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1、人教版必修三第五章第 2节 生态系统的能量流动教学设计(第 1课时)生物组：赵少强 一、教学设计思想 本节采用以探究式活动为主的教学模式，从教材中“问题探讨”提供的素材“荒岛求生”引入，充分激发学生学习的兴趣，设置问题埋下伏笔并引入课题。首先，以草原生态系统最常见得食物链为探究载体，引导学生分析能量的来源和去路，理解并归纳生态系统能量流动的概念。然后充分依托和利用教材中的图片和图解等素材展开能量流动特点的探究式学习。在探究能量流动特点时，先是根据教材示意图形成定性认识，再以林德曼的研究为资料进行运用定量分析的方法研究能量流动的特点。在整个教学中，重视对学生“分析和处理数据”技能的训练，让学生体
2、验整理数据、处理数据、分析数据，以及用数据说明生物学现象和规律的过程。从根本上把老师一讲到底的传统教学过程变为师生共同探索，共同研究的探究式教学过程，充分体现新课标的理念。二、教学目标 1.知识目标（1）概述生态系统能量流动的概念（2）分析生态系统能量流动的过程和特点；2.能力目标（1）通过分析生态系统中能量的输入和散失，即“光合作用”和“呼吸作用”与营养级之间的能量变化关系，加强学生的思维迁移能力。（2）学会分析、推算生态系统的能量传递效率，并学会应用“传递效率”解决相关问题，培养学生整理、分析和处理数据的能力。3.情感目标（1）认同生态系统能量流动的特点，体验能量守恒定律。（2）感受通过整
3、理、分析和处理数据，发现生物学规律的探究乐趣。三、教材分析 生态系统的能量流动一课主要讲述了能量流动的过程、特点和研究能量流动的意义，是生态系统功能中的重点内容。本节以“生态系统的结构”为基础，起着承上启下的作用，它可以与必修 1 光合作用、呼吸作用建立联系，其又直接关系到生态系统物质循环和稳定性的学习。这部分教学内容主要从“生态系统中能量的流动过程”、“生态系统中能量流动的特点”和“人类研究生态系统能量流动的意义”这三个方面来阐明生态系统中的能量流动问题。四、学情分析 本节课的内容学生往往看了教材好像懂了，但真正理解和应用起来却存在一定的问题。若采用传统的讲述法教学，要求学生死记硬背知识点，
4、学生既掌握不了知识，也会觉得很乏味，不利于调动学生的积极性和主动性，也不利于学生能力的培养，学生的主体地位也不能充分的体现出来。根据高二学生已经具备了一定的探索和研究能力的实际情况，采用启发探索式教学，在教学过程中采用讨论法，向学生提出具有启发性和思考性的讨论题，组织学生展开讨论，使学生能主动参与到学习过程中来，在轻松掌握知识的同时，提高学生的阅读、探索、推理、想象、分析和总结归纳等各方面的能力。学生拥有了分析问题、解决问题的能力，不但能在学习动为主的教学模式从教材中问题探讨提供的素材荒岛求生引入充分激发学生学习的兴趣设置问题埋下伏笔并引入课题首先以草原生态系统最常见得食物链为探究载体引导学生
5、分析能量的来源和去路理解并归纳生态系统能量流动的概据教材示意图形成定性认识再以林德曼的研究为资料进行运用定量分析的方法研究能量流动的特点在整个教学中重对学生分析和处理数据技能的训练让学生体验整理数据处理数据分析数据以及用数据说明生物学现象和规律的过程从学目标知识目标概述生态系统能量流动的概念分析生态系统能量流动的过程和特点能力目标通过分析生态系统中能量的输入和散失即光合作用和呼吸作用与营养级之间的能量变化关系加强学生的思维迁移能力学会分析推算生态系统上解决问题，在以后的人生道路上也会少走很多弯路。五、教学重点 生态系统能量流动的过程和特点 六、教学难点 生态系统能量流动的过程和特点 七、课时安
6、排：2 课时 八、教学方法：探究式教学，讨论式教学 九、教学准备：ppt 课件 十、教学过程【多媒体展示“问题探讨”内容，学生思考讨论回答】。荒岛求生：假设你像电影中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有饮用的水以外，几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15kg 玉米。讨论：同学们能想到哪些生存策略【学生讨论后陈述自己的观点】关于这个问题，看来是仁者见仁智者见智，但实际上生存的关键是尽可能获得更多的能量，以维持更长时间等待救援，所以我们应该从能量流动的角度来分析问题。【引出新课】这节课我们就来学习第五章第 2 节生态系统的能量流动。等大家学完这节课后，我们再来解决这个问题。【教
7、师提出问题】谈到生态系统能量的流动，我们先来复习一下上一节课学习过的生态系统能量动为主的教学模式从教材中问题探讨提供的素材荒岛求生引入充分激发学生学习的兴趣设置问题埋下伏笔并引入课题首先以草原生态系统最常见得食物链为探究载体引导学生分析能量的来源和去路理解并归纳生态系统能量流动的概据教材示意图形成定性认识再以林德曼的研究为资料进行运用定量分析的方法研究能量流动的特点在整个教学中重对学生分析和处理数据技能的训练让学生体验整理数据处理数据分析数据以及用数据说明生物学现象和规律的过程从学目标知识目标概述生态系统能量流动的概念分析生态系统能量流动的过程和特点能力目标通过分析生态系统中能量的输入和散失即
8、光合作用和呼吸作用与营养级之间的能量变化关系加强学生的思维迁移能力学会分析推算生态系统流动的渠道是什么【学生思考回复】大屏幕展示草原生态系统的图片。【教师】既然能量流动的渠道是食物链，下面我们就一条具体的食物链为研究载体，一起来探究能量流动的过程。（书写板书）【教师提问】请同学们看大屏幕，这是一幅草原生态系统的示意图，请同学们观察图片中生物之间的食物关系写出其中包含的食物链并分析食物链中三种生物分别属于生态系统中的什么成分【学生代表黑板上写出】【学生分析食物链中三种生物的成分】【教师提问】接下来我们就以这条简单的食物链为材料来研究生态系统中能量流动的过程，请同学们 6 人一组来讨论以下两个问题
9、：1、这条食物链中草的能量从哪得来的又到哪去了 2、兔子和鹰的能量从哪来的又到哪去了【学生小组讨论后回答】【教师小结】通过研究这条简单的食物链，推理到整个生态系统，草代表的是生态系统的生产者，而鹰和兔则代表了消费者，这样我们就可以由这个个例总结出生态系统中能量的来源和去路：来源：生产者的能量来自太阳能。各级消费者的能量来自于上一营养级。去路：呼吸作用散失的能量（热能形式）。动为主的教学模式从教材中问题探讨提供的素材荒岛求生引入充分激发学生学习的兴趣设置问题埋下伏笔并引入课题首先以草原生态系统最常见得食物链为探究载体引导学生分析能量的来源和去路理解并归纳生态系统能量流动的概据教材示意图形成定性认
10、识再以林德曼的研究为资料进行运用定量分析的方法研究能量流动的特点在整个教学中重对学生分析和处理数据技能的训练让学生体验整理数据处理数据分析数据以及用数据说明生物学现象和规律的过程从学目标知识目标概述生态系统能量流动的概念分析生态系统能量流动的过程和特点能力目标通过分析生态系统中能量的输入和散失即光合作用和呼吸作用与营养级之间的能量变化关系加强学生的思维迁移能力学会分析推算生态系统沿食物链被下一营养级同化的能量。分解者释放的能量（也是热能形式）。【教师再提问】通过同学们的合作探究，生态系统能量流动的过程基本已经解决，但还有一个难点的问题需要大家在深入思考：兔子摄食的能量都被同化了吗同化量应该如何
11、计算呢【大屏幕展示 P94能量流经第二营养级示意图】请同学们参照示意图来分析解决。【学生思考回答】【教师归纳】同化量=摄入量-粪便量=呼吸作用散失的能量+生长发育和繁殖的能量=呼吸作用散失的能量+下一营养级同化的能量+分解者释放的能量（二）总结能量流动的概念【教师指出】“象这样生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，就称为生态系统的能量流动”。【教师强调】能量流动中的几个问题：(1)生态系统中能量的最终源头是什么(2)流经一个生态系统的总能量是什么 （三）分析能量流动特点 【教师引入】总结了能量流动的概念，接下来我们一起再来探究能量流动的特点。【大屏幕展示 P94图 5-7 生态系统能量
12、流动示意图】动为主的教学模式从教材中问题探讨提供的素材荒岛求生引入充分激发学生学习的兴趣设置问题埋下伏笔并引入课题首先以草原生态系统最常见得食物链为探究载体引导学生分析能量的来源和去路理解并归纳生态系统能量流动的概据教材示意图形成定性认识再以林德曼的研究为资料进行运用定量分析的方法研究能量流动的特点在整个教学中重对学生分析和处理数据技能的训练让学生体验整理数据处理数据分析数据以及用数据说明生物学现象和规律的过程从学目标知识目标概述生态系统能量流动的概念分析生态系统能量流动的过程和特点能力目标通过分析生态系统中能量的输入和散失即光合作用和呼吸作用与营养级之间的能量变化关系加强学生的思维迁移能力学
13、会分析推算生态系统【教师提问】请同学看大屏幕，思考并回答以下两个问题 1、从示意图中箭头流动的方向判断能量流动的方向能否逆向流动、循环流动 2、为什么生态系统能量流动的图解中方框逐级变小，箭头越来越细这说明生态系统能量流动在数量上有什么特点 【学生思考回答】【教师设问】通过观察图解,我们已经对能量流动在方向以及能量在数量上的特点有了定性的认识，但是有一个问题需要同学么再思考：能量沿食物链流动越来越少是否违背能量受恒定律呢【学生思考回答】【教师指出】科学规律往往需要实验和数据的支撑，要回答这个问题，我们除了有定性的认识外，还需要对能量流动的过程进行定量的分析和计算。【大屏幕展示图 5-8 赛达伯
14、格湖的能量流动】【教师指出】请同学们看大屏幕，这是美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊-赛达伯格湖的能量流动进行的定量分析，得出了图 5-8 所示的数据：【教师设问】1、请同学们列出图解中流入和流出生产者的能量数据，并计算他们的数值是否相等 2、请同学们分析图解，按要求填写表格中的各项数据，并计算“流出”生产者和植食性动物的能量占“流入”他们能量的百分比 营养级 流入能量 流出能量（输入后一个营出入比 动为主的教学模式从教材中问题探讨提供的素材荒岛求生引入充分激发学生学习的兴趣设置问题埋下伏笔并引入课题首先以草原生态系统最常见得食物链为探究载体引导学生分析能量的来源和去路理解并归纳生
15、态系统能量流动的概据教材示意图形成定性认识再以林德曼的研究为资料进行运用定量分析的方法研究能量流动的特点在整个教学中重对学生分析和处理数据技能的训练让学生体验整理数据处理数据分析数据以及用数据说明生物学现象和规律的过程从学目标知识目标概述生态系统能量流动的概念分析生态系统能量流动的过程和特点能力目标通过分析生态系统中能量的输入和散失即光合作用和呼吸作用与营养级之间的能量变化关系加强学生的思维迁移能力学会分析推算生态系统养级）生产者%植食性动物%肉食性动物 【学生处理数据】3、根据表格中每个营养级“流入”的能量数据来看，能量是否逐级递减【学生回答】【教师总结】我们把流出和流入的比值称为生态系统能
16、量流动的传递效率，科学研究表明，一般来说，能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是 10%20%。通过定量计算我们验证了之前的定性分析，能量流动具有两个特点：1、单向不循环流动；2、逐级递减：传递效率为 10%-20%。【教师引入】能量金字塔：如果将单位时间内食物链中各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形，称为能量金字塔。从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。我们再次回到导课的问题探讨，指出从能量流动的角度有两种生存策略请同学们根据这节课所学的知识分析那种策略能让你等待更长的时间等待救援 A、先吃鸡，再吃玉米。B、先吃玉
17、米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。动为主的教学模式从教材中问题探讨提供的素材荒岛求生引入充分激发学生学习的兴趣设置问题埋下伏笔并引入课题首先以草原生态系统最常见得食物链为探究载体引导学生分析能量的来源和去路理解并归纳生态系统能量流动的概据教材示意图形成定性认识再以林德曼的研究为资料进行运用定量分析的方法研究能量流动的特点在整个教学中重对学生分析和处理数据技能的训练让学生体验整理数据处理数据分析数据以及用数据说明生物学现象和规律的过程从学目标知识目标概述生态系统能量流动的概念分析生态系统能量流动的过程和特点能力目标通过分析生态系统中能量的输入和散失即光合作用和呼吸作用与营养级之间
18、的能量变化关系加强学生的思维迁移能力学会分析推算生态系统根据题目意思画出食物链进行分析。【学生回答】【教师点评】十一、板书设计 生态系统的能量流动 一、能量流动的过程 1、渠道：食物链和食物网 2、过程 来源 去路 二、生态系统的能量流动的概念 概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。1、能量源头：太阳能 2、流经生态系统的总能量：生产者所固定的太阳能 三、能量流动的特点 1、单向流动，不可逆，不循环。2、逐级递减，传递效率约是 10%-20%。十、教学评价 1下图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答问题。图中 D表示_。能量在逐级递减中，传递率按 20计算，若狐获得的
19、能量是 8 千焦，传递给狼的能量为_千焦，狼获得的能量中，草应供给这条食物链的能量为_千动为主的教学模式从教材中问题探讨提供的素材荒岛求生引入充分激发学生学习的兴趣设置问题埋下伏笔并引入课题首先以草原生态系统最常见得食物链为探究载体引导学生分析能量的来源和去路理解并归纳生态系统能量流动的概据教材示意图形成定性认识再以林德曼的研究为资料进行运用定量分析的方法研究能量流动的特点在整个教学中重对学生分析和处理数据技能的训练让学生体验整理数据处理数据分析数据以及用数据说明生物学现象和规律的过程从学目标知识目标概述生态系统能量流动的概念分析生态系统能量流动的过程和特点能力目标通过分析生态系统中能量的输入
20、和散失即光合作用和呼吸作用与营养级之间的能量变化关系加强学生的思维迁移能力学会分析推算生态系统焦。图中各营养级通过 A_作用被消耗，通过 B_利用，而 B 又通过C_被消耗。（答案：太阳能；200；呼吸 分解者 呼吸作用）十一、教学反思 动为主的教学模式从教材中问题探讨提供的素材荒岛求生引入充分激发学生学习的兴趣设置问题埋下伏笔并引入课题首先以草原生态系统最常见得食物链为探究载体引导学生分析能量的来源和去路理解并归纳生态系统能量流动的概据教材示意图形成定性认识再以林德曼的研究为资料进行运用定量分析的方法研究能量流动的特点在整个教学中重对学生分析和处理数据技能的训练让学生体验整理数据处理数据分析数据以及用数据说明生物学现象和规律的过程从学目标知识目标概述生态系统能量流动的概念分析生态系统能量流动的过程和特点能力目标通过分析生态系统中能量的输入和散失即光合作用和呼吸作用与营养级之间的能量变化关系加强学生的思维迁移能力学会分析推算生态系统