5.2生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教學(xué)設(shè)計

李小梅

一、教材分析

《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》是人教版必修三第五章第二節(jié)的內(nèi)容，學(xué)生在學(xué)習(xí)了第一節(jié)《結(jié)構(gòu)生態(tài)系統(tǒng)的》基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的功能.讓學(xué)生明白結(jié)構(gòu)決定功能，也為第六章《生物與環(huán)境》的學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ).有承上啟下的作用。

本節(jié)教學(xué)內(nèi)容主要從“生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動過程”、“生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點”和“人類研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義”這三個方面來闡明生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動問題。

生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點是本節(jié)的重點，教材較好地采用了兩種方法，一方面邏輯推理，歸納出了能量在相鄰兩營養(yǎng)級之間的傳遞效率為10%～20%;另一方面直觀形象地以單位時間內(nèi)各營養(yǎng)級獲得的能量數(shù)值，由低到高繪制出了一個能量金字塔。這樣可以培養(yǎng)學(xué)生的邏輯思維和分析問題的能力。

能量流動具有單向性和逐級遞減的原因是本節(jié)的難點之一。充分利用“賽達(dá).伯格湖中能量流動定量分析”實驗，是突破這一難點的關(guān)鍵，指導(dǎo)學(xué)生討論分析這個實驗數(shù)據(jù)，從而提高學(xué)生的數(shù)據(jù)分析的能力。

二、教學(xué)目標(biāo)

1. 使學(xué)生了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念，掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。

2.概述研究能量流動的實踐意義

3.通過引導(dǎo)學(xué)生定量地分析某個具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程和特點，培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合和推理的思維能力。

4.通過討論“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義”這一教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生理解科學(xué)是第一生產(chǎn)力的觀點。

三、重難點分析

重點：生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點

難點：生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點

重難點突破策略：（1）引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的成分和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)，為學(xué)習(xí)能量流動做好準(zhǔn)備.

（2）提前給學(xué)生布置學(xué)案“預(yù)習(xí)指導(dǎo)”相關(guān)內(nèi)容，完成

①基本概念等的相關(guān)填空;②初步對每一營養(yǎng)級的能量來源和去路作一個簡單歸納。③對于學(xué)生預(yù)習(xí)中遇到的困難，教師通過實物投影的方式展現(xiàn)，組織學(xué)生分組討論，教師引導(dǎo)，得出結(jié)論。④聯(lián)系賽達(dá)伯格湖能量流動的實例，分析能量流動的傳遞效率，來驗證生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點.重視對學(xué)生“分析和處理數(shù)據(jù)”技能的訓(xùn)練，讓學(xué)生體驗整理、分析數(shù)據(jù)，用數(shù)據(jù)說明生物學(xué)現(xiàn)象和規(guī)律的過程。

四、學(xué)情分析

在初中生物和必修一的學(xué)習(xí)中，學(xué)生通過看書相互討論等往往感覺好像懂了，但真正理解和應(yīng)用起來卻存在一定的問題。若仍然跟原來一樣老師講學(xué)生聽，然后要求學(xué)生死記硬背，結(jié)果肯定跟往屆學(xué)生一樣既覺得乏味又掌握不了知識，更別說做題應(yīng)用了。

高二學(xué)生已經(jīng)具備一定處理問題的能力，為了調(diào)動學(xué)生的積極性和主動性，采用啟發(fā)式教學(xué)，向?qū)W生提出具有啟發(fā)性和思考性的討論題，組織學(xué)生展開討論，并且讓學(xué)生代表回答，其余學(xué)生再點評、找茬，在較難環(huán)節(jié)引導(dǎo)學(xué)生分析后，讓學(xué)生嘗試建立思維導(dǎo)圖。使所有學(xué)生都能積極主動參與到學(xué)習(xí)過程中來，提高學(xué)生閱讀、探索、推理、分析和總結(jié)歸納等各方面的能力。

五、教學(xué)方法

利用好練習(xí)冊前面的自主導(dǎo)學(xué)部分，貫徹“先學(xué)后教，當(dāng)堂訓(xùn)練”的教學(xué)模式;引導(dǎo)數(shù)據(jù)分析，進(jìn)行啟發(fā)式教學(xué)法;采用思維導(dǎo)圖繪制和多媒體展示的直觀教學(xué)法;理論應(yīng)用實際的知識遷移的教學(xué)法。

六、教學(xué)用具

多媒體課件思維導(dǎo)圖學(xué)案課本

七、課時計劃

1課時

八、教學(xué)過程

教學(xué)內(nèi)容 教師活動 學(xué)生活動 設(shè)計意圖

復(fù)習(xí)提問并引

入新課 師：提問：（1）生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)包括哪兩部分？

（2）生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)有什么功能？

師：學(xué)生回答后用思維導(dǎo)圖（圖1）直觀展示上節(jié)的核心內(nèi)容，并強(qiáng)調(diào)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)決定功能，而在生態(tài)系統(tǒng)的三大功能（能量流動，物質(zhì)循環(huán)，信息傳遞）中能量流動是最重要的.那么今天我們就來學(xué)習(xí)第二節(jié)<生態(tài)系統(tǒng)的能量流動> 生1：回憶并回答，其余學(xué)生點評

生2：食物鏈和食物網(wǎng)是能量流動和物質(zhì)循環(huán)的渠道

展示思維導(dǎo)圖 通過復(fù)習(xí)導(dǎo)入，讓學(xué)生對知識的編排做到心中有數(shù)，明晰學(xué)習(xí)思路。

一、能量流動的概念 設(shè)問：什么是能量流動？包括了呢些過程？

然后讓學(xué)生自己看書獲取概念，但可能不理解，教師乘機(jī)追問如何分析？ 學(xué)生看書，在已有基礎(chǔ)上建構(gòu)能量流動的概念。

培養(yǎng)學(xué)生靜心讀書的習(xí)慣

二、能量流動的過程 白板展示課本上“生態(tài)系統(tǒng)能量流動圖解”，根據(jù)圖解提出以下問題：

1能量流動的渠道是什么？

2能量的來源是什么？

3流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？

4各個營養(yǎng)級能量的來源又是什么？各營養(yǎng)級能量的去路有哪些？請以生產(chǎn)者（第一營養(yǎng)級）為例說明。

5再以初級消費者為例，說明消費者的能量來源和去路

先讓學(xué)生帶著問題閱讀課本相關(guān)內(nèi)容，之后小組就上述問題展開討論，然后繪制某一營養(yǎng)級能量流動思維導(dǎo)圖。見圖2

繼續(xù)設(shè)問：根據(jù)課本圖示，下一營養(yǎng)級攝入的量和同化的量一樣嗎？若不一樣有什么關(guān)系？

的量和同化的量一樣嗎？若不一樣有什么關(guān)系？

什么是同化量？教師帶著學(xué)生閱讀書本文字。

小結(jié)：同化量=細(xì)胞呼吸的消耗量+用于生長、發(fā)育和繁殖的能量（下一營養(yǎng)級同化量+分解者分解的量）

然后讓學(xué)生再就能量流動過程進(jìn)行小結(jié)，老師點評，

小結(jié)：生態(tài)系統(tǒng)流動的能量來自太陽能，但并不是所有的太陽能都參與生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動，必須是輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營養(yǎng)級的能量才能開始在生態(tài)系統(tǒng)中流動。

師：怎樣輸入？生產(chǎn)者固定的太陽能總量就是流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。 學(xué)生看書小組展開討論并將討論結(jié)果進(jìn)行梳理

然后小組展開比拼

學(xué)生看書總結(jié)攝入量和同化量關(guān)系：（1）攝入量=同化量+糞便量

（2）明白什么是同化量

學(xué)生再就上述問題嘗試進(jìn)行小結(jié) 借助思維導(dǎo)圖直觀的圖示。

二、能量流動的過程 師：生產(chǎn)者固定的太陽能有幾個去處？

過渡：對于初級消費者所同化的能量，也是這三個去處。并且可以認(rèn)為，一個營養(yǎng)級所同化的能量=呼吸散失的能量十分解者釋放的能量十被下一營養(yǎng)級同化的能量。但對于最高營養(yǎng)級的情況有所不同。 生：以小組為單位邊討論邊繪制思維導(dǎo)圖，并進(jìn)行展示總結(jié)。討論結(jié)果見圖2.

生：依賴于生產(chǎn)者的光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。

生：呼吸消耗，下一營養(yǎng)級同化，分解者分解。 通過這些問題的分析、討論，使“能量流動”這一較為抽象的概念具體化，便于深入理解，同時也激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣。通過多次討論，小結(jié)，檢查，實現(xiàn)本節(jié)教學(xué)目標(biāo)

三、能量流動的特點 過渡：能量在流動的過程中，各營養(yǎng)級之間是什么關(guān)系？會可逆嗎？每一營養(yǎng)級的能量很大部分通過呼吸作用以熱能的形式散失，散失的熱能能不能再回到生態(tài)系統(tǒng)中參與流動？那么生態(tài)系統(tǒng)中能量流動有什么特點？形成這些特點的原因是什么？結(jié)合賽達(dá)伯格湖能量流動圖解計算相鄰兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率是多少？各營養(yǎng)級之間的傳遞效率在多大范圍內(nèi)？請學(xué)生帶著這些問題閱讀教材“能量流動的特點”一段，閱讀完后，討論這些問題。

（待同學(xué)們閱讀討論完后）請學(xué)生代表概括一下能量流動的特點，然后教師有特點引出能量金字塔

師小結(jié)： 在賽達(dá)伯格湖，第二營養(yǎng)級只獲得第一營養(yǎng)級同化能量的13.5%，第三營養(yǎng)級只獲得第二營養(yǎng)級同化能量的20%，能量在相鄰兩個營養(yǎng)級間的傳遞效率只有10%～20%，那么，其余80%～90%的能量哪里去了？請一位同學(xué)回答這個問題。

師：未被利用的，可以理解為后一營養(yǎng)級不能利用的（如荒地中的草根）和后一營養(yǎng)級能利用而未利用的（如羊不可能將草地的草吃干凈）這些未利用的能量除少量被分解者分解釋放外，它們可能會成為有機(jī)質(zhì)沉積物，若干時間后被利用。 生：捕食

生：不會

生：不能

學(xué)生回答兩個特點：單向流動，逐級遞減

生：被呼吸消耗，被分解者釋放，還有一大部分未被利用。

學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識展開激烈的討論，然后自由發(fā)言

總結(jié)時學(xué)生主動參與到關(guān)鍵詞的選擇、知識點之間的聯(lián)系和邏輯性的思考、知識的完整性的補(bǔ)充上，很好的進(jìn)行了知識網(wǎng)絡(luò)的建構(gòu)。

四、研究能量流動的意義 過渡：研究能量流動的意義在于使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠?。比如草原怎樣放牧產(chǎn)畜量高而草原又不退化？農(nóng)作物怎樣才能給人類提供更多的產(chǎn)品？假如給你一個池塘，你該怎樣經(jīng)營，才能最大獲益？請大家討論。

（討論后請幾個同學(xué)闡述他們的結(jié)論）

生：學(xué)生看書了解?；鶟O塘模式 將所學(xué)知識運用于新情景中，解決實際問題，理解研究能量流動的實踐意義

五、總結(jié) 師：通過學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，我們知道生態(tài)系統(tǒng)必須不斷地從外界獲取能量。能量流動能維持各個營養(yǎng)級的生命和繁殖后代，使得一個生態(tài)系統(tǒng)得以存在和發(fā)展。本節(jié)內(nèi)容我們主要學(xué)習(xí)了能量流動的過程、特點和意義，尤其是過程的分析。然后用備課環(huán)節(jié)設(shè)計好的思維導(dǎo)圖再次強(qiáng)調(diào)本節(jié)內(nèi)容。見圖3

通過上述分析學(xué)生真正理解能量流動的相關(guān)內(nèi)容

展示思維導(dǎo)圖讓學(xué)生對本節(jié)內(nèi)容一目了然

六、練習(xí) PPT展示相關(guān)習(xí)題，學(xué)生及時練習(xí)，鞏固知識。

生：思考并回答或小組討論后代表回答 及時練習(xí)，反饋知識掌握情況

九、布置作業(yè)

十、板書設(shè)計

5.3生態(tài)系統(tǒng)的能量流動

1.能量來源：太陽

2.能量輸入：生產(chǎn)者的光合作用

3.能量流動的渠道：食物鏈（網(wǎng)）

4.能量流動的過程：光→生產(chǎn)者→初級消費者

5.能量流動的特點。單向流動，逐級遞減

6.能量流動的傳遞效率：10～20%

7.能量金字塔

8.研究能量流動的意義

十一、課后反思

《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》一節(jié)主要講述了能量流動的過程、能量流動的特點和研究能量流動的意義。能量流動的過程非常抽象，因此分析能量流動的過程是本節(jié)課的重難點。本節(jié)課采用了小組合作學(xué)習(xí)方式，在復(fù)習(xí)提問、小組討論、課堂小結(jié)三個環(huán)節(jié)使用到思維導(dǎo)圖，充分發(fā)揮其在生物教學(xué)中的優(yōu)勢。大大提高了學(xué)生學(xué)習(xí)生物的興趣，并且借助多媒體的形象直觀化使學(xué)生能夠運用所學(xué)的生物學(xué)知識解決實際生活中的問題，達(dá)到學(xué)以致用。

由于能量流動的過程比較抽象，因此可以采用學(xué)生熟悉的食物鏈讓學(xué)生分析，采用理論聯(lián)系實際的思路得出相應(yīng)的結(jié)論，突破難點。

本節(jié)課學(xué)生對知識的掌握情況反應(yīng)良好，預(yù)期的能力和情感目標(biāo)基本達(dá)成。然而自我的感覺整堂課還是缺乏點精彩，課堂的鮮活度不夠。反思問題主要在以下幾個方面：

1.課容量過大，導(dǎo)致研究能量的實踐意義時讓學(xué)生從身邊的例子分析時有些學(xué)生沒有時間，有些學(xué)生有點失望。

2.時間分配不夠合理

注：本文系寧夏銀川市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題，課題名稱：《思維導(dǎo)圖在高中生物教學(xué)中的應(yīng)用研究》的研究成果，課題號YJKG18-136