高中生物人教版 (新课标)必修3《稳态与环境》生态系统的物质循环教学设计

这是一份高中生物人教版 (新课标)必修3《稳态与环境》生态系统的物质循环教学设计，共3页。教案主要包含了学习目标，教学策略，探究指导等内容，欢迎下载使用。
1.通过观察图片、阅读文本，能够理解物质循环的物质概念和碳循环的过程。
2.通过对相关图像、过程的学习，能够掌握生态系统物质流动的过程和特点。
3.通过对比分析、师生交流，能够理解能量流动和物质循环的关系。
二、教学策略
不少学生会认为与消耗能量一样，生物也在不断地消耗着物质，本节的“问题探讨”便是针对学生这一认识提出来的。在学习了能量流动之后，学生可以很自然地讨论“问题探讨”所提出的问题，由此开始本节的教学。在讨论中，学生可能会提出诸如“煤炭、石油等资源难道不能被耗尽吗？”等问题。教师可引导学生解决这一认知冲突：
（1）煤炭、石油等是人类从事现代工业活动的物质资源，而非生态系统中生命活动所需的物质资源；
（2）煤炭、石油等资源是有限的，这些资源的形成需要相当长的时间，而消耗它们所需的时间却要短得多。
事实上，物质循环时时刻刻发生在我们身边。因此，可以让学生联系自身感受物质循环的存在。
基于已学的知识，学生并不难理解“碳循环”的内容，但教师应把握：（1）生产者合成的含碳有机物被各级消费者所利用；（2）碳在生物群落与无机环境之间的循环主要是以二氧化碳的形式进行的；（3）碳循环具有全球性；（4）通过碳循环的实例，提示学生注意，“生态系统的物质循环”中的“生态系统”是指生物圈，其中的物质循环带有全球性，所以又叫生物地球化学循环。
“温室效应”是近年来在日常生活中频繁出现的词汇，学生并不陌生，而且切身感受到了温室效应的存在。对温室效应形成原因的讨论，是学生感兴趣的话题。在讨论中，教师应引导学生充分发表自己的观点。
可以通过讨论、列表比较来学习能量流动和物质循环的关系。教师应把握：（1）能量流动和物质循环是生态系统动态变化过程中的两个方面（即一个过程的两个方面，而不是两个过程），两者是同时进行的，彼此相互依存，不可分割；（2）能量流动和物质循环的性质不同：能量流动是单方向的，物质是循环的；（3）能量流动和物质循环都借助于食物链和食物网进行；
（4）生态系统中的各种组成成分，正是通过能量流动和物质循环，才能够紧密地联系在一起，形成一个统一的整体。
三、探究指导
1.引入探究内容“土壤微生物的分解作用”
由于学生缺乏微生物方面的知识，在指导学生进行该课题的探究时，教师可以先介绍有关知识背景，比如可以用卡逊（R. Carsn）《寂静的春天》中如下一段话：
土壤中最小的有机体可能也是最重要的有机体，是那些肉眼看不见的细菌和丝状真菌。它们有着庞大的天文学似的统计数字，一茶匙的表层土可以含有亿万个细菌。纵然这些细菌形体细微，但在一英亩肥沃土壤的一英尺厚的表土中，其细菌总重量可以达到一千磅之多。长得像长线似的放线菌数目比细菌稍微少一些，然而因为它们形体较大，所以它们在一定数量土壤中的总重量仍和细菌差不多。被称之为藻类的微小绿色细胞体组成了土壤内极微小的植物生命。
细菌、真菌和藻类是使动、植物腐烂的主要原因，它们将动植物的残体还原为组成它们的无机物。假若没有这些微小的生物，像碳、氮这些化学元素通过土壤、空气以及生物组织的循环运动是无法进行的。例如，若没有固氮细菌，虽然植物被含氮的空气“海洋”所包围，但它们仍将难以得到氮素。其他有机体产生了二氧化碳，并形成碳酸而促进了岩石的分解。土壤中还有其他的微生物在促进着多种多样的氧化和还原反应，通过这些反应使铁、锰和硫这样一些矿物质发生转移，并变成植物可吸收的状态。
另外，以惊人数量存在的还有微小的螨类和被称为跃尾虫的没有翅膀的原始昆虫…
2.提出问题
让学生结合自己的生活经历,列举出土壤微生物分解作用的实例,提出想探究的问题.教师予以启发、指导。例如，落在土壤中能被分解掉，这究竟主要是土壤的物理化学因素的作用，还是土壤中微生物的作用呢？
3.作出假设
假设既可以是基于已有的知识或经验作出的解释，也可以是想象或猜测。要鼓励学生大胆提出假设，通过讨论修正自己的假设。
4.制订计划
首先，要确定实验变量是什么？需要控制的变量有哪些？如何控制这些变量？等等。
其次，要确定探究的地点或场所：在野外？还是在实验室中？
第三，设计实验方案。教材中提供了两则案例，供学生参考。
5.实施计划
建议本研究以小组的形式进行。
6.结果分析
可以将实验过程和现象列表整理，进行对比分析，得出实验结果。