“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”概念模型的構(gòu)建

郝為炎 鐘淑貞

摘 要：本研究以“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”概念為例，從選題的理由、模型構(gòu)建、教學(xué)反思三方面展示模型構(gòu)建過程。

關(guān)鍵詞：能量流動；概念模式；模型構(gòu)建；教學(xué)反思

一、選題的理由

1.學(xué)習(xí)中的困惑

學(xué)習(xí)時，學(xué)生往往因為存在相混淆的字意或概念導(dǎo)致概念構(gòu)建的錯誤。如因為不能正確區(qū)分?jǐn)z入量和同化量，因而誤認(rèn)為某一營養(yǎng)級的攝入量就是流入該營養(yǎng)級的能量；認(rèn)為某一營養(yǎng)級的糞便量屬于該營養(yǎng)級的分解量。不能準(zhǔn)確描述某營養(yǎng)級上能量流動的完整去向；厘清某一營養(yǎng)級上的能量流動后，不能將新陳代謝相關(guān)內(nèi)容與能量流動聯(lián)系起來，雖建立能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動、轉(zhuǎn)化過程，但不能建立較系統(tǒng)的概念模型。

2.概念的地位

（1）“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”承接《新陳代謝》以及本單元的其他核心概念“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”內(nèi)容比較抽象，是本節(jié)中的學(xué)習(xí)難點。它和新陳代謝中光合作用、呼吸作用知識聯(lián)系密切，又緊密聯(lián)系到生態(tài)系統(tǒng)的功能中其余部分內(nèi)容，理論緊密聯(lián)系實際，學(xué)科內(nèi)綜合性強，需要提高靈活運用知識、分析解決問題和識圖能力。

（2）“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”為近幾年高考熱點內(nèi)容之一

從近幾年全國新課標(biāo)高考試題分析，該部分知識為相對熱點內(nèi)容之一，往往涉及圖形、圖表的剖析，主要對考生靈活運用知識能力及分析解決問題能力等方面進(jìn)行考查。其中能量流動的特點及各營養(yǎng)級能量傳遞的計算及綜合應(yīng)用本章重點知識分析處理生活中的實際問題及熱點問題，在高考試題的考查中具有導(dǎo)向性。因此生態(tài)系統(tǒng)能量流動概念在生物學(xué)知識體系及學(xué)生對相關(guān)知識的學(xué)習(xí)中都占有重要的地位，生態(tài)系統(tǒng)能量流動概念教學(xué)也尤為重要。

二、概念模型構(gòu)建過程展示

1.借助實例、問題串輔助學(xué)習(xí)，初步構(gòu)建概念

（多媒體）展現(xiàn)食物鏈（草→兔→狼）。

教學(xué)中，直接從學(xué)生的生活認(rèn)知入手，通過閱讀教材第94頁第二段初步構(gòu)建第一營養(yǎng)級上的能量流動。結(jié)合能量在第一營養(yǎng)級的流動情況，提出下列問題構(gòu)建第二營養(yǎng)級上的能量流動模型。

提出問題1：被兔吃進(jìn)去的草全部進(jìn)入兔子體內(nèi)了嗎？

師生共同回答：被兔子攝入的能量一部分通過糞便的形式流向分解者，一部分被兔子同化。同化的能量才是流經(jīng)第二營養(yǎng)級的總能量。厘清攝入量和同化量的概念。

接著利用問題串步步分析物質(zhì)的最終利用情況：

問題2進(jìn)入兔體內(nèi)（內(nèi)環(huán)境）的物質(zhì)去向如何？

師生共同回答：流入第二營養(yǎng)級的能量一部分經(jīng)由呼吸作用轉(zhuǎn)化、散失；一部分儲存在機體的有機物中。

問題3用于構(gòu)建兔身體的物質(zhì)最終去向如何？

師生共同回答：儲存在機體的有機物中的能量，或以殘落物、遺體的形式流向分解者，或被狼攝入流入下一營養(yǎng)級.

問題4：因被狼捕食流入下一營養(yǎng)級的物質(zhì)全部進(jìn)入這一營養(yǎng)級嗎？

師生共同回答：次級消費者的同化量才是流入第三營養(yǎng)級的能量，儲存在第二營養(yǎng)級機體有機物的能量還可以以次級消費者（狼）糞便的形式流向分解者。

構(gòu)建第二營養(yǎng)級上的能量流動（板書構(gòu)建）

3.提問深化，加強對概念的理解

在概念圖完成的基礎(chǔ)上，提出問題：能量沿食物鏈傳遞時，逐級遞減，是否與能量守恒定律矛盾？

引導(dǎo)學(xué)生從不同角度思考問題，使學(xué)生意識“流入某一營養(yǎng)級的能量流向分解者或經(jīng)由呼吸作用轉(zhuǎn)化、部分以熱能形式散失，只有一部分流向下一個營養(yǎng)級（能量在流動過程中逐級遞減），符合能量守恒定律。

三、教學(xué)反思——對概念教學(xué)及模型構(gòu)建的再認(rèn)識

能量流動概念模型構(gòu)建過程中本文采取一種歸納式的教學(xué)方法，讓學(xué)生本人從身邊的事實出發(fā)，通過問題串逐步構(gòu)建概念圖，親歷概念形成的過程，以在掌握概念的同時，學(xué)會探究的方法，培養(yǎng)他們探究的能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]安軍.高中生物學(xué)“生態(tài)系統(tǒng)”核心概念分析[J].生物學(xué)通報，2011（10）：37-40.

[2]黃志堅.“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”（第1課時）的教學(xué)設(shè)計[J].生物學(xué)通報，2012（12）：18-20.

[3]韋鈺.為什么需要圍繞大概念和模型來組織科學(xué)教學(xué)[J].中國科技教育，2011.

？誗編輯 張珍珍