[生态系统的能量流动]教学设计
1. 教材分析
1.1 本节内容的地位:
该节是苏教版高中《生物》(必修本)第三册第四章第二节.第二节内容是生态系统中能量流动、物质循环、和信息传递、生态系统稳态的维持,均是本章的重点。从考试的角度来看,本节内容常作为考试热点,往往把分析和计算结合在一起。本节内容为1课时。
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:生态系统能量流动的过程和特点
1.3教学目标
知识目标:
(1)了解生态系统能量流动的概念。
(2)应用生态系统能量流动的过程和特点。
(3)体会研究生态系统能量流动的意义。
能力目标:
(1)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。
(2)通过探讨能量流动特点在生产、生活中实际应用,培养学生理论联系实际的能力。 情感目标:
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作准备。
2.教法分析
2.1教学方法:注重“学案导学”,贯彻“先学后教,当堂训练”的教学模式;引导数据
分析,进行启发式教学法;采用多媒体的直观教学法;理论应用实际的知识迁移的教学法。
2.2 重难点突破策略:
(1)引导学生复习生态系统的成分和营养结构,为学习能量流动做好准备.
(2)提前给学生布置学案“预习指导”相关内容,完成①基本概念等的相关填空;②初
步对每一营养级的能量来源和去路作一个简单归纳。
(3)对于学生预习中遇到的困难,教师通过实物投影的方式展现,组织学生分组讨论,
教师引导,得出结论。彻底解决学生的疑难点问题。
(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.重视对学生“分析和处理数据”技能的训练,让学生体验整理、分析数据,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:学案,多媒体课件,实物展示台。
新课引入:
这节公开课后面坐满了老师,大家不免感到紧张。为了缓解紧张情绪,我们首先请大家做一个快乐竞猜游戏。
【PPT】假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上,只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用,那么使自己活的最长的办法是:
1.先吃鸡,然后吃玉米
2.先吃玉米,同时用部分玉米喂鸡,吃鸡生产的蛋,最后再吃鸡
学生:每组学生各选一名代表,做出选择。(绝大部分学生选择的是2)
教师:真理往往掌握在少数人手里。我们共同来看看鲁滨逊的选择是——先吃鸡,后吃玉
米。
【PPT】母鸡提出抗议。
教师:对于母鸡的抗议,我们是可以理解的。我们必须给母鸡一个合理的解释,消除母鸡
的不满情绪,这就得用到我们这节课的内容“生态系统的能量流动”。
新课内容:
【PPT】生态系统的能量流动
提问:什么叫做生态系统的能量流动?
学生回答:生态系统中能量的输入、传递和散失。
学生齐声朗读【学习目标】。
学生阅读教材、思考(时间5分钟):
1、能量是如何“输入”生态系统的?
2、能量“传递”的途径是什么?
3、能量是通过什么方式“散失”的?
老师:朋友聚会的时候,经常玩一种“杠子-虫-老虎-鸡”的游戏,大家有没有知道这个游
戏规则的?
学生讨论,回答游戏规则。
老师: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
老师: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。
学生讨论。
教师:请以食物链中以“生产者”为例,分析该营养级能量流动的来源和去路。 学生分析,完成学案中生产者能量来源和去路的表格填空。
【实物展示】部分学生 “能量来源和去路”的学案填写。
教师组织学生分组讨论,所展示的答案分析的是否正确,写法上有什么不足。
学生讨论,学生代表发言。
【PPT】以“生产者”为例的能量来源和去路。
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。
学生以此类推,说出能量在该食物链各营养级的来源和去路。
教师提示:最高营养级老虎的能量去路只有两条,没有“流入下一营养级”的途径。
【PPT】食物链整体的能量流动图。
回顾读书思考的问题:
1、能量是如何“输入”生态系统的?
2、能量“传递”的途径是什么?
3、能量是通过什么方式“散失”的?
学生:1、能量是生产者通过光合作用将光能转化为有机物中化学能“输入”到生态系统;
2、能量“传递”是通过生物捕食的食物链和食物网进行;
3、能量最终通过各个营养级生物和分解者的呼吸作用,将有机物的化学能最总转
化为热能散失。
教师:结合食物链的能量流动,分析、讨论以下内容:
1、生态系统中能量流动的源头在哪儿?
2、能量流动的起点是什么?
3、生态系统能量的总值为多少?
4、什么是能量流动的渠道?
学生分组讨论。
学生回答:1、阳光; 2、 从生产者固定的全部太阳能开始;
3、生产者所固定的全部太阳光能; 4、食物链、食物网。
教师:在“杠子-虫-鸡-老虎”的食物链中,能量是沿着“杠子-虫- 鸡-老虎”途径单方向流
动的。该食物链能否发生能量逆向流动?或者是循环使用?
学生讨论。
学生回答:不会。生态系统内生物之间的吃与被吃的关系是不能逆转的,因而能量传递的
方向也是不可逆转的;同时,各生物成分通过呼吸作用将有机物的化学能转化
为热能散失,这部分散失的能量是不能被生物重新利用的。
【PPT】生态系统能量流动的特点一:单向流动
老师:以上对能量流动过程的分析,使我们对能量流动有了定性的认识。下面我们通过赛
达伯格湖的学习,对生态系统的能量流动进行定量的分析。
【PPT—动画演示赛达伯格湖的能量流动】
老师:仔细观察赛达伯格湖的能量流动图解,请将图中的数据进行整理,完成学案中“知识探究”中的表格。
教师:在刚才的赛达伯格湖预习的过程中,有些同学对这样几个知识点不是很了解,现在
我将这几个问题反映出来,我们大家共同讨论,研究。
1、能量传递效率如何计算?
2、赛达伯格湖中“未利用的能量”是哪一部分的能量?
学生展开讨论,说出自己的认识。
教师引导、总结:
1、能量传递效率=输入到后一营养级的能量(同化量)/本营养级的能量(同化量)
2、未利用的能量:未被呼吸消耗,也未被下一营养级和分解者所利用的能量,可
依然存在于生物体内,也可能以煤、石油等形式存在。
【PPT——赛达伯格湖数据的整理】
学生思考讨论以下问题:
(1)分析每一营养级能量的 “流入” 和 “流出(包含未利用)” 是否平衡?
(2)随着食物链的延伸,能量在各营养级的含量上有什么特点?赛达伯格湖的能量流动图解中哪些方式表现了该特点?
学生讨论,回答:
(1)每一营养级能量的“流入”和“流出”总量是相等的,遵循了能量守恒定律。
(2)能量逐级递减。每个营养级的数字和箭头面积逐渐减小。
教师:表格中各营养级能量传递效率是多少?
学生:能量从第一营养级流入第二营养级占生产者所固定能量的百分比是13.5%;第二营
养级流人第三营养级的能量,占初级消费者所同化的能量总量的百分比是20%。 结论:能量在两个营养级之间传递效率一般为10%--20%.
学生思考讨论:
(3)能量在两个营养级之间传递效率一般为10%--20%。为什么某一营养级的能量不能百分之百地流到下一个营养级?
学生讨论、回答:
①各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量
②各营养级总有一部分生物的能量未被下一个营养级的生物所利用
③各营养级的尸体、粪便等流入到分解者被利用
教师:由此我们可以得出生态系统的能量流动另一个特点是什么?
学生:能量流动有逐级递减的特点。
【PPT】生态系统能量流动的特点二:逐级递减
【PPT】生态系统能量流动两大特点是:单向流动 逐级递减(能量传递效率为10%--20%) 教师:科学家林德曼研究发现,由一个营养级到下一个营养级能量传递效率一般为10%左
右,称之为“林德曼10%定律”。
教师:如果“杠子—虫—鸡—老虎”的食物链是以10%的传递效率进行的,我们按照各营
养级能量大小可将其堆积成一个特殊的形状——金字塔型。我们称之为“能量金字塔”。
教师:对于能量流动的过程和特点都进行了细致的学习,现在来检查我们对这部分知识掌
握的情况。
课堂当堂训练:学案【思维训练】1、2、3、4、5。
教材“评价指南”第一题。
师生核对习题答案,当堂讨论有疑问的问题。
教师:时间过得真快,大半节课已经过去了。母鸡妈妈该等急了吧。
【PPT】母鸡的等待
【PPT】荒岛上的场景再现
教师:请大家利用已学知识分析,为什么鲁滨逊会选择“先吃鸡,后吃玉米”? 学生讨论···
学生回答:用玉米喂鸡,增加了人在食物链中的营养级数,增大了能量浪费,
违背了人对有限能源的最大利用原则。
老师:结合鲁滨逊的实践经验,考虑到中国国情,在日常生活中我们如何调整饮食结构,
做到粮食类能源的节约呢?
学生讨论:进餐应采用以谷物和植物蛋白为主的食物结构。比如,用豆浆取代牛
奶,用豆腐等取代肉类等。
【PPT】以第一营养级为主的饮食结构
老师:除作为消费者我们对自身饮食结构有所要求外,我们还可以为我们提供
食物的“农林牧副渔”等产业部门提出合理的农业结构调整建议。
【PPT】展示部分同学的设计图,请部分同学介绍设计理念。
师生共同探讨该设计图的科学性和合理性。
老师:生活中,中国农业部和各级地方政府正积极推广因地制宜的生态农业模
式。这些农业模式既保证能量持续高效的流向人类,又注重了环保节约了能源。
【PPT】献言献策——请结合徐州实际情况,设计一个合理的、适合徐州发展的
生态农业。
学生讨论···
总结:生态系统的概念、过程、特点、研究意义。
作业布置:学案【课后巩固】。作业完成时间约15分钟。
《生态系统的能量流动》教学设计
1. 教材分析
1.1 本节内容的地位:
该节是苏教版高中《生物》(必修本)第三册第四章第二节.第二节内容是生态系统中能量流动、物质循环、和信息传递、生态系统稳态的维持,均是本章的重点。从考试的角度来看,本节内容常作为考试热点,往往把分析和计算结合在一起。本节内容为1课时。
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:生态系统能量流动的过程和特点
1.3教学目标
知识目标:
(1)了解生态系统能量流动的概念。
(2)应用生态系统能量流动的过程和特点。
(3)体会研究生态系统能量流动的意义。
能力目标:
(1)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。
(2)通过探讨能量流动特点在生产、生活中实际应用,培养学生理论联系实际的能力。 情感目标:
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作准备。
2.教法分析
2.1教学方法:注重“学案导学”,贯彻“先学后教,当堂训练”的教学模式;引导数据
分析,进行启发式教学法;采用多媒体的直观教学法;理论应用实际的知识迁移的教学法。
2.2 重难点突破策略:
(1)引导学生复习生态系统的成分和营养结构,为学习能量流动做好准备.
(2)提前给学生布置学案“预习指导”相关内容,完成①基本概念等的相关填空;②初
步对每一营养级的能量来源和去路作一个简单归纳。
(3)对于学生预习中遇到的困难,教师通过实物投影的方式展现,组织学生分组讨论,
教师引导,得出结论。彻底解决学生的疑难点问题。
(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.重视对学生“分析和处理数据”技能的训练,让学生体验整理、分析数据,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:学案,多媒体课件,实物展示台。
新课引入:
这节公开课后面坐满了老师,大家不免感到紧张。为了缓解紧张情绪,我们首先请大家做一个快乐竞猜游戏。
【PPT】假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上,只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用,那么使自己活的最长的办法是:
1.先吃鸡,然后吃玉米
2.先吃玉米,同时用部分玉米喂鸡,吃鸡生产的蛋,最后再吃鸡
学生:每组学生各选一名代表,做出选择。(绝大部分学生选择的是2)
教师:真理往往掌握在少数人手里。我们共同来看看鲁滨逊的选择是——先吃鸡,后吃玉
米。
【PPT】母鸡提出抗议。
教师:对于母鸡的抗议,我们是可以理解的。我们必须给母鸡一个合理的解释,消除母鸡
的不满情绪,这就得用到我们这节课的内容“生态系统的能量流动”。
新课内容:
【PPT】生态系统的能量流动
提问:什么叫做生态系统的能量流动?
学生回答:生态系统中能量的输入、传递和散失。
学生齐声朗读【学习目标】。
学生阅读教材、思考(时间5分钟):
1、能量是如何“输入”生态系统的?
2、能量“传递”的途径是什么?
3、能量是通过什么方式“散失”的?
老师:朋友聚会的时候,经常玩一种“杠子-虫-老虎-鸡”的游戏,大家有没有知道这个游
戏规则的?
学生讨论,回答游戏规则。
老师: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
老师: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。
学生讨论。
教师:请以食物链中以“生产者”为例,分析该营养级能量流动的来源和去路。 学生分析,完成学案中生产者能量来源和去路的表格填空。
【实物展示】部分学生 “能量来源和去路”的学案填写。
教师组织学生分组讨论,所展示的答案分析的是否正确,写法上有什么不足。
学生讨论,学生代表发言。
【PPT】以“生产者”为例的能量来源和去路。
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。
学生以此类推,说出能量在该食物链各营养级的来源和去路。
教师提示:最高营养级老虎的能量去路只有两条,没有“流入下一营养级”的途径。
【PPT】食物链整体的能量流动图。
回顾读书思考的问题:
1、能量是如何“输入”生态系统的?
2、能量“传递”的途径是什么?
3、能量是通过什么方式“散失”的?
学生:1、能量是生产者通过光合作用将光能转化为有机物中化学能“输入”到生态系统;
2、能量“传递”是通过生物捕食的食物链和食物网进行;
3、能量最终通过各个营养级生物和分解者的呼吸作用,将有机物的化学能最总转
化为热能散失。
教师:结合食物链的能量流动,分析、讨论以下内容:
1、生态系统中能量流动的源头在哪儿?
2、能量流动的起点是什么?
3、生态系统能量的总值为多少?
4、什么是能量流动的渠道?
学生分组讨论。
学生回答:1、阳光; 2、 从生产者固定的全部太阳能开始;
3、生产者所固定的全部太阳光能; 4、食物链、食物网。
教师:在“杠子-虫-鸡-老虎”的食物链中,能量是沿着“杠子-虫- 鸡-老虎”途径单方向流
动的。该食物链能否发生能量逆向流动?或者是循环使用?
学生讨论。
学生回答:不会。生态系统内生物之间的吃与被吃的关系是不能逆转的,因而能量传递的
方向也是不可逆转的;同时,各生物成分通过呼吸作用将有机物的化学能转化
为热能散失,这部分散失的能量是不能被生物重新利用的。
【PPT】生态系统能量流动的特点一:单向流动
老师:以上对能量流动过程的分析,使我们对能量流动有了定性的认识。下面我们通过赛
达伯格湖的学习,对生态系统的能量流动进行定量的分析。
【PPT—动画演示赛达伯格湖的能量流动】
老师:仔细观察赛达伯格湖的能量流动图解,请将图中的数据进行整理,完成学案中“知识探究”中的表格。
教师:在刚才的赛达伯格湖预习的过程中,有些同学对这样几个知识点不是很了解,现在
我将这几个问题反映出来,我们大家共同讨论,研究。
1、能量传递效率如何计算?
2、赛达伯格湖中“未利用的能量”是哪一部分的能量?
学生展开讨论,说出自己的认识。
教师引导、总结:
1、能量传递效率=输入到后一营养级的能量(同化量)/本营养级的能量(同化量)
2、未利用的能量:未被呼吸消耗,也未被下一营养级和分解者所利用的能量,可
依然存在于生物体内,也可能以煤、石油等形式存在。
【PPT——赛达伯格湖数据的整理】
学生思考讨论以下问题:
(1)分析每一营养级能量的 “流入” 和 “流出(包含未利用)” 是否平衡?
(2)随着食物链的延伸,能量在各营养级的含量上有什么特点?赛达伯格湖的能量流动图解中哪些方式表现了该特点?
学生讨论,回答:
(1)每一营养级能量的“流入”和“流出”总量是相等的,遵循了能量守恒定律。
(2)能量逐级递减。每个营养级的数字和箭头面积逐渐减小。
教师:表格中各营养级能量传递效率是多少?
学生:能量从第一营养级流入第二营养级占生产者所固定能量的百分比是13.5%;第二营
养级流人第三营养级的能量,占初级消费者所同化的能量总量的百分比是20%。 结论:能量在两个营养级之间传递效率一般为10%--20%.
学生思考讨论:
(3)能量在两个营养级之间传递效率一般为10%--20%。为什么某一营养级的能量不能百分之百地流到下一个营养级?
学生讨论、回答:
①各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量
②各营养级总有一部分生物的能量未被下一个营养级的生物所利用
③各营养级的尸体、粪便等流入到分解者被利用
教师:由此我们可以得出生态系统的能量流动另一个特点是什么?
学生:能量流动有逐级递减的特点。
【PPT】生态系统能量流动的特点二:逐级递减
【PPT】生态系统能量流动两大特点是:单向流动 逐级递减(能量传递效率为10%--20%) 教师:科学家林德曼研究发现,由一个营养级到下一个营养级能量传递效率一般为10%左
右,称之为“林德曼10%定律”。
教师:如果“杠子—虫—鸡—老虎”的食物链是以10%的传递效率进行的,我们按照各营
养级能量大小可将其堆积成一个特殊的形状——金字塔型。我们称之为“能量金字塔”。
教师:对于能量流动的过程和特点都进行了细致的学习,现在来检查我们对这部分知识掌
握的情况。
课堂当堂训练:学案【思维训练】1、2、3、4、5。
教材“评价指南”第一题。
师生核对习题答案,当堂讨论有疑问的问题。
教师:时间过得真快,大半节课已经过去了。母鸡妈妈该等急了吧。
【PPT】母鸡的等待
【PPT】荒岛上的场景再现
教师:请大家利用已学知识分析,为什么鲁滨逊会选择“先吃鸡,后吃玉米”? 学生讨论···
学生回答:用玉米喂鸡,增加了人在食物链中的营养级数,增大了能量浪费,
违背了人对有限能源的最大利用原则。
老师:结合鲁滨逊的实践经验,考虑到中国国情,在日常生活中我们如何调整饮食结构,
做到粮食类能源的节约呢?
学生讨论:进餐应采用以谷物和植物蛋白为主的食物结构。比如,用豆浆取代牛
奶,用豆腐等取代肉类等。
【PPT】以第一营养级为主的饮食结构
老师:除作为消费者我们对自身饮食结构有所要求外,我们还可以为我们提供
食物的“农林牧副渔”等产业部门提出合理的农业结构调整建议。
【PPT】展示部分同学的设计图,请部分同学介绍设计理念。
师生共同探讨该设计图的科学性和合理性。
老师:生活中,中国农业部和各级地方政府正积极推广因地制宜的生态农业模
式。这些农业模式既保证能量持续高效的流向人类,又注重了环保节约了能源。
【PPT】献言献策——请结合徐州实际情况,设计一个合理的、适合徐州发展的
生态农业。
学生讨论···
总结:生态系统的概念、过程、特点、研究意义。
作业布置:学案【课后巩固】。作业完成时间约15分钟。
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