生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教學(xué)設(shè)計(一輪復(fù)習(xí))

生態(tài)系統(tǒng)的能量流動鏵強(qiáng)中學(xué) 易航宇一、考綱分析本節(jié)復(fù)習(xí)課內(nèi)容為高中生物新課程必修3第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。新課程考綱對能量流動的過程、能量流動的特點(diǎn)及研究能量流動的意義要求均為，即理解所列知識和其他相關(guān)知識之間的聯(lián)系和區(qū)別，并能在較復(fù)雜的情境中綜合運(yùn)用其進(jìn)行分析、判斷、推理和評價?！澳芰苛鲃印笔歉呖嫉闹攸c(diǎn)和難點(diǎn)，在每年的高考中都占有較大的比重，常與生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、光合作用、呼吸作用等知識結(jié)合，綜合考查學(xué)生應(yīng)用知識解決生產(chǎn)生活問題的能力。通常以圖表的形式呈現(xiàn)，側(cè)重能量的去路、能量流動的特點(diǎn)、能量傳遞的效率。復(fù)習(xí)時要通過整合教材要點(diǎn)，重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用相關(guān)原理解決問題的能力。二、復(fù)習(xí)目標(biāo)1.知識與技能目標(biāo)：（1）說明生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點(diǎn)。（2）概述研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的實(shí)踐意義。（3）利用能量流動相關(guān)知識解決實(shí)際問題，提高學(xué)生分析、推理、綜合能力。2.過程與方法目標(biāo)：（1）運(yùn)用所學(xué)的能量流動知識,解決生產(chǎn)和生活中的實(shí)際問題（2）通過例題分析，提高審題能力和解題能力，提升識圖能力和綜合應(yīng)用能力。3.情感、態(tài)度與價值觀目標(biāo)（1）關(guān)注科學(xué)知識在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的具體應(yīng)用（2）分析“提高有機(jī)生態(tài)農(nóng)業(yè)園收益”的措施，探討研究能量流動的實(shí)踐意義，形成合理利用資源應(yīng)遵循生態(tài)學(xué)原理和可持續(xù)發(fā)展的觀念。三、復(fù)習(xí)重、難點(diǎn)1. 復(fù)習(xí)重點(diǎn)（1）生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點(diǎn)。（2）研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。2. 復(fù)習(xí)難點(diǎn)（1）能量傳遞效率的相關(guān)計算（2）應(yīng)用能量流動相關(guān)知識解決實(shí)際問題。四、學(xué)情分析通過必修3新課的學(xué)習(xí)，學(xué)生基本了解了能量流動的過程，但學(xué)生掌握的是彼此相對孤立的有關(guān)能量流動的知識點(diǎn)，知識網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建還不完善，而且距離學(xué)生新課的學(xué)習(xí)時間較長，學(xué)生在一定程度上對這部分知識有所遺忘，所以，需要在復(fù)習(xí)的過程中引導(dǎo)學(xué)生回顧學(xué)習(xí)過的知識，同時構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。由于高三學(xué)生已建立了能量、能量傳遞、能量守恒等一些基本概念；有關(guān)儲存能量的物質(zhì)、能量代謝、以及生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)等知識已學(xué)習(xí)過，這些都是理解本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ)。但能量流動的過程和特點(diǎn)比較抽象，所以多舉實(shí)例，配以圖表分析，構(gòu)建物理模型，提高學(xué)生應(yīng)用知識解決實(shí)際問題的能力。需要在高一新課的基礎(chǔ)上進(jìn)行補(bǔ)充和拓展，采用練習(xí)發(fā)現(xiàn)問題解決問題的模式，基礎(chǔ)知識讓學(xué)生自主復(fù)習(xí)，填寫導(dǎo)學(xué)案，知識的內(nèi)化轉(zhuǎn)移到課堂中完成。另外，學(xué)生通過新課的學(xué)習(xí)以及通過自主梳理，已經(jīng)具有一定的認(rèn)知能力，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性已初步建立，理解能力、獲取信息的能力、綜合運(yùn)用能力也得到較大提高，但還不完善，仍需設(shè)計教師主導(dǎo)的教學(xué)活動。在教學(xué)中，教師要做問題情境的創(chuàng)設(shè)者，解決問題的引導(dǎo)者，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生回憶、探索，培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)能力、解題能力和知識遷移等的能力。五、教學(xué)方法“練習(xí)發(fā)現(xiàn)問題解決問題”教學(xué)模式：即轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的教學(xué)模式，通過對教學(xué)結(jié)構(gòu)的顛倒安排，實(shí)現(xiàn)個性化教學(xué)。其模式是基礎(chǔ)知識的傳授通過學(xué)案輔助在課后自主完成，學(xué)生通過填寫學(xué)案完成基礎(chǔ)知識梳，提出疑問反饋給教師。知識的內(nèi)化在課堂中經(jīng)師生、生生協(xié)助而完成，包括答疑解惑、知識的運(yùn)用等，從而提高復(fù)習(xí)課效率。教學(xué)媒體：多媒體課件、投影儀等課前學(xué)生梳理基礎(chǔ)知識，完成學(xué)案，再完成老師提出的問題。六、教學(xué)設(shè)計思路（1）課前（基礎(chǔ)知識梳理）：自主復(fù)習(xí)自主完成學(xué)案，提出疑問教師評閱學(xué)案，關(guān)注出現(xiàn)的問題（2）課堂（完成知識的內(nèi)化）：展示分享學(xué)生學(xué)習(xí)成果小組討論教師提出的問題，共同整合完善提高生態(tài)園收益的措施針對出現(xiàn)的問題，剖析疑惑點(diǎn)，構(gòu)建物理模型突破重難點(diǎn)“能量流動的示意圖”課堂反饋練習(xí)，完成知識的遷移和應(yīng)用知識點(diǎn)的歸納和總結(jié)七、教學(xué)過程課前：時間安排教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動課前學(xué)生自學(xué)分發(fā)學(xué)案，監(jiān)督學(xué)生自主復(fù)習(xí)。學(xué)生復(fù)習(xí)教材，討論教師在學(xué)案中提出的問題，并完成學(xué)案。課前學(xué)案評閱教師評閱學(xué)生學(xué)案，關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)中遇到的問題，結(jié)合重難點(diǎn)確定課堂探究內(nèi)容。課堂：環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)置意圖創(chuàng)設(shè)情境引入新課PPT展示：某生態(tài)農(nóng)業(yè)園效果圖。提問：從生態(tài)系統(tǒng)能量流動的角度分析，有哪些措施可以提高生態(tài)園的收益？觀察、思考，逐漸進(jìn)入學(xué)習(xí)情境。用現(xiàn)代生態(tài)農(nóng)業(yè)引出話題，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣， 成果展示分析討論引導(dǎo)學(xué)生歸納生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)。引導(dǎo)學(xué)生歸納能量的輸入。引導(dǎo)學(xué)生從能量的去路、競爭關(guān)系、變廢為寶等方面思考。小組討論、交流點(diǎn)評，教師列舉第一措施：從能量的去路分析，適當(dāng)降低夜間溫度可以減少大棚作物_，提高作物產(chǎn)量。引導(dǎo)學(xué)生思考生產(chǎn)者固定的能量有哪些去路？思考，歸納交流討論、完善措施、代表展示成果。思考，借鑒優(yōu)點(diǎn)，找出不足。進(jìn)一步了解學(xué)生基礎(chǔ)知識掌握情況。討論過程體現(xiàn)了學(xué)生的主體作用，使學(xué)生體驗(yàn)到合作學(xué)習(xí)的愉悅和成就感。培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用知識解決問題的能力。回歸教材夯實(shí)基礎(chǔ)知識內(nèi)化提升能力歸納總結(jié)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)請學(xué)生填空，引導(dǎo)學(xué)生完善生產(chǎn)者能量的去路。請學(xué)生繪出生態(tài)系統(tǒng)能量流動的示意圖。再填空完成基礎(chǔ)知識歸納。點(diǎn)評，教師列舉第二個措施：從競爭關(guān)系分析，采用_的方法提高水稻產(chǎn)量，采用_等措施使能量更多的流向牛，提高收益。為什么流向蟲和鼠的能量不能再流向牛？為什么能量流動是單向的？教師再補(bǔ)充：各營養(yǎng)級的捕食關(guān)系是不變的，散失的熱能不能被利用。為什么牛肉比水稻價格貴？減少的能量到哪去了呢？例題：計算第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級能量傳遞的效率：引導(dǎo)學(xué)生歸納能量傳遞效率的公式。教師點(diǎn)評，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注傳遞效率是兩個營養(yǎng)級之間，而不是兩個物種；是同化量之比，而不是攝入量。教師介紹能量金字塔，請學(xué)生結(jié)合能量金字塔解釋為何生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)級一般不超過5個？能量傳遞效率的“極值”計算。教師引導(dǎo)，全體學(xué)生歸納。例題分析教師列舉第三個措施：專家還建議適量引入蛇，有助于提高水稻產(chǎn)量。原理是什么？請小組代表解釋原理。教師點(diǎn)評：應(yīng)該選擇蛇所處最短食物鏈，從高營養(yǎng)級分析到低營養(yǎng)級。教師列舉第四個措施：對作物秸稈如何處理，實(shí)現(xiàn)能量的多級利用，提高能量利用率。教師補(bǔ)充：還可以用來培養(yǎng)食用菌。通過剛才的分析應(yīng)用，研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動有哪些重要的實(shí)踐意義？比如：對秸稈的多級利用、桑基魚塘。再比如：對農(nóng)田除草、滅蟲、滅鼠，使能量多流向牛，體現(xiàn)什么意義。教師提示，（能量是以有機(jī)物中化學(xué)能的形式沿著食物鏈?zhǔn)澄锞W(wǎng)傳遞，那么有機(jī)物是由哪些物質(zhì)合成，分解產(chǎn)生的產(chǎn)物又有哪些去向呢？這是物質(zhì)循環(huán)的有關(guān)內(nèi)容，同學(xué)們下來先自主復(fù)習(xí)。）填空，對比自己學(xué)案，糾正不足，進(jìn)一步理解能量的傳遞過程。自我校正填寫內(nèi)容，歸納能量流動過程基礎(chǔ)知識。討論、分析、糾錯思考，回答：能量流動是單向流動的。分析，給出答案，理解能量流動的特點(diǎn)。歸納整理能量流動具有逐級遞減的特點(diǎn)。分析、計算歸納公式，進(jìn)一步理解能量傳遞效率的計算和能量流動逐級遞減。應(yīng)用知識解決問題，進(jìn)一步理解能量流動的特點(diǎn)。分析、思考、回答問題，實(shí)現(xiàn)知識的應(yīng)用。小組討論、給出答案，其他同學(xué)可以給出不同答案。給出答案，體會研究能量流動的實(shí)際作用。學(xué)會應(yīng)用知識解決生產(chǎn)生活實(shí)際問題。分析、歸納出研究能量流動的實(shí)踐意義。構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)一步理解知識與知識間的內(nèi)在聯(lián)系，加深對知識的理解，提高應(yīng)用能量。了解基礎(chǔ)知識過手情況，夯實(shí)基礎(chǔ)。構(gòu)建物理模型，加深對知識的理解。突破重點(diǎn)培養(yǎng)學(xué)生從多角度，分析問題解決問題，清楚所采用措施的原理。加深學(xué)生對能量流動特點(diǎn)的理解。突破重點(diǎn)聯(lián)系實(shí)際，師生互動。完善能量傳遞效率公式的歸納，分析，清楚關(guān)鍵點(diǎn)，易錯點(diǎn)。突破難點(diǎn)。聯(lián)系實(shí)際，師生互動。進(jìn)一步理解能量流動是逐級遞減的。提升思維、培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析的能力。及時反饋、落實(shí)。生生互動，實(shí)現(xiàn)課堂的多樣化教學(xué)知識遷移，用已有知識解釋生活中的實(shí)際問題聯(lián)系實(shí)際，提高學(xué)生應(yīng)用知識分析問題的能力。從實(shí)例分析，理解研究能量流動的實(shí)踐意義，符合認(rèn)知規(guī)律。引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)，主動構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)。承上啟下，聯(lián)系前后知識，引導(dǎo)學(xué)生從全局觀分析、應(yīng)用知識解決問題。高考演練課后練習(xí)引導(dǎo)學(xué)生練習(xí)布置課后作業(yè)，講要求思考、分析、討論，展示答案，進(jìn)一步鞏固知識，發(fā)現(xiàn)問題。課后完成相應(yīng)作業(yè)并對學(xué)習(xí)內(nèi)容反思和總結(jié)及時鞏固，提高學(xué)生的知識遷移能力、綜合解題能力。檢驗(yàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果八、板書設(shè)計 生態(tài)系統(tǒng)能量的流動 一、能量流動的過程二、 能量流動的特點(diǎn)三、 研究能量流動的實(shí)踐意義 九、教學(xué)反思（待續(xù)）課后練習(xí)：1.有關(guān)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述中,錯誤的是( )A.生態(tài)系統(tǒng)中所接收的全部太陽能是流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量B.生態(tài)系統(tǒng)中的能量是沿著食物鏈和食物網(wǎng)流動的C.能量流動的特點(diǎn)是單向的、不循環(huán)的D.能量流動是逐級遞減的,傳遞效率是10%20%2.下圖為某人工魚塘食物網(wǎng)及其能量傳遞示意圖（圖中數(shù)字為能量數(shù)值，Jm-2a-1）。下列敘述正確的是（ ）A.該食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級為第六營養(yǎng)級B.該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為25%C.太陽魚呼吸作用消耗的能量為1357Jm-2a-1D.該食物網(wǎng)中的生物與無機(jī)環(huán)境共同構(gòu)成一個生態(tài)系統(tǒng)3.該生態(tài)系統(tǒng)中能量流向蛙類后發(fā)生的一系列變化示意圖。圖中的D表示通過呼吸作用散失的能量,圖中ABC表示的含義分別為:A ,B ,C 。4.圖中有條食物鏈,處于最高營養(yǎng)級的是。丙和丁的關(guān)系是。該食物網(wǎng)中,若生產(chǎn)者固定的總能量為1108 kJ,能量傳遞效率按10%20%計算,則最高營養(yǎng)級至少能獲得kJ的能量。5.某棄耕地的主要食物鏈由植物田鼠鼬構(gòu)成。生態(tài)學(xué)家對此食物鏈能量流動進(jìn)行了研究,結(jié)果如下表,單位是J/(hm2a)。植物田鼠鼬固定的太陽能攝入量同化量呼吸量攝入量同化量呼吸量2.4510111.051097.501087.151082.441072.251072.18107(1)能量從田鼠傳遞到鼬的效率是。(2)在研究能量流動時,可通過標(biāo)志重捕法調(diào)查田鼠種群密度。在1 hm2范圍內(nèi),第一次捕獲并標(biāo)記40只田鼠,第二次捕獲30只,其中有標(biāo)記的15只。該種群密度是只/hm2。若標(biāo)記的田鼠有部分被鼬捕食,則會導(dǎo)致種群密度估算結(jié)果。(3)田鼠和鼬都是恒溫動物,同化的能量中只有3%5%用于,其余在呼吸作用中以熱能的形式散失。- 5 -