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

董勻芬

一、教學(xué)目標(biāo)

了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念；掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)；理解研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義。

二、教學(xué)重點(diǎn)

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

三、教學(xué)難點(diǎn)

生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)及其形成原因。

四、教學(xué)方法

啟發(fā)式教學(xué)法、問題引導(dǎo)式教學(xué)法、討論與講解相結(jié)合。

五、教學(xué)時(shí)間

1課時(shí)。

六、教學(xué)過程

（一）導(dǎo)入課題

（投影）問題探討：《孤島生存》——假設(shè)你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個(gè)荒島上，那里除了有能飲用的水以外，幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只母雞、15kg玉米。

要求學(xué)生討論：你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維持更長(zhǎng)的時(shí)間來等待救援：

1.先吃雞，再吃玉米。

2.先吃玉米，同時(shí)用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。

學(xué)生積極思考討論后并回答：（他們有選1的也有選2的，但多數(shù)學(xué)生選2。）

教師講述：合理的答案到底是1還是2呢，我想我們學(xué)了這節(jié)課后同學(xué)們就知道了。進(jìn)而引入課題——第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，多媒體展示教學(xué)目標(biāo)。

（二）新課講授

1.能量流動(dòng)的概念

（設(shè)置問題，學(xué)生自學(xué)，讓學(xué)生主動(dòng)獲取知識(shí)）

提出問題：什么是生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)？

（學(xué)生活動(dòng)，思考討論）讓學(xué)生閱讀課本P93，找出生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)的概念及研究方法。

對(duì)學(xué)生答案進(jìn)行整理：生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)。

2.能量流動(dòng)的過程

教師結(jié)合能量流動(dòng)的概念進(jìn)一步提出問題：（1）能量是怎么輸入生態(tài)系統(tǒng)的？輸入該生態(tài)系統(tǒng)的總能量是多少？能量輸入的形式是什么？（2）能量流動(dòng)的起點(diǎn)是什么？能量流動(dòng)的渠道是什么？能量以什么形式在流動(dòng)的？能量流動(dòng)的過程是怎樣的？生態(tài)系統(tǒng)中能量是怎么轉(zhuǎn)化的？（3）生態(tài)系統(tǒng)中能量散失的途徑是什么？以什么形式散失？

要求學(xué)生閱讀課本94頁，觀察圖5-7《生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)過程示意圖》，分小組討論回答問題。

學(xué)生積極思考，相互討論，展示討論結(jié)果。教師加以補(bǔ)充和完善相關(guān)答案，逐個(gè)突破以上問題。

師生總結(jié)：①能量流動(dòng)的起點(diǎn)：從生產(chǎn)者固定太陽能開始（能量的輸入形式是太陽能）；②流經(jīng)該生態(tài)系統(tǒng)的總能量：該生態(tài)系統(tǒng)中全部生產(chǎn)者通過光合作用所固定的太陽能的總量是流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量；③能量流動(dòng)的渠道：沿著食物鏈的各個(gè)營養(yǎng)級(jí)流動(dòng)（能量的傳遞）；④能量的轉(zhuǎn)化：太陽能→生物體內(nèi)有機(jī)物中的化學(xué)能→熱能；⑤能量散失的途徑：通過呼吸作用以熱能的形式散失。

⑥各營養(yǎng)級(jí)生物能量的來源與去路：

生產(chǎn)者來源：主要來自光合作用固定的太陽能去路a.呼吸作用b.流入下一營養(yǎng)級(jí)c.分解者利用d.未被利用？搖

消費(fèi)者來源：上一營養(yǎng)級(jí)同化的能量（攝入量=同化量+糞便量）去路a.呼吸作用b.流入下一營養(yǎng)級(jí)（最高營養(yǎng)級(jí)除外）c.分解者利用d.未被利用？搖

3.能量流動(dòng)的特點(diǎn)

教師投影教材中“賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解”，然后師生共同討論下面的問題。

（1）請(qǐng)同學(xué)們先觀察圖中箭頭的方向，指出能量流動(dòng)的方向？

學(xué)生回答后教師整理：

箭頭的方向：表示能量流動(dòng)的方向（單向流動(dòng)）

單向流動(dòng)的原因是：食物鏈中相連營養(yǎng)級(jí)生物的吃與被吃關(guān)系不可逆轉(zhuǎn)，因此能量不能倒流，這是長(zhǎng)期自然選擇的結(jié)果；各營養(yǎng)級(jí)的能量總有一部分以呼吸作用產(chǎn)生熱能的形式散失掉，這些能量是無法再利用的。

（2）定性分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的圖解中方框逐級(jí)變小和箭頭越來越細(xì)的原因？這說明生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)有什么特點(diǎn)？

圖解中方框逐級(jí)變小，箭頭越來越細(xì)說明能量流動(dòng)的特點(diǎn)是逐級(jí)遞減。

逐級(jí)遞減的原因是：每個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物總有一部分能量不能被下一營養(yǎng)級(jí)利用。每個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物都會(huì)因細(xì)胞呼吸以熱能形式散失相當(dāng)大的一部分能量。（3）各營養(yǎng)級(jí)中的能量都有一部分流入分解者。

（3）讓學(xué)生計(jì)算相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率。

教師總結(jié)：①能量傳遞效率=[下一營養(yǎng)級(jí)同化量÷上一營養(yǎng)級(jí)同化量]×100%）；②相鄰兩個(gè)營養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率為：10%～20%；③生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞效率可用能量金字塔直觀地表示。（如圖30-4）

教師提問：①如果把各個(gè)營養(yǎng)級(jí)的生物數(shù)量關(guān)系，用繪制能量金字塔的方式表達(dá)出來，是不是也是金字塔形？（學(xué)生繪制數(shù)量金字塔并展示（如圖30-5））②請(qǐng)學(xué)生繪制一個(gè)有樹木、昆蟲和小鳥組成的生態(tài)系統(tǒng)的生物個(gè)體數(shù)量金字塔（如圖30-6），并觀察它們和能量金字塔的區(qū)別。

圖30-4 圖30-5 圖30-6

教師強(qiáng)調(diào)：能量金字塔一般是正金字塔，數(shù)量金字塔也一般是正金字塔（如圖30-5），但是也有倒金字塔（如圖30-6）。

學(xué)以致用，解決問題：

讓學(xué)生從能量流動(dòng)特點(diǎn)的角度解釋如下兩個(gè)現(xiàn)象：一條食物鏈一般不會(huì)超過5個(gè)營養(yǎng)級(jí)；“一山不容二虎”。

結(jié)合學(xué)生的回答教師做總結(jié)以指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范答題：食物鏈一般不超過五個(gè)營養(yǎng)級(jí)的原因是：能量沿食物鏈傳遞時(shí)是逐級(jí)遞減的，營養(yǎng)級(jí)別越高的生物獲得的能量越少；同理可解釋“一山不容二虎”。

前后呼應(yīng)，問題再現(xiàn)：學(xué)習(xí)了剛才的內(nèi)容，請(qǐng)同學(xué)們?cè)倩氐健豆聧u生存》的問題上，那么你會(huì)再選擇哪種策略？

學(xué)生一致回答：1。

4.研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義

指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)課本96頁并明確學(xué)習(xí)目的：弄清楚研究能量流動(dòng)的意義是什么？

學(xué)生回答：（略）

教師總結(jié)：（并指導(dǎo)學(xué)生規(guī)范答題）

（1）研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，可以幫助人們科學(xué)規(guī)劃、設(shè)計(jì)人工生態(tài)系統(tǒng)，使能量得到最有效的利用。

（2）研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，還可以幫助人們合理調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?/p>

七、教學(xué)反思

“教然后而知不足”，《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》一節(jié)主要學(xué)習(xí)了能量流動(dòng)的概念、過程、能量流動(dòng)的特點(diǎn)和研究能量流動(dòng)的意義。反思成功點(diǎn)：（1）教師能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)活動(dòng)；（2）教師通過設(shè)置一系列有梯度的問題，讓學(xué)生自學(xué)主動(dòng)獲取知識(shí)；（3）在教學(xué)中結(jié)合多媒體課件，不僅體現(xiàn)了生物教學(xué)生動(dòng)、鮮活的特點(diǎn)，而且降低了知識(shí)難度，使學(xué)生更容易接受，同時(shí)教師的適當(dāng)總結(jié)，使學(xué)生對(duì)知識(shí)有更深更全面的認(rèn)識(shí)；（4）注重與現(xiàn)實(shí)生活的聯(lián)系。

本節(jié)課學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握情況反應(yīng)良好，預(yù)期的能力和情感目標(biāo)基本實(shí)現(xiàn)。然而在教學(xué)過程中，由于某些問題設(shè)計(jì)的階梯性不是很強(qiáng)，許多學(xué)生在討論時(shí)認(rèn)為無法找到答案，在以后的教學(xué)中設(shè)置問題時(shí)一定要有階梯性，使學(xué)生有桿可爬，以便更有利于學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。