生態系統能量流動模型設計制作與使用

王麗群

摘 要 例述了通過對生態系統能量流動相關內容模型的構建，學生能更好地理解教學內容和教學難點。

關鍵詞 模型 生態系統 能量流動

中圖分類號 G633.91 文獻標志碼 B

“生態系統的能量流動”一節是人教版生物教材《必修3·穩態與環境》第五章第二節的內容，知識點比較抽象。教材中在“能量流動的過程”內容中呈現了生態系統能量流動示意圖，但很多學生對這個示意圖不能正確理解。在研究能量流動時，學習了某營養級的能量變化之后，教師概括能量在整個生態系統中的流動過程，再由學生通過已有的知識來構建模型。研究“能量流動的特點”中，分析賽達伯格湖能量流動的資料后，學生再修正前面制作的模型，從而得出正確的結論。學生以小組為單位來完成模型的構建過程，相互評價和修正，有效地理解了教學的重點和難點。

1 生態系統能量流動模型的設計和制作

1.1 模型設計如圖1所示

1.2 各模型數量及尺寸大小

（1） 盒子一個：長×寬×高為20 cm×14 cm×10 cm。

（2） 白板一個：45 cm×60 cm。

（3） 營養級8個（上面標有營養級的字樣）：

大小依次為：4.5 cm×4.5 cm、4 cm×4 cm、3.5 cm×3.5 cm、3×3 cm、2.5 cm×2.5 cm、2 cm×2 cm、1.5cm×1.5 cm、1×1 cm。

（4） 呼吸作用8個（上面標有呼吸作用的字樣）：

大小依次為1 cm×2.5 cm、0.9 cm×2.3 cm、0.8 cm×2.1 cm、0.7 cm×1.9 cm、0.6 cm×1.7 cm、0.5 cm×1.5 cm、0.4 cm×1.3 cm、0.3 cm×1.1 cm。

（5） 分解者1個（上面帶有分解者字樣）：1×15 cm。

（6） 棕色箭頭8個：

大小依次為0.8 cm×2 cm、0.7 cm×1.9 cm、0.6 cm×1.8 cm、0.5 cm×1.7 cm、0.4 cm×1.6 cm、0.3 cm×1.5 cm、0.2 cm×1.4 cm、0.1 cm×1.3 cm。

（7） 藍色箭頭16個：

0.45 cm×1.6 cm、0.40 cm×1.6 cm、0.35 cm×1.6 cm、0.30 cm×1.6 cm、0.25 cm×1.6 cm、0.2 cm×1.6 cm、0.15 cm×1.6 cm、0.10 cm×1.6 cm各兩個。

除盒子外，所有模型都用厚度為0.5 cm的磁性貼制成。

2 生態系統能量流動模型的使用方法

（1） 在定性研究生態系統能量流動過程后，由小組合作來構建生態系統能量流經各營養級的模型，要求：

① 除了第一營養級要通過光合作用制造有機物外，其余各營養級都要從上一營養級獲得能量；

② 各營養級的能量有3個去向：呼吸作用消耗；流向下一營養級；被分解者分解（呼吸作用消耗）

其中，代表營養級的方塊、代表呼吸作用的方塊以及代表能量流動的箭頭的大小不做要求。

（2） 在定量研究能量流動的特點之后，再由各小組完成對模型的進一步修正，修正后的結果如圖2所示，要求：

① 食物鏈中的營養級一般不超過4或5個，所以模型中的食物鏈營養級不應太長。

② 營養級的大小依次減小，代表越高級的營養級所含的能量就越少。

③ 輸入各營養級的能量（棕色箭頭）依次變窄，代表能量流動是逐級遞減的。

④ 各營養級通過呼吸作用消耗和流向分解者的能量也是逐級遞減的。

⑤ 能量流動是單向的、不可逆轉的，也不能循環流動。

3 模型使用的優點

科學性強。學生在學習了能量流動的過程后，可以構建模型來表示各營養級能量的去向；在學習了能量流動的特點后，學生可以修正前面構建的模型，從而得到正確的示意圖。

操作性強。此教具具有磁性，可以與白板粘合，也可以從白板上拿掉，因此學生可以方便地對模型進行構建和修正。

實用性強。此教具方便學生以小組為單位進行演示或到講臺講解，也方便教師的演示活動。