生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)模型設(shè)計(jì)制作與使用

王麗群

摘 要 例述了通過(guò)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)相關(guān)內(nèi)容模型的構(gòu)建，學(xué)生能更好地理解教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)難點(diǎn)。

關(guān)鍵詞 模型 生態(tài)系統(tǒng) 能量流動(dòng)

中圖分類號(hào) G633.91 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 B

“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”一節(jié)是人教版生物教材《必修3·穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第五章第二節(jié)的內(nèi)容，知識(shí)點(diǎn)比較抽象。教材中在“能量流動(dòng)的過(guò)程”內(nèi)容中呈現(xiàn)了生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖，但很多學(xué)生對(duì)這個(gè)示意圖不能正確理解。在研究能量流動(dòng)時(shí)，學(xué)習(xí)了某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量變化之后，教師概括能量在整個(gè)生態(tài)系統(tǒng)中的流動(dòng)過(guò)程，再由學(xué)生通過(guò)已有的知識(shí)來(lái)構(gòu)建模型。研究“能量流動(dòng)的特點(diǎn)”中，分析賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)的資料后，學(xué)生再修正前面制作的模型，從而得出正確的結(jié)論。學(xué)生以小組為單位來(lái)完成模型的構(gòu)建過(guò)程，相互評(píng)價(jià)和修正，有效地理解了教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

1 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)模型的設(shè)計(jì)和制作

1.1 模型設(shè)計(jì)如圖1所示

1.2 各模型數(shù)量及尺寸大小

（1） 盒子一個(gè)：長(zhǎng)×寬×高為20 cm×14 cm×10 cm。

（2） 白板一個(gè)：45 cm×60 cm。

（3） 營(yíng)養(yǎng)級(jí)8個(gè)（上面標(biāo)有營(yíng)養(yǎng)級(jí)的字樣）：

大小依次為：4.5 cm×4.5 cm、4 cm×4 cm、3.5 cm×3.5 cm、3×3 cm、2.5 cm×2.5 cm、2 cm×2 cm、1.5cm×1.5 cm、1×1 cm。

（4） 呼吸作用8個(gè)（上面標(biāo)有呼吸作用的字樣）：

大小依次為1 cm×2.5 cm、0.9 cm×2.3 cm、0.8 cm×2.1 cm、0.7 cm×1.9 cm、0.6 cm×1.7 cm、0.5 cm×1.5 cm、0.4 cm×1.3 cm、0.3 cm×1.1 cm。

（5） 分解者1個(gè)（上面帶有分解者字樣）：1×15 cm。

（6） 棕色箭頭8個(gè)：

大小依次為0.8 cm×2 cm、0.7 cm×1.9 cm、0.6 cm×1.8 cm、0.5 cm×1.7 cm、0.4 cm×1.6 cm、0.3 cm×1.5 cm、0.2 cm×1.4 cm、0.1 cm×1.3 cm。

（7） 藍(lán)色箭頭16個(gè)：

0.45 cm×1.6 cm、0.40 cm×1.6 cm、0.35 cm×1.6 cm、0.30 cm×1.6 cm、0.25 cm×1.6 cm、0.2 cm×1.6 cm、0.15 cm×1.6 cm、0.10 cm×1.6 cm各兩個(gè)。

除盒子外，所有模型都用厚度為0.5 cm的磁性貼制成。

2 生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)模型的使用方法

（1） 在定性研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過(guò)程后，由小組合作來(lái)構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)能量流經(jīng)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的模型，要求：

① 除了第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)要通過(guò)光合作用制造有機(jī)物外，其余各營(yíng)養(yǎng)級(jí)都要從上一營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得能量；

② 各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量有3個(gè)去向：呼吸作用消耗；流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)；被分解者分解（呼吸作用消耗）

其中，代表營(yíng)養(yǎng)級(jí)的方塊、代表呼吸作用的方塊以及代表能量流動(dòng)的箭頭的大小不做要求。

（2） 在定量研究能量流動(dòng)的特點(diǎn)之后，再由各小組完成對(duì)模型的進(jìn)一步修正，修正后的結(jié)果如圖2所示，要求：

① 食物鏈中的營(yíng)養(yǎng)級(jí)一般不超過(guò)4或5個(gè)，所以模型中的食物鏈營(yíng)養(yǎng)級(jí)不應(yīng)太長(zhǎng)。

② 營(yíng)養(yǎng)級(jí)的大小依次減小，代表越高級(jí)的營(yíng)養(yǎng)級(jí)所含的能量就越少。

③ 輸入各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量（棕色箭頭）依次變窄，代表能量流動(dòng)是逐級(jí)遞減的。

④ 各營(yíng)養(yǎng)級(jí)通過(guò)呼吸作用消耗和流向分解者的能量也是逐級(jí)遞減的。

⑤ 能量流動(dòng)是單向的、不可逆轉(zhuǎn)的，也不能循環(huán)流動(dòng)。

3 模型使用的優(yōu)點(diǎn)

科學(xué)性強(qiáng)。學(xué)生在學(xué)習(xí)了能量流動(dòng)的過(guò)程后，可以構(gòu)建模型來(lái)表示各營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的去向；在學(xué)習(xí)了能量流動(dòng)的特點(diǎn)后，學(xué)生可以修正前面構(gòu)建的模型，從而得到正確的示意圖。

操作性強(qiáng)。此教具具有磁性，可以與白板粘合，也可以從白板上拿掉，因此學(xué)生可以方便地對(duì)模型進(jìn)行構(gòu)建和修正。

實(shí)用性強(qiáng)。此教具方便學(xué)生以小組為單位進(jìn)行演示或到講臺(tái)講解，也方便教師的演示活動(dòng)。