《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

【三維目標(biāo)】

1.知識(shí)與技能

（1）了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念。

（2）掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)。

2.過(guò)程與方法

（1）將師生討論交流、教師引導(dǎo)與啟發(fā)學(xué)生層層探究相結(jié)合，將知識(shí)化難為易，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)知識(shí)分析和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

（2）通過(guò)引導(dǎo)學(xué)生定量地分析某個(gè)具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過(guò)程和特點(diǎn)，培養(yǎng)分析、綜合和推理能力。

3.情感態(tài)度與價(jià)值觀方面

（1）認(rèn)同生物與環(huán)境是統(tǒng)一整體，初步形成生態(tài)學(xué)的觀點(diǎn)。

（2）聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)生物科學(xué)的興趣，培養(yǎng)關(guān)心科學(xué)發(fā)展，關(guān)心社會(huì)生活的意識(shí)和進(jìn)行生命科學(xué)價(jià)值觀的教育。

【教學(xué)重點(diǎn)】

生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)

【教學(xué)難點(diǎn)】

生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過(guò)程和特點(diǎn)

【教學(xué)策略】

1.由問(wèn)題探討引入本節(jié)內(nèi)容。

2.借助具體食物鏈分析能量流動(dòng)的過(guò)程。

【教學(xué)過(guò)程】

【創(chuàng)設(shè)情境】多媒體展示：非洲草原上的草、兔子、鷹。

【問(wèn)】草、兔子、鷹三者之間有何關(guān)系？

【過(guò)渡】鷹通過(guò)捕食兔子獲得物質(zhì)和能量，兔子通過(guò)吃草獲得物質(zhì)和能量。那草的能量從哪來(lái)呢？學(xué)生：太陽(yáng)能。

【問(wèn)】照射在草地上的太陽(yáng)能都被小草利用了嗎？學(xué)生：不是。

【講述】太陽(yáng)每天輸送到地球的能量大部分被地球表面的大氣層吸收、散射和反射掉了，只有一部分通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化為化學(xué)能儲(chǔ)存在有機(jī)物中。多媒體展示草圖片。

【問(wèn)】小草將太陽(yáng)能通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的化學(xué)能以后有哪些去向呢？

講述：①一部分用于小草的呼吸作用；②一部分傳遞給兔子；

③還有一部分殘枝敗葉等隨分解者分解而釋放出來(lái)。

【問(wèn)】小草的能量如何傳給兔子呢？學(xué)生：捕食。

【問(wèn)】那么兔子把草吃進(jìn)肚子里，草中的能量都被兔子吸收了嗎？

帶領(lǐng)學(xué)生分析攝入量與同化量的關(guān)系，分析能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)示意圖。總結(jié)兔子同化能量的去向。

【多媒體展示】

草、兔子、鷹食物鏈。利用這條食物鏈總結(jié)出能量流動(dòng)的過(guò)程。強(qiáng)調(diào)這里的草、兔子、鷹分別代表了一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。帶領(lǐng)學(xué)生分析課本94頁(yè)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)示意圖。強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)者固定的能量不管如何傳遞，最終都以熱能的形式從群落中散失，由于熱能是生物不能再利用的能量，因此生態(tài)系統(tǒng)需要生產(chǎn)者源源不斷固定的太陽(yáng)能，才能保證生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的正常進(jìn)行。

【過(guò)渡】下面分析一個(gè)湖泊生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)情況。

【多媒體展示】賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解。第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量為464.6，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量為62.8，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量為12.6（單位均為焦1平方厘米1年），營(yíng)養(yǎng)級(jí)越高，能量越少。

【教師設(shè)疑】通過(guò)以上分析，總結(jié)出第一個(gè)特點(diǎn)：逐級(jí)遞減。

【教師設(shè)疑】流入某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，為什么不會(huì)全部流入下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？

【講述】某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量主要有以下去向：部分通過(guò)該營(yíng)養(yǎng)級(jí)呼吸作用散失；部分作為排出物、遺體或殘枝敗葉不能進(jìn)入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而為分解者所利用，還有部分暫未利用。暫未利用的能量，可以理解為后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)不能利用的（草根）和后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能利用而未利用的（如兔不可能將草吃凈）。這些未利用的能量，或仍然是該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生存?zhèn)€體，或進(jìn)入別的生態(tài)系統(tǒng)（如被河水沖向海洋），或沉積在湖底成為有機(jī)質(zhì)沉積物。所以，流入某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量不可能全部流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。能量傳遞效率為10%—20%（解釋，并強(qiáng)調(diào)與此有關(guān)的計(jì)算）。

【教師設(shè)疑】圖中箭頭代表了什么？

【講述】長(zhǎng)期自然選擇形成的食物鏈中各營(yíng)養(yǎng)級(jí)順序是不可逆轉(zhuǎn)的。能量總是由第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流入第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)，再流入第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)。各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的總能量總是趨向于以細(xì)胞呼吸產(chǎn)生熱能而散失掉，而熱能又是生物不可再利用的能量?？偨Y(jié)出能量流動(dòng)的第二個(gè)特點(diǎn)：?jiǎn)蜗蛄鲃?dòng)（只能由低營(yíng)養(yǎng)級(jí)到高營(yíng)養(yǎng)級(jí)，不逆轉(zhuǎn)，也不循環(huán)）。通過(guò)以上分析，能量流動(dòng)是逐級(jí)遞減的，為了形象地說(shuō)明問(wèn)題，將單位時(shí)間內(nèi)各營(yíng)養(yǎng)級(jí)所得能量數(shù)值按低營(yíng)養(yǎng)級(jí)到高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的順序繪制成圖，成金字塔圖形，叫能量金字塔。從能量金字塔可以看出，生態(tài)系統(tǒng)中，營(yíng)養(yǎng)級(jí)越多，能量在流動(dòng)過(guò)程中消耗得就越多。所以生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)一般不超過(guò)4—5個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)。

【思考】為什么一山不容二虎？引入生物數(shù)量金字塔。強(qiáng)調(diào)數(shù)量金字塔有例外。比如：樹(shù)→昆蟲(chóng)→鳥(niǎo)。簡(jiǎn)單提及生物量金字塔。

【小節(jié)】最后小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容

【板書(shū)設(shè)計(jì)】

1.能量流動(dòng)的概念：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入（光能）、傳遞（有機(jī)物）、轉(zhuǎn)化和散失（熱能）的過(guò)程

2.能量流動(dòng)的過(guò)程

（1）起點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能開(kāi)始

（2）總值：是生產(chǎn)者所固定的太陽(yáng)能總量

（3）渠道：食物鏈和食物網(wǎng)

（4）形式：主要是有機(jī)物

三、能量流動(dòng)的特點(diǎn)

（1）逐級(jí)遞減，能量傳遞效率是：10%—20%

（2）單向流動(dòng)：不逆轉(zhuǎn)，不循環(huán)