎn)者 所固定能量的百分比是 13.5%13.5%；第二營養(yǎng)

14、級流人第三營 養(yǎng)級的能量， 占初級消費(fèi)者所同化的能量總量的百分比 是 20%20%。結(jié)論：能量在兩個營養(yǎng)級之間傳遞效率一般為 10%-20%.10%-20%.學(xué)生思考討論： （3 3）能量在兩個營養(yǎng)級之間傳遞效率一般為10%-20%10%-20%。為什么某一營養(yǎng)級的能量不能百分之百地流 到下一個營養(yǎng)級？學(xué)生討論、回答：1各營養(yǎng)級的生物都會因呼吸作用消耗相當(dāng)大的一部分能量2各營養(yǎng)級總有一部分生物的能量未被下一個營養(yǎng) 級的生物所利用3各營養(yǎng)級的殘枝敗葉或遺體殘骸等流入到分解者 被利用教師：由此我們可以得出生態(tài)系統(tǒng)的能量流動另一 個特點(diǎn)是什么？學(xué)生：能量流動有逐級遞減的特點(diǎn)。【PPUPPU 生態(tài)系統(tǒng)

15、能量流動的特點(diǎn)二：逐級遞減教師：請大家利用剛學(xué)過的知識分析最開始的那個 問題，應(yīng)該選擇哪種策略？為什么？學(xué)生小組討論學(xué)生回答：選用策略 A A。用玉米喂雞，增加了人在食物鏈中的營養(yǎng)級數(shù)，增大了能量浪費(fèi)，違背了人對有 限能源的最大利用原則?！綪PUPPU 隨堂檢測教師： （課后思考題）結(jié)合以上實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，考慮到中 國國情，在日常生活中我們?nèi)绾握{(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，做到糧 食類能源的節(jié)約呢？【PPUPPU 以第一營養(yǎng)級為主的飲食結(jié)構(gòu)四、教學(xué)反思：本節(jié)課摒棄了原來的教學(xué)模式，意外收獲了很多。 采用以上教學(xué)模式，通過教具模擬、討論交流，學(xué)生的 思維被充分調(diào)動起來，主動參與學(xué)習(xí)，成為學(xué)習(xí)的主人。 在此次教學(xué)過程中，充分體現(xiàn)了生活化、活動化、情感 化的新課程理念。但仍然存在一些問題：課堂氣氛活躍，