生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)的教學設計探析

吳姚

摘 要：通過角色扮演培養(yǎng)學生探究的能力，通過合作學習培養(yǎng)學生合作的能力，通過構(gòu)建碳循環(huán)概念圖培養(yǎng)學生構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)的能力。最后，通過倡導低碳生活，培養(yǎng)學生保護環(huán)境的意識。

關(guān)鍵詞：生態(tài)系統(tǒng);物質(zhì)循環(huán);教學設計

中圖分類號：G423文獻標志碼：A文章編號：1008-3561（2015）03-0076-01

一、教材分析

“生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)”是人教版高中生物必修三“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”中第五章第三節(jié)的內(nèi)容。教材第五章是以生態(tài)系統(tǒng)為框架，主要講述了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動、物質(zhì)循環(huán)、信息傳遞及穩(wěn)定性等知識，主要體現(xiàn)宏觀的生態(tài)學內(nèi)容。

本節(jié)內(nèi)容是第五章的一個重點，是銜接生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性與能量流動的重要環(huán)節(jié)，并為生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的實現(xiàn)提供了一個平臺，埋下了一個伏筆。該節(jié)內(nèi)容與必修一“細胞的物質(zhì)輸入和輸出”“細胞的能量供應和利用”有聯(lián)系。

二、教學目標

（1）知識目標。1）以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。 2）理解生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念。

（2）能力目標。1）通過角色扮演培養(yǎng)學生自主探究學習的能力。2）通過合作學習，嘗試構(gòu)建碳循環(huán)概念圖，培養(yǎng)學生合作學習的能力。

（3）情感態(tài)度與價值觀目標。通過學習人類對碳循環(huán)的影響，培養(yǎng)學生保護環(huán)境的意識。

三、教學重、難點

（1）重點。1）分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。2）理解生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念。

（2）難點。以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。

四、教學過程

（1）創(chuàng)設情境，導入新課。以一個微型生態(tài)瓶入手，提問：生態(tài)系統(tǒng)所需的能量最終來源于什么呢？（太陽能）物質(zhì)又來自于哪里呢？（地球）學生觀察并回答問題，從而導入生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)，這樣可以激發(fā)學生學習的興趣。

（2）構(gòu)建碳循環(huán)的概念圖。讓學生一起呼出一口氣，想象一下二氧化碳分子中的碳元素的去向。播放一段有關(guān)碳循環(huán)的視頻，將學生分組，進行角色扮演，來探索碳循環(huán)的過程。通過進行角色扮演，調(diào)動學生學習的積極性，并親自體驗探索碳循環(huán)的過程。接下來，以5人為一小組通過擺卡片構(gòu)建碳循環(huán)的概念圖，培養(yǎng)學生的動手能力和合作能力。

通過學生構(gòu)建的碳循環(huán)概念圖提問：①碳元素在無機環(huán)境中主要以什么物質(zhì)形式存在的？②那在生物體內(nèi)又是以什么形式存在的？③碳元素主要以什么途徑從無機環(huán)境進入到生物體的？④以什么途徑從生物群落進入到大氣中的？學生思考老師的問題，小組討論，總結(jié)出在無機環(huán)境中的二氧化碳通過光合作用和化能合成作用使碳元素以有機物的形式存在于生物群落中，在生物群落中的生產(chǎn)者、消費者、分解者通過呼吸作用分解有機物，生成二氧化碳進入到無機環(huán)境中。這樣，能培養(yǎng)學生分析問題的能力，加深他們對碳循環(huán)的理解。然后，出一則謎語：“在一片大草原上來了一群羊，打一水果？”（草莓）?！坝謥砹艘蝗豪悄?？”（楊梅），通過謎語，激發(fā)了學生學習興趣?，F(xiàn)在我們就可以構(gòu)建出一條食物鏈，生產(chǎn)者是草，初級消費者是羊，次級消費者是狼。羊吃草，草的有機物就被羊獲得，同理，羊的被狼獲得。現(xiàn)在我們思考一下。⑤碳元素在草、羊、狼之間是以什么渠道進行傳遞的呢？（食物鏈）許多食物鏈通過彼此相互交錯連接、形成的復雜營養(yǎng)結(jié)構(gòu)就成為食物網(wǎng)。⑥碳元素是以什么形式進行傳遞的呢？（有機物）⑦在生物群落中是這樣一種情況，那么碳元素在無機環(huán)境與生物群落之間是以什么物質(zhì)形式進行循環(huán)的呢？（二氧化碳）通過問題串，進一步加深學生對碳循環(huán)的理解，從而得出生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念。

（3）生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念與特點。這里的生態(tài)系統(tǒng)指的是地球上最大的生態(tài)系統(tǒng)——生物圈，其中的物質(zhì)循環(huán)的范圍是全球性的，那我們看生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)首先會具有什么特點呢？ （全球性）所以，它又可以叫生物地球化學循環(huán)。在這種循環(huán)過程中物質(zhì)可不可以被反復利用？（可以）所以，它的另一個特點是可反復利用、循環(huán)流動。這樣，能培養(yǎng)學生的歸納能力。

（4）小結(jié)。由碳循環(huán)的概念圖，我們可以觀察到，大氣中的二氧化碳有三方面的來源，隨著現(xiàn)代工業(yè)的迅速發(fā)展，人類大量燃燒煤、石油等化學燃料，使二氧化碳含量迅速增加，大氣中的二氧化碳就像一層厚厚的玻璃罩，使地球變成了一個大暖房——形成溫室效應。 所以，我們在地球母親的懷抱中享受著每一個朝陽、每一滴雨露的時候，又可以為其做些什么呢？請同學們在課下寫一篇題目為《不要因碳氣而嘆氣》的日記，讓我們將低碳進行到底。這樣，既能讓學生利用所學知識解決實際問題，同時又提高了學生的環(huán)保意識。

五、設計思路說明

本節(jié)課的教學首先從課前制作的微型生態(tài)瓶入手，通過角色扮演，思考碳元素的去向，為之后構(gòu)建碳循環(huán)的概念圖奠定基礎(chǔ)。構(gòu)建碳循環(huán)的概念圖既是這節(jié)課的重點也是難點，所以我通過動畫視頻的播放及采用合作學習的教學策略，突出重點內(nèi)容的學習，既降低了個體學習的難度，又培養(yǎng)了學生合作學習的能力。之后，通過一系列富有層次的問題，旨在引導學生通過對碳循環(huán)概念圖的剖析，總結(jié)出生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念。最后，通過總結(jié)大氣中二氧化碳的來源并舉出一些目前倡導低碳生活的例子，以培養(yǎng)學生保護環(huán)境的意識。

參考文獻：

[1]朱正威，趙占良.普通高中課程標準實驗教科書[M].北京：人民教育出版社，2004.

[2]祁支炳.“生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)和能量流動”教學設計[J].生物學教學，2012（03）.