《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》在高三復(fù)習(xí)課中的教學(xué)設(shè)計

本文以生態(tài)系統(tǒng)能量流動為主線，圍繞《考綱》要求，引導(dǎo)學(xué)生通過自主學(xué)習(xí)、推理探究、模型建構(gòu)、資料分析、比較歸納等方式，系統(tǒng)梳理生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念、過程、特點(diǎn)、意義等基礎(chǔ)知識，并注重學(xué)生能力的培養(yǎng)與提升。

1 教材分析

本節(jié)選自人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書《生物（必修3）穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第五章第2節(jié)。本節(jié)課既以上一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，又與下一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)緊密聯(lián)系，起到了承前啟后的作用。其內(nèi)容包括生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念、過程、特點(diǎn)以及研究能量流動的實(shí)踐意義，在歷年高考中均屬于考查重點(diǎn)。

2 教學(xué)目標(biāo)

《全國新課標(biāo)高考生物考試大綱》對本節(jié)內(nèi)容考查的表達(dá)為：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的基本規(guī)律和應(yīng)用，屬于Ⅱ級要求，即理解所學(xué)知識和其他相關(guān)知識之間的聯(lián)系和區(qū)別，并能在較復(fù)雜的情境中綜合運(yùn)用其進(jìn)行分析、判斷、推理和評價。根據(jù)考綱要求，我將教學(xué)目標(biāo)具體細(xì)化，設(shè)置為：

①根據(jù)能量流動概念中的四個核心動詞，提出概括性問題，引領(lǐng)學(xué)生閱讀課本，自主復(fù)習(xí)，簡述能量流動概念和研究方法，舉例說出第一營養(yǎng)級的能量流動過程。

②參照第一營養(yǎng)級能量流動模型，小組合作探究，歸納第二營養(yǎng)級能量流動過程；掌握重點(diǎn)規(guī)律，培養(yǎng)學(xué)生分析推理的能力。

③通過觀察“賽達(dá)伯格湖能量流動圖解”，學(xué)生總結(jié)能量流動特點(diǎn)，繪制能量金字塔，并運(yùn)用能量流動原理，解釋生活中的有關(guān)實(shí)例，提升學(xué)生遷移應(yīng)用的能力。

④學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際，區(qū)分能量金字塔和數(shù)量金字塔的差異，舉例說出數(shù)量金字塔可能存在的塔形倒置現(xiàn)象。

⑤通過分析生態(tài)農(nóng)業(yè)模式，學(xué)生闡明研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義，培養(yǎng)學(xué)生分析總結(jié)的能力。

3 教學(xué)過程

3.1 挖掘核心概念，合理設(shè)疑，引領(lǐng)復(fù)習(xí)

在能量流動一節(jié)中，貫穿教材始終的是能量流動概念中的四個核心動詞：輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失。逐一對這四個要素進(jìn)行分析，對于學(xué)生理解和應(yīng)用能量流動規(guī)律具有重要作用。所以課堂開始，首先提出一個概括性的問題：“生態(tài)系統(tǒng)能量流動中，包含了4個動詞：輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失。就某個營養(yǎng)級而言（如生產(chǎn)者），你能說出這4個動詞的具體內(nèi)容嗎？”給學(xué)生3分鐘時間，閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，自主復(fù)習(xí)，回答上述問題，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科閱讀的能力。

學(xué)生結(jié)束自主學(xué)習(xí)以后，教師給出具體填空題目，帶領(lǐng)學(xué)生共同總結(jié)分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念和將各營養(yǎng)級的生物視為一個整體進(jìn)行研究的研究方法。以第一營養(yǎng)級為例，詳實(shí)分析4個核心動詞的具體內(nèi)容。例如，“輸入”包括：①輸入方式：生產(chǎn)者的光合作用；②能量流動起點(diǎn)：生產(chǎn)者固定太陽能；③流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量：生產(chǎn)者固定太陽能的總量。“傳遞”包括：①途徑：食物鏈和食物網(wǎng)；②形式：有機(jī)物中的化學(xué)能。“轉(zhuǎn)化”包括：①途徑：光合作用、呼吸作用；②形式：光能—化學(xué)能—熱能?！吧⑹А卑ǎ孩偻緩剑汉粑饔?、分解作用；②形式：熱能。當(dāng)學(xué)生將四個要素逐一分析透徹后，即可構(gòu)建出能量流經(jīng)第一營養(yǎng)級的模型。

3.2 參照模型，合作探究，推理架構(gòu)

參照能量在第一營養(yǎng)級的流動過程，小組合作探究，建構(gòu)能量流經(jīng)第二營養(yǎng)級的過程模型。由學(xué)生代表描繪在黑板上，并進(jìn)行講解。在師生共同討論指正的過程中，滲透重要規(guī)律，概括三個等式：①攝入量=同化量+糞便量；②同化量=生長發(fā)育繁殖量+呼吸量；③生長發(fā)育繁殖量=流入下一營養(yǎng)級量+分解量。得出初級消費(fèi)者糞便中的能量屬于生產(chǎn)者的同化量；短時間內(nèi)存在未利用的能量，若從長期看，可把未利用部分劃歸到被分解者利用等相應(yīng)結(jié)論。

3.3 結(jié)合資料，分析判斷，對比遷移

請學(xué)生分析教材P95“賽達(dá)伯格湖能量流動圖解”，通過觀察和計算，得出能量流動特點(diǎn)和能量傳遞效率。運(yùn)用以上規(guī)律，描繪能量金字塔，并解釋諺語“一山不容二虎”的生態(tài)學(xué)原理。聯(lián)想“樹—昆蟲—鳥”的生活實(shí)例，啟發(fā)學(xué)生思考數(shù)量金字塔的倒置情況，繼而對比能量關(guān)系與數(shù)量關(guān)系的區(qū)別和聯(lián)系。

3.4 分析例題，歸納總結(jié)，形成知識體系

教師例舉一道有關(guān)生態(tài)農(nóng)業(yè)的例題，請學(xué)生在作答過程中，分析生態(tài)農(nóng)業(yè)的行為模式和優(yōu)點(diǎn)。通過學(xué)生討論分析，總結(jié)出研究能量流動的意義是實(shí)現(xiàn)能量的多級利用，大大提高能量的利用率；調(diào)整能量流動關(guān)系，使能量持續(xù)高效得流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。歸納過程中，學(xué)生能夠?qū)Ρ竟?jié)復(fù)習(xí)課中所涉問題進(jìn)行聯(lián)系，從而形成知識體系。

3.5 巧設(shè)圖例，靈活應(yīng)用，及時檢測

教師繪制兩幅有關(guān)能量流動的典型圖例，請學(xué)生回答問題。進(jìn)一步加深學(xué)生對能量流動過程的理解，鍛煉學(xué)生對原理的應(yīng)用能力。例1：若B為該營養(yǎng)級同化量，則A、C、D各為什么含義？例2：W1、A1、B1、C1、D1各為什么含義？通過分析圖例中字母表示的含義，可以對學(xué)生的掌握情況進(jìn)行時檢測和修正。

4 教學(xué)反思

作為一節(jié)高三一輪復(fù)習(xí)課來說，本節(jié)的設(shè)計緊緊圍繞《考綱》要求，梳理基礎(chǔ)知識，全面閱讀教材，徹底掃除學(xué)生在知識結(jié)構(gòu)理解上的障礙，并幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)能力上得到不斷提升。針對不同的知識點(diǎn)，采取不同的教學(xué)策略。重視核心概念的教學(xué)，下大力度挖掘能量流動的四大核心要素；擺脫傳統(tǒng)的講授式教學(xué)模式，開展合作探究，建構(gòu)模型，分析資料等多種教學(xué)環(huán)節(jié)與評價方式，真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生在“做中學(xué)”，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息，推理判斷，分析與應(yīng)用的能力。

（作者單位：包鋼第一中學(xué)）