《生态系统的能量流动》教学设计

《生态系统的能量流动》教学设计

作为一名无私奉献的老师，编写教学设计是必不可少的，教学设计是一个系统化规划教学系统的过程。教学设计应该怎么写才好呢？以下是小编精心整理的《生态系统的能量流动》教学设计，欢迎阅读与收藏。

一、教材分析

1.1 本节内容的地位：

《生态系统的能量流动》是人教版高中教材必修三第五章第二节的内容。本节安排两个课时，这节课完成第一课时，内容是生态系统能量流动的过程和特点两部分。

在学习本节内容之前，学生已经学习了光合作用、呼吸作用以及生态系统的结构，为本节课的学习奠定了基础。本节内容也为以后要学习的物质循环、生态系统稳定性等内容作铺垫，因此起着承上启下的作用，并且对人们在实际生活中的行为有着非常重要的指导意义。

从应试的角度来看，本节内容常作为考试热点，往往把分析和计算结合在一起，也是生态学中为数不多的可以定量研究的知识模块。

1.2 教学重点和难点

教学重点:生态系统能量流动的过程和特点

教学难点: 对生态系统中能量的输入和输出加以分析，培养学生的知识迁移运用能力和计算能力

1.3教学目标

知识目标、能力目标、情感目标，三位一体、相互支撑。

【知识目标】：

ⅰ、理解生态系统能量流动的概念。

ⅱ、分析生态系统能量流动的过程和特点（重点）。

【能力目标】：

ⅰ、指导学生构建能量流动的概念模型、数学模型。

ⅱ、通过引导学生定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，培养学生分析、综合和推理的思维能力。

ⅲ、对生态系统中能量的输入和输出加以分析，培养知识迁移运用能力和计算能力。

【情感目标】：

ⅰ、通过小组分工与自主性学习，培养发现问题、解决问题以及与他人合作交流的能力。

ⅱ、站在生态道德的角度，理解一些生态学观点，使学生懂得对资源的利用应遵循生态学原理和可持续发展原则，为形成科学的世界观做准备。

二、教法分析

2.1教学方法：

根据这节课的特点，本节课采用了以建构主义教学法为主，以问题导学法、分组讨论法为辅的策略。

针对能量流动的过程和特点，可以提出许多开放性、探究性的问题，所以本节内容是运用问题导学法的好材料。针对本校高二学生有较多小组合作经验等情况，在教学中我还运用了分组讨论法。此外，我还设计了本节课的导学案、制作了相关的教具以及多媒体课件，力求使知识更为直观，使课堂更加有趣。

2.2 重难点突破策略:

（1）提前让学生复习生态系统的成分和营养结构以及预习本节课，为学习本节做好准备。

（2）上课前发给学生课堂导学案，在讲课的过程中引导学生完成。

（3）通过建构主义教学法，让学生主动建构能量流动概念模型和数学模型，通过小组内和小组间的横向对比和纵向对比，以及教师的修正，让学生进一步认识和掌握建构模型的重要性。

（4）联系赛达伯格湖能量流动的实例,分析能量流动的传递效率,以验证和巩固生态系统能量流动的特点，重视用数据说明生物学现象和规律的过程。

（5）通过设置几个命题进行分组讨论，加强理论联系实际。

2.3教学工具：课堂导学案，多媒体课件及相关教具。

三、教学过程

新课导入：

【ppt】大家看到这个班次的飞机应该并不陌生，马航mh370客机失联已有三个多月了，人们对此有很多的联想和猜测，那么飞机去哪儿了？假如飞机安全的降落到了印度洋一个美丽的小岛上，岛上没有任何食物，飞机上每一名乘客随身携带的只有15kg玉米和一只母鸡可以食用，你认为以下哪些生存策略能让乘客们维持更长的时间来等待救援：

a、先吃鸡，然后吃玉米

b、先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡

教师：（分组讨论并统计各个选项的人数）解决这个问题的关键是哪种策略能使乘客们获得最多的能量，从而能维持最长的时间来等待救援。为了更合理、更科学的选择，这一节课咱们来学习生态系统的能量流动。

新课内容：

【ppt】能量与能量代谢

教师：请同学们想一想，在已学过的生物学知识中与能量相关的概念有哪些

学生回答：糖类、脂肪、atp、热能、光能、化学能、光合作用、呼吸作用

【ppt】与能量有关的概念

糖类、脂肪、atp、热能、光能、化学能、光合作用、呼吸作用

教师：糖类、脂肪、atp是能源物质；热能、光能、化学能是能量的不同形式；光合作用和细胞呼吸是与能量相关的生理过程。

教师：图中a、b分别代表什么生理过程，c、d分别代表什么形式的能量?

(通过建构主义理论,能唤起学生已有的知识和经验，在此基础上初步建构与能量流动相关的概念:能量输入、储存、转化和散失等，从而为后续学习做好知识铺垫和顺延。)

教师：朋友聚会时，经常玩一种“老虎、杠子、鸡”的游戏，大家有没有知道这个游戏规则的？谁来介绍一下

学生讨论，回答游戏规则。

教师：在这个游戏中生物之间有制约作用。其中除了杠子对老虎的机械作用外，其他生物之间的关系是靠捕食起到制约作用的。它们之间的捕食可形成完整的食物链。

【ppt】“杠子、虫、鸡、老虎”的食物链

教师：说出食物链中各生物所属营养级，以及在生态系统中的具体成分。

学生集体回答。

在这个环节中，我设计了这样一个问题：“在食物链中，各营养级的能量来源来源是什么？能量去路又有哪些？”为了解决这个问题，我给每个小组发了一套教具。然后指导学生以杠子为例进行探究，让学生在卡片指定的位置写出它的能量来源和去路，并用箭头标示清楚。

教师组织学生分组讨论，并让学生把构建好的概念模型按照营养级从低到高的顺序排列粘贴在黑板相应位置上，而且在每一个小组中，学生推荐一名代表来讲解自己的成果。

【ppt】屏幕上打出正确的第一营养级的概念图，学生自主对比并作修改。并总结第一营养级的能量来源和去路。（左图为原图，右图为简化图。）

来源：生产者通过光合作用固定的太阳光能

去路：

（1）自身通过呼吸作用分解一部分有机物,释放能量（散失）；

（2）随残枝败叶等流入到分解者中（最终通过分解者的呼吸作用散失能量）；

（3）有一小部分有机物中的能量流入到下一个营养级。

教师：通过小组讨论，比较找出第一营养级（杠子）和第二营养级（虫）的异同

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1教学目标

1.知识目标

（1）分析理解生态系统能量流动的过程和能量流动的特点

（2）概述研究能量流动的意义

（3）应用能量流动规律进行相关的计算

2.能力目标

通过引导学生定量分析具体的生态系统能量流动过程和特点,培养学生分析、综合和推理的思维能力

3.情感态度与价值观目标

（1）注重培养学生发现问题、解决问题的能力。

（2）注重培养学生生态学观点，形成合理利用资源应遵循生态学原理和可持续发展的观念。

（3）注重培养学生实事求是的科学态度，树立科学服务于社会的观念。

2学情分析

学生对生态系统能量流动的知识了解得很少，特别是对每一个营养级能量来源与去向问题，学生难以理解、难以掌握；生态系统能量流动的特点，也是学生学习这一章节一大难点。根据学生以形象思维为主的特点，教师应提供各种教学素材，运用多种教学媒体，从生活实际出发，引导学生学习本节内容，同时激发他们的学习兴趣。

3重难点

1. 学习重点：生态系统能量流动的过程和特点

2. 学习难点：能量流动具有单向、逐级递减的原因；每一个营养级能量的来源与去向。

4教学过程

4.1第一学时

教学活动

活动1【导入】

完成课本P91问题探讨，尝试回答讨论题，并思考选择此种生存策略的理由，导入新课。

活动2【活动】自学提炼，梳理要点

一、能量流动的概念：指生态系统中能量的 、 和 的过程。

二、能量的流动过程

1．能量的来源

除极少特殊空间以外，地球上所有的生态系统所需要的能量都来自 。生 产者固定的 便是流经这个生态系统的总能量。

2．能量流动的渠道

能量流动的渠道是生态系统的营养结构 和 。

3．能量流动的形式

有机中的 。

4．某个营养级的能量流动

如能量流经第二营养级的过程

①输入： 中的能量被摄入到初级消费者体内。

②散失：初级消费者通过 作用散失大部分能量；初级消费者的粪便、遗体残骸中的 能量被 分解释放。

③传递：部分初级消费者被 捕食。

三、能量流动的特点

生态系统的能量流动具有两个明显的特点： 和 。能量在相邻

的两个营养级间的传递效率大约是 。

四、研究能量流动的意义

研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理地调整生态系统中的 关系，使能

量 持续高效地流向 的部分。

活动3【活动】重点、难点分析

一、生态系统能量流动的过程及特点

投影能量流动示意图，学生分析思考，讨论如下问题：

1、能量的输入

①能量的来源？②能量流动的起点？③能量输入的总量？

2、能量的传递

①传递的途经？②传递的形式？③传递的过程？

3、示意图中的箭头的含义？

4、 能量能否逆向流动、循环流动？

学生交流汇报讨论结果，并用实物展示仪展示部分学生成果。

教师点评并重点引导分析：

①在方向上：单向流动

（由于捕食关系不能颠倒，营养级也不能逆向，所以能量的流动是单向的。）

②在数值上：方框大小、箭头大小→逐级递减

（呼吸中以热能形式散失的能量是不可再利用的，因此能量的流动是逐级递减的。）

二、定量分析能量流动

投影赛达伯格湖的具体数据，引导学生分析图解，并用一个表格来处理赛达伯格湖的生态系统中各个营养级的能量流入和流出途径。讨论回答下列问题：

1、从第一营养级流入第二营养级的能量，占生产者所固定的能量 总量的百分比是多少？从第二营养级流入第三营养级的能量，占初级消费者所同化的能量总量的百分比是多少？

2、能量在流动、转化后，流入下一个营养级的能量、呼吸作用散失、分解者分解及未被利用的能量总和是多少？

3、通过上述分析，你可以得出什么结论？

学生交流展示成果，教师点评。让学生总结能量流动的特点。

三、分析每个营养级的能量来源与去向

投影以第二营养级为例的能量来源与去向图解，引导学生分析并建立能量流动模式图。

学生交流展示成果，教师点评并总结：投影知识框架，形成知识体系。

活动4【测试】反馈矫正与巩固提升

1.下列关于生态系统能量流动的叙述中正确的是（ ）

A.通过消费者的粪便流入到分解者体内的能量属于消费者同化作用所获得的能量的一部分

B.能量可以循环流动

C.生产者可通过光合作用合成有机物，并把能量从无机环境带入生物群落

D.当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者便获得了被捕食者的全部能量

2．有关生态系统中能量流动的叙述，不正确的是 （ ）

A．生态系统中能量流动是太阳能辐射到系统内生产者上的能量

B．生态系统中能量几乎全部来自太阳能

C．生态系统离开外界环境的能量供应就无法维持

D．生态系统中能量流动是单向流动和逐级递减的

3．流经一个生态系统的总能量是 （ ）

A．生产者用于生长、发育和繁殖的总能量 B．流经各个营养级的能量总和

C．各个营养级生物同化的能量总和 D．生产者固定的太阳能的总量

4．下列有关生态系统能量流动的叙述中，错误的是 （ ）

A．当狼吃掉一只兔子时，狼不可能获得兔子的全部能量

B．当狼捕食兔子并转化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级

C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落

D．生态系统的能量流动是单向的，逐级递减的

5. 某一生态系统中，已知一只鹰增重2kg要吃l0kg小鸟，小鸟增重0．25kg要吃2kg昆虫，而昆虫增重l00 kg要吃1000kg植物。在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为 ( )

A．0．05％ B．0．5％ C．0．25％ D．0．025％

6. 稻田中农民要拔掉稗草，鱼塘中要不断清除肉食性的“黑鱼”，用生态学观点看，是为了( )

A．保持生态平衡 B．保持生物群落的单一性

C．调整能量在生态系统中流动的方向 D．使物质能够尽快地循环流动

7．“一山不容二虎”这一谚语，用生态学观点可以解释为 ( )

A．虎所需的生活空间很大 B．身强体壮的虎以身体弱小的虎为食

C．虎性情孤独，不群聚

D．营养级越高的生物，能得到的能量越少，个体数量也就越少