實用標準文案《生態系統的能量流動》的教學設計秭歸二中 王敏一、教學背景：生物學的進展，人們概況為微觀和宏觀兩個方面。在宏觀方面，生態學是發展非常引人注目， 是當今最受人們重視的研究領域之一。 對生態系統的研究對于解決目前人類所面臨的許多全球性資源與環境問題， 具有十分重要的意義。 從學生個人的發展來看，學習生態學的相關知識，對于學生理解生命系統的本質、理解生命科學，以及對系統論的思維方式的訓練、生態意識的形成都是重要的。生態系統的能量流動的研究更是人們指導實踐的重要原理。二、教學目標：新課標中相關內容標準為“分析生態系統中能量流動的基本規律及其應用”，屬于應用水平，即學生能夠將能量流動的基本規律應用于新的情景中，解決實際問題。為了達成這一目標，首先應當使學生把握能量流動的過程及其特點，懂得研究生態系統能量流動的一些基本方法；其次，結合具體的實例，讓學生得出能量流動的基本規律。由此，本節目標確定為：知識目標：（1）分析生態系統能量流動的過程和特點。（2）概述研究生態系統能量流動的實踐意義。能力目標 （1）分析生態系統能量的變化，發展學生的思維遷移能力。2）學會分析推算生態系統的能量傳遞效率，用于解決相關問題，培養學生的分析、推理、綜合的思維能力。精彩文檔實用標準文案情感目標（1）分析生態系統能量流動的過程和特點，培養學生用“普遍聯系”的觀點分析事物。（2）嘗試調查農田生態系統的能量流動情況，探討研究能量流動的實踐意義，形成合理利用資源應遵循生態學原理和可持續發展的觀念。教學重點和難點：生態系統能量流動的過程和特點三、教材分析：“能量”是科學教育中的核心概念，高中學生已逐步建立了能量、能量傳遞、能量守恒等一些基本概念； 有關儲存能量的物質、 能量代謝等知識已學習過， 這些都是理解本節內容的基礎。 《生態系統的能量流動》與原高中教材相應內容基本相同，包括生態系統中能量流動的過程， 能量流動的特點和研究能量流動的實踐意義。此部分內容比較抽象， 在呈現方式上與原教材相比略有變化。 教材首先通過“孤島生存”的例子問題探討激發學生學習本節內容的興趣， 再概括性地指出了生態系統能量流動的概念。 能量是如何傳遞和流動的， 就成為本題的切入點， 引出本節要解決的三個主題內容。關于能量流動的過程和特點，以“光合作用”知識為基礎，清楚地講述了生態系統中所有“能量”的來源，圖解類推法的應用一目了然， 既避免文字上的重復，又有利于發展學生的思維能力。 最后概要說明意義， 通過實例分析，旨在提示人們在開發利用能源的同時要遵循生態規律，教學中滲透生態學觀點教育。本節以“生態系統的結構”為基礎，起著承上啟下的作用，同時也可以與光合作用、呼吸作用、體溫調節等知識建立聯系， 其又直接關系到物質循環和生態系統精彩文檔實用標準文案穩定性的學習。四、教學方法：本節教材知識是考試的熱點，而且往往把分析和計算結合在一起，學生學習還是有一定的困難。根據學科特點及結合我校學生實際，我構建了【直觀展示， 引入課題，明確學習目標】、【設置問題，學生自學，讓學生主動獲取知識】 、【生生交流，合作探究，進行知識加工】 【師生交流，點撥釋疑，構建知識體系】 、【練習反饋，糾錯釋疑、拓展延伸】、【總結評價，構建框架圖，回歸主題】的六步教學模式。即本節引入在復習前節內容的基礎上，多媒體展示教材的“問題探討”，讓學生發現問題，以激發學生學習的興趣，建立能量流動在食物鏈中流動的感性認識。從而引入新課，出示目標。然后以問題討論為主線，引導學生利用已有知識，自主獲取新知識；通過生生交流、合作學習初步理解能量流動的概念、及相關問題，然后師生互動，教師運用能量流動的多媒體課件，形象地演示相鄰兩個營養級之間的能量變化關系，進行點撥釋疑，使學生直觀形象地理解一個營養級的能量來源和去向，然后利用多媒體展示林德曼的研究資料，引導學生利用表格進行分析，探討能量流動過程的特點，并學會計算能量的傳遞效率。 然后讓學生根據能量流動的特點構建數學模型與物理模型（能量金字塔） 。進而總結出能量流動的概念、能量的來源和去路，及能量流動的特點及意義。 最后利用典型的習題來加強對知識的理解， 并投影出整節課的知識要點體系， 以便幫助形成系統的認識。 在教學中要聯系實際， 重視“分析和處理數據”技能的訓練，讓學生體驗整理數據、處理數據、分析數據，并最終用數據說明生物學現象和規律，從而突破教學的難點。精彩文檔實用標準文案五．教學過程：【直觀展示，引入課題，明確學習目標】（投影）問題探討：《孤島生存》——假設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。學生積極思考，討論的興趣很高，他們有選 1的也有選 2的，但多數學生選 2。（學生可能會從可持續發展的角度思考， 教師可以不給出確切答案， 但要引導學生從生存、從獲得能量的角度分析。 ）講述：合理答案到底是 1還是2呢，我想我們學了這節課后自然能見分曉。進而引入課題——第 2節 生態系統的能量流動，多媒體展示教學目標。【設置問題，學生自學，讓學生主動獲取知識】問題：什么是生態系統的能量流動？怎樣研究生態系統的能量流動？（學生活動，思考討論）學生閱讀課本 P93，找出生態系統的能量流動的概念及研究方法。講述：生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，稱為生態系統的能量流動。研究能量流動可以在個體水平上， 也可以在群體水平上。 研究生態系統中能量流動一般在群體水平上， 這種將群體視為一個整體進行研究是系統科學常用的研究方法。精彩文檔實用標準文案【投影圖解】（一）總結能量流動的概念生態系統的能量的輸入、傳遞、轉化、散失的過程就是生態系統的能量流動。【生生交流，合作探究，進行知識加工】閱讀課本 P93-94，多媒體展示 “草原生態系統”圖 ,思考下列問題：（投影）提出問題：1.寫出圖中涉及的食物鏈。2.草的能量是怎樣得來的？草的能量將有哪些去路？（該生態系統中初級消費者（兔）中的能量的來源和去路？）3.兔吃草后，草的能量能被兔全部利用了嗎？兔是如何利用草的能量？4.該生態系統中能量流動的起點是從什么地方開始的？生產者（草）在該過程中的作用是什么？5.輸入該生態系統的總能量是多少？能量流動的渠道是什么？ 能量流動的過程是怎樣的？學生積極思考，相互討論，補充和完善相關答案。【師生交流，點撥釋疑，構建知識體系】多媒體播放“生態系統的能量流動”動態圖解，然后師生共同討論上述問題。【投影圖解】生態系統中能量流動過程示意圖精彩文檔實用標準文案① 能量流動的起點：始于生產者固定太陽能 (能量的輸入).② ②流經該生態系統的總能量： 該生態系統中全部生產者通過光合作用所固定的太陽能的總量是流經生態系統的總能量。③能量流動的渠道：沿著食物鏈的各個營養級流動 (能量的傳遞)；能量沿著食物鏈流動時，每一營養級都有輸入、傳遞、轉化和散失的過程。生物體內的化學能→生物體內的化學能→熱能，熱能是能量流動的最終歸宿。也就是最終以呼吸熱形式散失 (能量的輸出)。④生產者固定的太陽能有三個去處：a．一部分被自身的生命活動消耗了，即被呼吸作用分解了；b．儲存在生產者體內的能量， 一部分被初級消費者攝食同化流入第二營養級；c．沒被初級消費者利用的枯枝落葉和初級消費者攝食未同化而排出的糞便中的這一部分能量被分解者釋放出來。對于初級消費者所同化的能量， 也是這三個去處。 并且可以認為，一個營養級所同化的能量 =呼吸散失的能量 +分解者分解釋放的能量 +被下一營養級同化的能量。但最高營養級的情況除外。師生總結：生態系統中的能量流動是從綠色植物的光合作用固定太陽能開始的，輸入該生態系統的總能量就是綠色植物固定的太陽能總量； 這些能量是通過食物鏈和食物網逐級流動的。能量沿著食物鏈流動時，每一營養級都有輸入、傳遞、轉化和散失的過程。（屏幕逐一顯示“能量流動的過程示意圖” ）。流入一個營養級的能量是指該營養級的同化量； 能量的去路包括自身呼吸作用消耗和用于生長、 發育與繁殖等生命活動，儲存在生物體的有機物中，后者能量的去路包括流入下一個營養級、被分解者利用（投影）思考與討論：生態系統中的能量流動和轉化是否遵循能量守恒定律？為什么？流經某生態系統的能量能否再回到這個生態系統中來？請同學們依圖，定性分析為什么生態系統能量流動的圖解中方框逐級變小，圖中的箭頭有哪些含義？箭頭越來越細？這說明生態系統能量流動有什么特點？【生生交流，合作探究，進行知識加工】精彩文檔實用標準文案學生回答：①在方向上：單向流動（由于捕食關系不能顛倒，營養級也不能逆向，所以能量的流動是單向的。 ）②在數值上：方框大小、箭頭大小→逐級遞減（呼吸中以熱能形式散失的能量是不可再利用的， 因此能量的流動是逐級遞減的。）生態系統中的能量流動是單向流動、逐級遞減的；能量是不能循環利用的。教師講述：定性分析后，介紹美國生態學家林德曼及賽達伯格湖： 賽達伯格湖是一個天然的高原湖泊，氣候較為寒冷，人口稀少，保留了原始景觀，大約 50公頃，是一個較小且封閉的湖泊。 美國有許多湖泊， 為什么林德曼會選擇這樣一個小湖來研究呢？（湖小，生物少；較為封閉，自然的，人為的干擾因素較少，可降低研究難度）介紹林德曼的研究方法： 湖區生態系統實地研究和實驗室水生生態箱試驗相結合，對湖中各種生物所含的能量進行定量測定。 林德曼還從中國諺語 “大魚吃小魚，小魚吃蝦米”中得到啟發：要從食物鏈的角度來進行研究。1942 年，林德曼發表了《生態學的營養動態概說》 ，他的這項研究具有極為重要的意義，奠定了現代生態學的基礎， 在他的研究成果中一個重要的貢獻就是給出了賽達伯格湖的能量流動圖解。【投影圖解】（三）能量流動特點（投影）資料分析：投影教材中“賽達伯格湖的能量流動圖解” ，討論完成課本 P95精彩文檔實用標準文案的問題及對能量流動進行定量計算。、用表格的形式，將圖中的數據進行整理。即將每一營養級上的能量“流入”和“流出”整理成一份清單。、計算“流出”該營養級的能量占“流入”該營養級能量的百分比。（即從第一營養級流入第二營養級的能量的百分比，從第二營養級流入第三營養級的能量的百分比）、流入某一營養級的能量，為什么不會百分之百地流到下一個營養級？、通過以上分析，你能總結出什么規律？學生列表并計算。（第一營養級到第二營養級： 62.8÷464.6=13.5% ；第二營養級到第三營養級： 12.6÷62.8=20% 。計算方法：（下一營養級同化量÷本營養級同化量）×100%）師生總結：生態系統中的營養級越多，在能量流動過程中消耗的能量就越多。林德曼的研究發現生態系統的能量流動具有兩個特點： 1、單向流動； 2、逐級遞減：傳遞效率為 10%—20%。（“十分之一”定律）。可以用能量金字塔直觀地表示生態系統的能量傳遞規律。投影如右圖：精彩文檔實用標準文案思考：如果把各個營養級的生物數量關系，用繪制能量金字塔的方式表達出來，是不是也是金字塔形？如果是，有沒有例外？【師生交流，點撥釋疑，構建知識體系】舉例：繪制一個有樹木、 昆蟲和小鳥組成的生態系統的生物個體數量金字塔。 觀察它們和能量金字塔的區別。 不同的生態金字塔能形象地說明營養級與能量、 生物量、數量之間的關系，是定量研究生態系統的直觀體現。投影知識框架，形成系統認識。講述：學習了剛才的內容，請同學們再回到《孤島生存》的問題上，那么你會再選擇哪種策略？學生一致回答： 1講述：人們在利用生態系統資源的過程中， 期望的"高效"與"持續"常常會發生矛盾。如何根據客觀規律來調整生態系統中的能量流動關系， 以滿足人類的需求， 是一個必須解決的重要問題。【學以致用，解決問題】（投影）1．如何確定一個草場的載畜量，以防止由于過度放牧而使草場退化？2.讓學生從能量流動特點的角度解釋如下兩個現象：一條食物鏈一般不會超過5個營養級；、“一山不容二虎”。3.小結學習“生態系統的能量流動”有什么實際意義？精彩文檔實用標準文案【生生交流，合作學習，解決問題】第一題是一個聯系實際的開放性問題，可以引導學生對第三題分析，讓學生通過熱烈的討論，學會利用生態系統能量流動的特點在實際中的應用，初步了解生態農業的優越性主要在于物質的良性循環和能量的多級利用。第二題也是根據能量流動的傳遞規律解決的實際問題。【師生交流，點撥釋疑，構建知識體系】講述：1．研究生態系統的能量流動，可以幫助人們科學規劃、設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用。例如，在農業生態系統中，如果把作物秸桿當燃料燒掉，人類就不能充分利用秸桿的能量；如果將秸桿做飼料飼養牲畜，讓牲畜糞便進入沼氣池，將發酵產生的沼氣做燃料，將沼氣池中的沼渣做肥料，就能實現對能量的多級利用，從而大大提高能量的利用率。“桑基魚塘”(利用桑葉喂蠶，蠶沙養魚，魚塘泥肥桑)生產方式就是從人類所需出發，通過能量多級利用，充分利用流經各營養級的能量，提高生產效益，也基本體現了這個原理。2．研究生態系統的能量流動，還可以幫助人們合理地調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。例如，在一個草場上，如果放養的牲畜過少，就不能充分利用牧草所能提供的能量；如果放養的牧畜過多，就會造成草場的退化， 使畜產品的產量下降。 只有根據草場的能量流動特點， 合理確定草場的載畜量，才能保持畜產品的持續高產。．根據生態系統的結構與功能，結合各地的自然條件、生產技術和社會需要，可以設計出多種農業生態體系。精彩文檔實用標準文案在人類利用資源的過程中持續和高效常常會發生矛盾， 例如，漁業、林業、畜牧業和農業的高產帶來的是魚類資源的枯竭、 森林的破壞、草原的退化和環境的污染。因此，要實現社會經濟和生態環境的可持續發展， 必需研究生態系統中能量的流動規律。【投影圖解】（四） 研究能量流動的意義【練習反饋，糾錯釋疑、拓展延伸】（投影）1.如圖所示，該食物網中，若人的體重增加1kg，最少消耗水藻 kg，最多消耗水藻 kg。2.如圖是生態系統能量流動的圖解，對此圖理解有誤的是 ( )．圖中方框的大小可表示該營養級生物所具有的能量多少B．該圖中 C所具有的能量為 B的10%～20%C．該圖中的 A固定的能量表示流經該生態系統的總能量D．圖中A固定的能量是 B、C、D的能量之和【總結評價，構建框架圖，回歸主題】總結：本節課我們學習了生態系統的能量流動的相關知識， 通過學習生態系統的能量流動，我們知道生態系統必須不斷地從外界獲取能量。 能量是一切生命的動精彩文檔實用標準文案力，是生態系統的基礎。 能量流動維持各個營養級的生命和繁殖后代， 使得一個生態系統得以存在和發展。 能量流動是一個客觀規律， 只有合理地調整生態系統中能量流動關系，才能使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。 研究生態系統的能量流動，可以幫助人們科學規劃、設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用。（投影）本節板書六．教學反思“教