“生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質(zhì)循環(huán)”一節(jié)的教學設(shè)計

張宜萍 曹長江

摘要 由光盤行動引出新課，自學助思營養(yǎng)級，問題導學及活動模擬分析生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動情況，角色扮演鞏固新知，小品表演學習生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)，樹立低碳環(huán)保的生活理念。

關(guān)鍵詞 能量流動 物質(zhì)循環(huán) 教學設(shè)計

中圖分類號C633.91

文獻標志碼B

1 教材分析

“生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質(zhì)循環(huán)”是蘇教版八年級上冊第十九章生態(tài)系統(tǒng)中的內(nèi)容。對于初中學生來說，本節(jié)課的難度相對較大，涉及光合作用、呼吸作用、生態(tài)系統(tǒng)、食物鏈、食物網(wǎng)等方面的知識，是一節(jié)知識性、理論性較強的綜合課。教材首先介紹了營養(yǎng)級的概念，安排了討淪草原生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動活動;結(jié)合生態(tài)系統(tǒng)中的碳循環(huán)的圖文資料，描述碳循環(huán)的特點，并滲透低碳環(huán)保的生活理念。本節(jié)課的重點和難點是分析生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動的情況及生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)，為增強學生的感性認知，通過多種教學資源和手段來設(shè)計教學。

2教學目標

（1）通過分析草原生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)，學會描述營養(yǎng)級的概念;通過分析生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動過程，說出生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動特點。

（2）通過參與模擬探究活動，提高分析解決問題的能力;參與角色扮演及小品表演活動，提高語言表達能力。

（3）正確認識人類作為生態(tài)系統(tǒng)中的一員在能量流動中的作用，增強環(huán)境保護和節(jié)約資源意識。

3教學過程

3.1 光盤行動——引入新課

教師展示校園網(wǎng)上關(guān)于“光盤行動”的新聞報道，請學生談?wù)勯_展“光盤行動”的意義，提出問題：生命活動離不開能量的供給，而能量又來自哪里？地球上的各種生物是如何獲得生命活動所需要的能量？人類能夠直接利用太陽的能量嗎？大氣中的氧氣和二氧化碳的含量總是保持在一定的水平，千萬年來，變化不大，為什么會這樣呢？這到底是怎樣的一個過程？就讓我們一起來學習生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動和物質(zhì)循環(huán)。

設(shè)計意圖：由“光盤行動”引入新課的學習，既貼近學生實際生活，又能提高學生節(jié)約糧食、節(jié)約能源的意識。

3.2 自學助思——營養(yǎng)級

學生閱讀教材，對照教科書的營養(yǎng)級示意圖，思考：什么叫營養(yǎng)級？每一營養(yǎng)級是由哪些生物構(gòu)成的？根據(jù)營養(yǎng)級的定義可知，作為生產(chǎn)者的綠色植物位于食物鏈的起點，共同構(gòu)成第一營養(yǎng)級，以綠色植物為食的草食動物就共同構(gòu)成了第二營養(yǎng)級，以草食動物為食的肉食動物就構(gòu)成了第三營養(yǎng)級，其他依此類推。教師展示草原生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)（圖1），提問：圖中的生態(tài)系統(tǒng)有哪幾條食物鏈？說出每條食物鏈中草和鷹分別位于第幾營養(yǎng)級？學生討論后，得出結(jié)淪：生產(chǎn)者在不同的食物鏈中，總是位于第一營養(yǎng)級。同一消費者在不同的食物鏈中，所處的營養(yǎng)級可能不同。

設(shè)計意圖：“營養(yǎng)級”的概念較容易，學生自學可以解決。為了反饋學生有沒有真正掌握營養(yǎng)級的概念，教師即時呈現(xiàn)的題目既復習了食物鏈的知識，又能使學生得出結(jié)論，可以說是一石二鳥。

3.3生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動

教師通過問題導學、活動模擬，逐步引導學生分析生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動的最終來源、起點、途徑，歸納出能量流動的特點;學生利用角色扮演活動，及時鞏固新知。

3.3.1 問題導學——能量流動的最終來源、起點、途徑

能量流動是生態(tài)系統(tǒng)的重要功能之一，教師引導學生結(jié)合以下5個問題閱讀教材，并進行小組討論：

①生態(tài)系統(tǒng)中能量的最終來源是什么？它是如何進入生態(tài)系統(tǒng)的？

②生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的起點是什么？

③能量在生物體內(nèi)是通過什么途徑流動的？

④每一營養(yǎng)級獲得了能量主要用于什么？會不會全部流入下一營養(yǎng)級？

⑤嘗試歸納生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點。

師生就疑點進行交流：每一營養(yǎng)級獲得的能量主要用于自身的生長、發(fā)育和生殖等生命活動。生物只要活著都要進行呼吸作用消耗大量能量。例如，兔喜歡吃嫩草、野菜和樹葉。那么，兔子吃枯枝落葉嗎？它們哪里去了？狼吃兔毛、兔骨、兔的糞便嗎？不吃，這些東西哪里去了？像這些枯枝敗葉、兔毛、兔骨、糞便里面有能量嗎？

設(shè)計意圖：這部分內(nèi)容是本節(jié)的重點、難點。教師采取提出問題，讓學生帶著問題閱讀教材，再通過學生小組討論與教師引導啟發(fā)相結(jié)合、師生談話等方法，使學生對“能量流動的過程”有深刻的理解，培養(yǎng)學生的邏輯思維、辯證思維和發(fā)散思維的能力。

3.3.2活動模擬——能量流動的特點

教師介紹科學史，作為活動背景：美國著名生態(tài)學家林德曼通過實地的調(diào)查研究得出了這樣的規(guī)律：生態(tài)系統(tǒng)中能量在相鄰兩個營養(yǎng)級之間的傳遞效率一般只有10%～20%。活動說明：請三位“學生”分別代表食物鏈“草→兔→狼”中的三個“營養(yǎng)級”，由于能量是看不見的，因此為了幫助學生建立直觀感受，杯中的“紅墨水”模擬營養(yǎng)級所擁有的“能量”。前一個營養(yǎng)級的學生將杯中約1/5的水傳遞給后一營養(yǎng)級學生的杯中。活動過程：選擇三個身材由低到高的學生，站成一排，依次倒墨水，倒完以后展示杯中的水。其他學生說出，誰獲得的能量最多，誰獲得的能量最少。

教師提出問題：在同一條食物鏈中，營養(yǎng)級越高，獲得的能量越少。能量可以倒流嗎？為什么？狼可以捕食兔，兔不能吃狼，因此，能量不能倒流。師生共同歸納小結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點：單向流動，逐級減少。

設(shè)計意圖：在師生共同討論分析第四和第五個問題之間穿插的“倒墨水”模擬活動，讓學生直觀感受到能量流動的過程，進而歸納出能量流動的特點。

3.3.3 角色扮演——能量去哪兒了

四位學生分別扮演太陽公公、小草、兔哥和灰大狼，運用本節(jié)課所學知識，說一說：我是誰？我體內(nèi)的能量來自哪兒？能量又去了哪兒？

設(shè)計意圖：通過角色扮演活動復習生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動的相關(guān)知識，鞏固新知。該形式新穎活潑，將課堂氣氛推向高潮。

3.4生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)

學生代表表演小品“碳之迷途”。原創(chuàng)臺詞如下：

旁白：我是碳，有人說我是黑炭：有人說我是碳水化合物，太高大上，我記不住;有人說我是有機物：有人說我是無機物：有人說我是空氣：還有人說我是食物……哎！我很迷茫！你說，我是誰？我到底是誰？！

大樹：我從小就與碳結(jié)下了不解情緣，我離不開大氣中的二氧化碳，我可以把大氣中的二氧化碳轉(zhuǎn)化成含碳有機物：當然，我每天也會向大氣中源源不斷地排出二氧化碳。

小鹿：謝謝你，大樹！是你為我提供了富含能量的含碳有機物，是你讓我每天活力四射！

細菌、真菌：我說你們可都得感謝我。要不是我，地球上早就沒有你們生存的空間了。當你們的生命走到盡頭的時候，是我把你們體內(nèi)的含碳有機物分解成了二氧化碳。

煤、石油：我一向比較低調(diào)，默默地為人類奉獻著。我燃燒了自己，成就了人類的輝煌;我將自己化作一縷青煙，消失在茫茫人海中……

教師組織學生表演，引導學生總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)（如碳循環(huán)等）的過程及作用，提出低碳生活的具體措施。

設(shè)計意圖：用小品活動代替簡單枯燥的呈現(xiàn)，使課堂氣氛相對活躍，同時既很好地說明了碳循環(huán)過程中的物質(zhì)變化，又強調(diào)了各種生物在碳循環(huán)中發(fā)揮的作用。

3.5 概念圖——小結(jié)新知

為了幫助學生鞏固所學知識，教師應用概念圖的形式生成板書，實現(xiàn)對知識點的歸納提升（圖2）。

4教學反思

本節(jié)課充分體現(xiàn)了以學生為主體教師為主導的設(shè)計思想。為突破教學重難點，教師采用問題導學促進學生深度思維;模擬活動將隱性的能量傳遞過程以顯性觀察活動呈現(xiàn)，幫助學生突破認知難點。角色扮演可幫助學生將書本中靜態(tài)的知識以獨特的、幽默的語言方式表達出來，鍛煉了學生的語言表達能力，是一種較為新穎的課堂教學評價嘗試。用小品活動代替簡單枯燥的呈現(xiàn)，使課堂氣氛相對活躍，同時促進了學生的深度理解，教學效果良好。