第2單元我們生活的生物圈第3章生態系統和生物圈《第2節生態系統中不同生物之間的食物關系》教學設計教材分析一、教材分析本節內容在學生了解了生態系統的概念、組成成分以及多種多樣的生態系統類型之后，進一步深入探討生態系統內部生物之間的相互關系，重點聚焦于食物關系。教材首先引入食物鏈的概念，通過具體的生態系統實例，如草原生態系統中的草、兔、狼等生物之間的食物聯系，詳細闡述了食物鏈的構成要素、書寫規則以及不同營養級生物的特點，使學生理解物質和能量在食物鏈中的傳遞過程。接著介紹食物網的概念，展示了生態系統中生物之間復雜的食物網絡關系，讓學生明白一個生態系統中往往存在多條食物鏈相互交織，任何一種生物都可能處于多條食物鏈中，從而深入理解生態系統的復雜性和穩定性。此外，教材還提及了生態系統中生物富集現象，通過分析某些有毒物質在食物鏈中的積累過程，如汞在水體生態系統生物體內的積累，使學生認識到生物富集對生物和生態系統的危害，進一步強化學生對生態系統中生物相互關系的全面認識，為后續學習生態系統的能量流動、物質循環以及生態平衡等知識奠定了堅實的基礎。學情分析二、學情分析七年級學生在之前的學習中已經對生物的基本特征、生物與環境的關系以及生態系統的基礎知識有了一定的了解，具備了初步的生物學思維和觀察能力。他們對周圍的自然環境和生物現象充滿好奇，喜歡直觀、形象的學習方式，且具有較強的求知欲和探索精神。然而，對于生態系統中生物之間復雜的食物關系，學生的認識較為模糊，尤其是食物鏈和食物網的概念理解以及物質和能量在其中的傳遞過程較為抽象，需要教師通過豐富多樣的教學手段，如實例分析、動畫演示、模型構建等，將抽象的知識形象化、具體化，幫助學生建立起清晰的知識體系，培養學生的邏輯思維能力、分析歸納能力和科學探究精神。教學目標三、教學目標（一）知識目標闡明食物鏈和食物網的概念，舉例說明食物鏈的構成要素、書寫規則以及不同營養級生物的特點。描述食物網的形成過程，解釋食物網中生物之間的相互關系以及生物數量變化對食物網穩定性的影響。說明生物富集現象及其產生的原因和危害，理解生物富集在生態系統中的作用機制。（二）能力目標通過觀察生態系統中生物的圖片、視頻資料以及實地考察生態環境中的生物食物關系，培養學生的觀察能力、信息收集能力和空間想象能力，使學生能夠準確識別生物之間的食物聯系并構建簡單的食物鏈。組織學生進行小組討論、模型制作和數據分析等活動，如分析食物網中某一生物數量變化對其他生物的影響、制作生態系統食物網模型、分析生物富集數據等，提高學生的合作交流能力、邏輯思維能力、動手實踐能力和創新思維能力。（三）情感態度與價值觀目標讓學生感受生態系統中生物食物關系的復雜性和精妙性，激發學生對生物學的學習興趣和熱愛之情，培養學生的科學審美情趣。引導學生認識到生態系統是一個有機的整體，生物之間相互依存、相互制約，任何一種生物的變化都可能影響整個生態系統的平衡，從而增強學生保護生態環境的責任感和使命感，培養學生的可持續發展意識。教學重難點四、教學重難點（一）教學重點食物鏈的概念、構成要素和書寫規則。以草原生態系統或其他熟悉的生態系統為例，詳細講解食物鏈是由生產者和各級消費者組成，起點是生產者，箭頭指向捕食者，強調正確書寫食物鏈的關鍵要點，如生物種類的完整性、箭頭方向的準確性等，使學生能夠準確識別和書寫食物鏈，理解物質和能量在食物鏈中的單向流動過程。食物網的概念和形成過程。通過展示多個生態系統的食物網圖片或動畫，講解食物網是由多條食物鏈相互交織而成，分析其中生物之間的多種食物關系，如競爭、捕食等，讓學生明白食物網反映了生態系統中生物之間復雜的相互依存關系，以及食物網對生態系統穩定性的重要保障作用。（二）教學難點理解食物網中生物數量變化對其他生物及整個生態系統穩定性的影響。由于食物網中生物關系錯綜復雜，一種生物數量的變化可能引發連鎖反應，影響多個營養級的生物。借助動畫演示、實例分析和數學模型構建等方法，如分析草原生態系統中草的數量減少對兔、狼等生物數量的影響，以及這種變化如何在整個食物網中傳遞并可能導致生態系統結構和功能的改變，幫助學生構建起食物網動態變化的概念，培養學生的系統分析能力和邏輯思維能力。生物富集現象的原理和危害。生物富集涉及到有毒物質在生物體內的積累過程以及在食物鏈中的傳遞放大效應，這一過程較為抽象。通過實驗模擬、數據圖表分析和實際案例講解，如分析水俁病事件中汞在浮游生物、小魚、大魚以及人體中的積累過程和對生物神經系統的危害，讓學生理解生物富集的機制以及對生物多樣性和人類健康的嚴重威脅，培養學生的科學思維能力和對環境問題的深刻認識。教法學法五、教法學法（一）教法講授法：系統講解食物鏈、食物網和生物富集的概念、構成要素、形成過程以及相關原理等基礎知識，為學生構建清晰的知識框架，使學生對重點內容有準確深入的理解。直觀演示法：運用生態系統中生物食物關系的圖片、視頻、動畫、實物模型等直觀教具，將抽象的食物鏈、食物網結構和生物富集過程形象化地展示給學生，如播放生態系統中生物捕食的視頻、展示生物富集過程的動畫等，增強教學的趣味性和直觀性，幫助學生更好地觀察、理解和記憶。實驗探究法：組織學生進行簡單的生物富集模擬實驗，如用含有少量重金屬離子的溶液培養藻類，然后依次讓小型水生動物攝食藻類，檢測各級生物體內重金屬離子的含量，讓學生親身體驗生物富集的過程，培養學生的實驗操作技能、觀察能力和分析實驗結果的能力，使學生在實踐中獲取知識，增強對生物學的感性認識。啟發式教學法：設置一系列啟發性問題，如“如果食物鏈中的一個環節消失了，會對整個生態系統產生什么影響？”“為什么生物富集現象中有毒物質在高營養級生物體內濃度更高？”等，引導學生思考、討論和探索，激發學生的思維活動，培養學生的獨立思考能力和問題解決能力。小組合作學習法：組織學生進行小組討論、模型制作、案例分析等活動，如小組合作制作生態系統食物網模型、分析某一生態系統中生物數量變化的案例等，促進學生之間的思想交流和協作配合，培養學生的團隊合作能力、信息處理能力和創新思維能力。（二）學法觀察法：學生通過觀察教師展示的圖片、視頻、實地考察中的生物食物關系以及實驗現象等，獲取生態系統中生物之間食物聯系和生物富集的信息，培養敏銳的觀察力和信息收集能力，學會從直觀現象中發現問題和規律。類比歸納法：在學習食物鏈和食物網概念時，引導學生將其與生活中的食物鏈條或網絡進行類比，如將食物鏈類比為人類社會中的生產消費鏈，以幫助理解抽象概念。同時，讓學生歸納總結食物鏈和食物網的特點、構成要素以及生物之間的關系，提升邏輯思維和歸納總結能力。合作學習法：在小組討論、模型制作和案例分析等活動中，學生相互協作、共同完成學習任務，學會與他人溝通交流、合理分工、共享資源和成果，提高團隊合作意識和人際交往能力，培養學生在團隊中發揮個人優勢解決問題的能力。自主學習法：鼓勵學生在課后自主查閱資料，了解更多關于生態系統中生物食物關系的知識，如特殊生態系統中的獨特食物鏈、最新的生物富集研究成果等，培養學生的自主學習能力和探究精神，使學生學會主動獲取知識并深入思考。教學過程六、教學過程（一）導入新課（5分鐘）教師活動：展示一幅草原生態系統的圖片，圖片中有綠草如茵的草原、成群的牛羊以及翱翔的雄鷹。提問學生：“同學們，在這個草原生態系統中，生物之間存在著各種各樣的關系。大家想一想，這些生物是如何獲取生存所需的能量和營養物質的呢？它們之間有沒有一種特定的聯系呢？”引導學生觀察并思考回答。學生活動：學生觀察圖片，被草原生態系統的景象所吸引，開始思考生物之間的能量獲取和聯系。可能會回答牛羊吃草，鷹吃牛羊等，但這些回答往往是零散的、不系統的。學生對生物之間更精確、更深入的食物關系產生好奇和探究欲望，期待進一步學習。設計意圖：通過展示草原生態系統圖片，創設生動有趣的教學情境，引發學生對生物之間食物關系的思考，激發學生的學習興趣和好奇心，自然地引出本節課的主題——生態系統中不同生物之間的食物關系，為后續教學活動的開展做好鋪墊。（二）食物鏈的概念和構成（12分鐘）1.實例分析與概念講解（6分鐘）教師活動：以草原生態系統為例，詳細介紹其中生物之間的食物關系：草被兔吃，兔被狼吃。由此引出食物鏈的概念：在生態系統中，不同生物之間由于吃與被吃的關系而形成的鏈狀結構叫做食物鏈。強調食物鏈的起點是生產者（綠色植物），如草原中的草，終點是最高級消費者，并且生物之間用箭頭連接，箭頭指向捕食者，表示物質和能量的流動方向。例如，草→兔→狼就是一條簡單的食物鏈。同時，展示一些其他生態系統中的食物鏈實例，如森林生態系統中的樹葉→蟬→螳螂→黃雀，農田生態系統中的農作物→害蟲→青蛙→蛇等，讓學生進一步理解食物鏈的構成要素和普遍性。學生活動：學生認真聆聽教師講解，觀察實例中的食物鏈，記錄食物鏈的概念、起點、終點以及箭頭的含義，理解物質和能量在食物鏈中的傳遞過程。思考不同生態系統中食物鏈的多樣性，如森林生態系統中生物種類豐富，食物鏈相對復雜；農田生態系統中生物種類相對較少，食物鏈較為簡單等，培養學生的觀察能力、信息獲取能力和對食物鏈概念的理解能力。設計意圖：通過具體的生態系統實例分析，系統講解食物鏈的概念和構成要素，使學生從直觀的生物關系中抽象出食物鏈的概念，理解物質和能量在食物鏈中的單向流動規律，為后續深入學習食物鏈的相關知識奠定基礎。2.食物鏈書寫規則練習（4分鐘）教師活動：給出一些生態系統中的生物，如水稻、蝗蟲、青蛙、蛇、鷹、水草、小魚、大魚等，要求學生在練習本上寫出盡可能多的食物鏈，并巡視指導學生書寫，及時糾正學生可能出現的錯誤，如箭頭方向錯誤、生物種類遺漏等。學生活動：學生根據教師提供的生物，運用所學的食物鏈書寫規則進行練習，積極思考如何構建正確的食物鏈。完成后，同桌之間相互檢查，交流書寫過程中遇到的問題和解決方法，如有的學生可能會誤將箭頭方向寫反，通過交流加深對食物鏈書寫規則的理解和掌握。設計意圖：通過食物鏈書寫練習，讓學生及時鞏固所學的食物鏈概念和書寫規則，提高學生的知識應用能力和動手實踐能力，使學生在實踐中加深對食物鏈的理解，培養學生的嚴謹性和準確性。3.食物鏈中生物的營養級分析（2分鐘）教師活動：以草→兔→狼這條食物鏈為例，講解營養級的概念：生產者為第一營養級，初級消費者（直接以生產者為食的生物）為第二營養級，次級消費者（以初級消費者為食的生物）為第三營養級，以此類推。提問學生：“在我們之前寫出的食物鏈中，各生物分別屬于第幾營養級呢？”引導學生分析自己所寫食物鏈中生物的營養級。學生活動：學生根據教師的講解，分析自己所寫食物鏈中生物的營養級，如在水稻→蝗蟲→青蛙→蛇這條食物鏈中，水稻是第一營養級，蝗蟲是第二營養級，青蛙是第三營養級，蛇是第四營養級。通過分析，學生理解了營養級的劃分與生物在食物鏈中的位置關系，進一步深化對食物鏈結構的認識。設計意圖：通過講解營養級概念并引導學生分析，使學生了解食物鏈中生物的營養層次結構，理解物質和能量在不同營養級之間的傳遞和轉化，培養學生的邏輯思維能力和對食物鏈結構的深入理解能力。（三）食物網的概念和形成（12分鐘）1.多食物鏈展示與食物網概念引入（4分鐘）教師活動：展示一個草原生態系統中多條食物鏈交織在一起的圖片或動畫，如草→兔→狼，草→羊→狼，草→昆蟲→鳥→蛇等。提問學生：“在這個草原生態系統中，生物之間僅僅只有一條食物鏈嗎？這些食物鏈之間有什么關系呢？”引導學生觀察并思考。然后引出食物網的概念：在一個生態系統中，往往有許多條食物鏈，它們彼此交錯連接，形成食物網。強調食物網反映了生態系統中生物之間復雜的食物關系和相互依存關系。學生活動：學生觀察多條食物鏈交織的展示資料，思考教師提出的問題，理解食物網是由多條食物鏈相互交織而成的。認識到在生態系統中，一種生物可能會出現在多條食物鏈中，它可能既是捕食者又是獵物，如兔既被狼捕食，又吃草，從而深刻體會生態系統中生物食物關系的復雜性，培養學生的觀察能力、分析歸納能力和對食物網概念的理解能力。設計意圖：通過展示多條食物鏈交織的資料，引導學生觀察和思考，自然地引出食物網的概念，使學生直觀地感受到食物網的形成過程和其反映的生物之間復雜關系，為后續深入學習食物網的特點和功能奠定基礎。2.食物網中生物關系分析（4分鐘）教師活動：以展示的草原生態系統食物網為例，分析其中生物之間的關系。指出生物之間存在捕食關系，如狼捕食兔、羊等；同時也存在競爭關系，如兔和羊都吃草，它們之間存在競爭食物的關系。提問學生：“在這個食物網中，還能找出哪些生物之間存在捕食或競爭關系呢？”引導學生進一步分析食物網中生物的相互關系。學生活動：學生認真觀察食物網，積極尋找生物之間的捕食和競爭關系，如鳥捕食昆蟲，蛇捕食鳥，昆蟲和羊在一定程度上競爭草資源等。通過分析，學生深入理解食物網中生物之間復雜的相互依存和相互制約關系，培養學生的觀察能力、邏輯思維能力和對生態系統生物關系的全面認識能力。設計意圖：通過對食物網中生物關系的分析，讓學生深入理解食物網的內涵，認識到生態系統中生物之間不僅僅是簡單的食物鏈條關系，而是一個復雜的相互作用網絡，培養學生的綜合分析能力和對生態系統整體性的認識。3.食物網穩定性探討（4分鐘）教師活動：提出問題：“如果在這個草原生態系統食物網中，草的數量突然大量減少，會對其他生物產生什么影響呢？”引導學生進行小組討論，從不同生物的角度分析可能出現的情況，如兔會因為食物短缺而數量減少，狼會因為兔的減少而面臨食物危機，進而可能導致狼的數量也減少；而以昆蟲為食的鳥可能會因為昆蟲數量相對增加（草減少導致兔減少，兔減少使昆蟲的天敵減少）而數量增加等。通過討論，讓學生理解食物網中一種生物數量的變化會引起其他生物數量的連鎖反應，食物網具有一定的穩定性，但當外界干擾過大時，也可能導致生態系統平衡的破壞。學生活動：學生分組進行討論，積極發表自己的觀點，從不同生物在食物網中的位置和食物關系出發，分析草數量減少對其他生物的影響。在討論過程中，學生相互交流、相互啟發，逐漸形成對食物網穩定性的全面認識，培養學生的團隊合作能力、邏輯思維能力和對生態系統動態變化的理解能力。設計意圖：通過設置問題引導小組討論，讓學生在探討食物網穩定性的過程中，深刻理解食物網中生物數量變化的連鎖反應機制，認識到生態系統的穩定性是相對的，培養學生的系統思維能力和對生態系統平衡的敏感性。（四）生物富集現象（10分鐘）1.實例引入與概念講解（4分鐘）教師活動：講述水俁病事件：在日本水俁灣，由于當地化工企業排放含汞廢水，汞進入水體后，被浮游生物吸收，浮游生物被小魚吃，小魚被大魚吃，汞在生物體內逐漸積累，濃度不斷升高。當地居民長期食用含汞量高的魚類，導致大量居民患上神經系統疾病，甚至死亡。由此引出生物富集的概念：在生態系統中，一些有害物質如重金屬、化學農藥等，通過食物鏈在生物體內不斷積累，使其濃度隨著營養級的升高而逐步增加的現象稱為生物富集。強調生物富集對生物和生態系統的危害。2.學生活動：學生聆聽教師講述的水俁病事件，被事件的嚴重性所震驚，對生物富集現象產生強烈的關注。理解生物富集的擠壓，思考為什么有害物質會在生物體內積累以及這種積累對生物健康和生態系統的潛在威脅，如高濃度的汞可能會影響生物的生殖、發育和神經系統功能等，培養學生的社會責任感和對環境問題的深刻認識。設計意圖：通過真實的水俁病事件引入，引發學生對生物富集現象的強烈關注和思考，使學生深刻認識到生物富集對生物和人類健康的嚴重危害，從而激發學生的學習興趣和探究欲望，為后續深入學習生物富集的原理奠定基礎。2.生物富集過程模擬實驗展示與分析（4分鐘）教師活動：展示一個簡單的生物富集模擬實驗視頻或動畫。實驗設置如下：在一個模擬的水生生態系統中，含有少量的重金屬鎘（Cd）的培養液，首先培養藻類，檢測藻類中的鎘含量；然后讓小型甲殼類動物攝食藻類，檢測甲殼類動物體內的鎘含量；接著讓小魚攝食甲殼類動物，再檢測小魚體內的鎘含量；最后讓大魚攝食小魚，檢測大魚體內的鎘含量。通過實驗數據展示鎘在各級生物體內的濃度變化情況，如藻類中鎘含量為0.01mg/kg，甲殼類動物體內鎘含量上升到0.1mg/kg，小魚體內鎘含量達到1mg/kg，大魚體內鎘含量高達10mg/kg。引導學生觀察數據變化并分析原因，提問學生：“為什么鎘的濃度會隨著營養級的升高而增加呢？”學生活動：學生認真觀察實驗展示，記錄各級生物體內鎘的濃度數據，思考教師提出的問題。學生可能會回答因為高營養級生物會不斷攝食低營養級生物，而有害物質難以排出體外，所以會在體內不斷積累。通過分析，學生深入理解生物富集的過程和原理，培養學生的觀察能力、分析歸納能力和邏輯思維能力。設計意圖：通過展示生物富集模擬實驗，將抽象的生物富集過程直觀地呈現給學生，讓學生通過觀察實驗數據變化，深入理解有害物質在食物鏈中逐級積累的原理，培養學生的科學思維和探究能力，使學生能夠從現象深入到本質，掌握生物富集的核心知識。3.生物富集危害討論與總結（2分鐘）教師活動：組織學生進行小組討論，探討生物富集對生物多樣性和生態系統穩定性的危害。引導學生從不同方面進行思考，如對高營養級生物的直接毒害作用導致其數量減少，可能引發食物鏈的斷裂；某些有害物質可能影響生物的繁殖能力，導致種群數量下降；生物富集還可能改變生物群落的結構和生態系統的功能等。在學生討論后，進行總結歸納，強調生物富集是生態系統面臨的一個重要環境問題，需要引起我們的高度重視。學生活動：學生分組討論生物富集的危害，積極發表自己的觀點，如提到某些農藥的生物富集可能導致鳥類蛋殼變薄，影響繁殖，從而使鳥類數量減少；生物富集可能使一些頂級捕食者因體內有害物質過多而瀕臨滅絕，破壞生態系統的平衡等。通過討論，學生全面認識生物富集的危害，增強保護生態環境的意識，培養學生的團隊合作能力和對生態系統問題的綜合分析能力。設計意圖：通過小組討論和總結，讓學生深入探討生物富集對生物多樣性和生態系統的多方面危害，培養學生的綜合分析能力和團隊協作精神，使學生深刻認識到生物富集問題的嚴重性，樹立正確的生態環境保護觀念，將所學知識與實際生態問題緊密聯系起來。（五）課堂小結（5分鐘）教師活動：引導學生回顧本節課的主要內容，包括食物鏈的概念、構成要素、書寫規則和營養級分析；食物網的概念、形成過程、生物之間的關系以及穩定性探討；生物富集的概念、實例、原理和危害。重點強調生態系統中生物之間食物關系的復雜性和重要性，以及生物富集對生態系統的潛在威脅。對學生在小組討論、練習、觀察分析等活動中的表現進行總結評價，鼓勵學生在課后繼續關注生態系統食物關系相關的研究進展，如新型污染物在食物鏈中的傳遞規律等，拓展生物學知識面。學生活動：學生積極參與課堂小結，主動回顧所學知識，與教師共同梳理本節課的重點內容，反思自己在學習過程中的收獲和不足之處，記錄課后拓展學習的任務和方向。設計意圖：幫助學生梳理知識框架，鞏固所學內容，加深記憶。通過總結評價和課后拓展任務的布置，培養學生的自主學習能力和反思意識，促進學生知識的內化和遷移應用，引導學生將所學知識與前沿科學研究聯系起來，培養學生的科學素養和創新精神。（六）課堂練習（10分鐘）教師活動：展示一些與生態系統中生物食物關系相關的選擇題、填空題和簡答題，如“下列食物鏈書寫正確的是（）A.陽光→草→兔→狼B.草→兔→狼→細菌C.草→兔→狼D.兔→草→狼”“在一個草原食物網中，如果鷹的數量大量減少，最可能出現的情況是（）A.兔的數量大量增加B.草的數量大量減少C.蛇的數量大量增加D.鼠的數量大量減少”“簡述生物富集現象產生的原因和危害，并舉例說明”等，讓學生在規定時間內獨立完成練習，然后巡視指導學生答題，及時發現學生存在的問題并進行個別輔導。學生活動：學生認真閱讀題目，運用所學知識進行思考和解答，獨立完成課堂練習。完成后，學生可以與同桌或小組內成員進行交流討論，核對答案，分析錯誤原因，進一步加深對知識的理解和掌握。設計意圖：通過課堂練習，及時檢測學生對本節課知識的掌握程度，反饋教學效果，讓學生在練習中鞏固所學知識，提高運用知識解決問題的能力，發現自己在學習過程中存在的漏洞并及時彌補。（七）布置作業（5分鐘）教師活動：布置課后作業：要求學生繪制一個自己熟悉的生態系統（如校園花園生態系統、家庭附近的小池塘生態系統等）的食物網圖，在圖上標注出生物之間的食物關系、營養級以及可能存在的生物富集現象（如果有）；讓學生查閱資料，了解一種因生物富集而導致的生態事件的詳細情況，下節課進行分享交流。學生活動：學生認真記錄作業要求，明確作業任務，思考如何繪制生態系統食物網圖以及如何查閱相關資料，為課后學習做好準備。設計意圖：通過繪制食物網圖的作業，培養學生的知識整合能力、動手實踐能力和能力，讓學生將所學的食物鏈、食物網知識應用到實際生態系統中，加深對知識體系的理解和記憶。查閱