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

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《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》 鏵強中學(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、能量流動的特點及研究能量流動的意義要求均為Ⅱ，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)雜的情境中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價?！澳芰苛鲃印笔歉呖嫉闹攸c和難點，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、能量傳遞的效率。復(fù)習(xí)時要通過整合教材要點，重點培養(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。 （2）概述研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的實踐意義。 （3）利用能量流動相關(guān)知識解決實際問題，提高學(xué)生分析、推理、綜合能力。 2.過程與方法目標(biāo)：（1）運用所學(xué)的能量流動知識,解決生產(chǎn)和生活中的實際問題 （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“提高有機生態(tài)農(nóng)業(yè)園收益”的措施，探討研究能量流動的實踐意義，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 1. 復(fù)習(xí)重點（1）生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。 （2）研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。 2. 復(fù)習(xí)難點（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，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比較抽象，所以多舉實例，配以圖表分析，構(gòu)建物理模型，提高學(xué)生應(yīng)用知識解決實際問題的能力。需要在高一新課的基礎(chǔ)上進行補充和拓展，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，構(gòu)建物理模型突破重難點“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，找出不足。 進一步了解學(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，實現(xiàn)能量的多級利用，提高能量利用率。 教師補充：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踐意義？ 比如：對秸稈的多級利用、?；~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。 歸納整理能量流動具有逐級遞減的特點。 分析、計算 歸納公式，進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，進一步理解能量流動的特點。 分析、思考、回答問題，實現(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際作用。學(xué)會應(yīng)用知識解決生產(chǎn)生活實際問題。 分析、歸納出研究能量流動的實踐意義。 構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，進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，夯實基礎(chǔ)。 構(gòu)建物理模型，加深對知識的理解。突破重點 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)生對能量流動特點的理解。突破重點 聯(lián)系實際，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，易錯點。突破難點。 聯(lián)系實際，師生互動。 進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。 生生互動，實現(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際問題 聯(lián)系實際，提高學(xué)生應(yīng)用知識分析問題的能力。 從實例分析，理解研究能量流動的實踐意義，符合認知規(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 三、 研究能量流動的實踐意義 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-1 D.該食物網(wǎng)中的生物與無機環(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 2.451011 1.05109 7.50108 7.15108 2.44107 2.25107 2.18107 (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 -