人教版 (新课标)必修3《稳态与环境》第5章 生态系统及其稳定性第2节 生态系统的能量流动教学设计

第5章　生态系统及其稳定性

第2节 生态系统的能量流动

一、教学目标

1、知识与技能

⑴、生态系统能量流动的概念。

⑵、掌握生态系统能量流动的过程和特点。

⑶、研究生态系统能量流动的意义。

2、过程与方法

⑴、借助一条具体食物链，分析每一营养级能量的输入、传递、转化和散失的过程

⑵、引导学生用数据来分析能量流动的特点，在学生归纳总结的基础上，阐述生态系统能量流动具有的两个特点。

⑶、结合生命活动，对生态系统中能量的输入和散失加以分析，培养知识迁移和运用能力。

3、情感态度和价值观

⑴、通过了解生态系统能量流动的过程和特点，能够解决一些现实生活中碰到的有关能量流动的疑问。

⑵、关注农业的发展和生态农业的建设，注重生态学观点的培养。

⑶、培养实事求是的科学态度，树立科学服务于社会的观点。

二、教学重点　生态系统能量流动的过程和特点

三、教学难点　生态系统能量流动的过程和特点

四、教材分析

《生态系统的能量流动》一课主要讲述了能量流动的过程、特点和研究能量流动的意义，是生态系统功能中的重点内容。本节以“生态系统的结构”为基础，起着承上启下的作用，它可以与必修1光合作用、呼吸作用建立联系，其又直接关系到物质循环和生态系统稳定性的学习。

五、学情分析

    “能量”是科学教育中的核心概念，学生通过初、高中学习已逐步建立了能量、能量传递、能量守恒等一些基本概念；在生物学中，已学习了“储存能量的物质”、“光合作用”、“呼吸作用”等内容，这些都是理解本节内容的基础。

六、课型　新授课

七、教学时间分配

课题导入：5分钟左右     讲授新课：30分钟左右    

 巩固练习：10分钟左右

八、教学准备

本节直接从教材中“问题探讨”提供的素材引入，激发学生学习的兴趣，建立能量在食物链中流动的感性认识。接下来从学生熟悉的生物在个体水平分析出能量流动的来源和去路。再从生态系统水平总结能量流动过程的图解，并从中概括出能量流动的概念。然后利用多媒体展示林德曼的研究资料，利用表格进行分析，探讨能量流动的特点，并学会计算能量的传递效率。最后利用典型的习题来加强对知识的理解，并投影出整节课的知识要点体系，以便帮助形成系统的认识。

如果在教学过程中学生就分析、处理数据、得出结论不能很好理解，可引导学生联系呼吸作用和光合作用，以及生活实践来解决。

九、教学方法

以问题讨论为主线，采用设计合理的问题或提示分析的角度和方式分析能量流动的特点，从而突破教学的难点。同时在教学中，重视“分析和处理数据”技能的训练，尝试体验整理数据，处理数据，分析数据以及应用数据说明生物学现象和规律。

十、教学过程

【多媒体展示“问题探讨”内容，学生思考讨论回答】。

（学生可能会从可持续发展的角度思考，教师可以不给出确切答案，但要引导学生从生存、从获得能量的角度分析。）

以上述的典型食物链模式（玉米→母鸡→人）为例，引出新课题。

（一）过程：【动画解析图解】

就一个生物个体而言，能量是如何输入、储存和散失的？

【学生活动，思考讨论】

问题：1、玉米的能量怎样得来？通过何生理作用？能量是如何转化的？

（绿色植物通过光合作用，把无机物合成为有机物，同时，光能便转化成了化学能，固定在所制造的有机物中。能量的源头是太阳能）

2、输入的总量是多少？

（玉米通过光合作用所固定的能量，并且已经同化为自身的物质中的能量，即玉米的同化量）

3、玉米的能量有何去路？

（生产者的同化量中，一部分会被母鸡摄入体内，一部分在呼吸作用中以热能形式散失，还有一部分则会随植物的落叶、遗体等被分解者分解。）

4、母鸡的能量有何去路？（母鸡的摄入量是否等于同化量？）

（母鸡摄入体内的能量，有一小部分存在于排出的粪便中，其余大部分才是被其同化的能量，可以说同化量=摄入量-粪便量。当然粪便中的那部分能量最终是被分解者利用了。同化量中有一部分是在呼吸作用中以热能形式散失了，余下的部分用于自身的生长、发育和繁殖，也就是用于自身体重的增加的有机物中所储存的能量。这部分能量中一部分是在动物死后，随遗体残骸等被分解者利用散失了，还有一部分才可以流入下一营养级。）

【逐步展示能量流动图解】

【小结】能量来源和去路都是什么？

去路：①呼吸作用散失的能量（热能形式）。

②分解者释放的能量（也是热能形式）。

③沿食物链被下一营养级同化的能量。   

来源：来自于上一营养级。  

【投影图解】

（二）总结能量流动的概念。

这种能量的输入、传递、转化、散失的过程就是生态系统的能量流动。

（三）分析能量流动特点

【投影能量流动示意图分析，学生思考，讨论。】

1、  图中的箭头有哪些含义？

2、  能量能否逆向流动、循环流动？             

分析：①在方向上：单向流动

（由于捕食关系不能颠倒，营养级也不能逆向，所以能量的流动是单向的。）

②在数值上：方框大小、箭头大小→逐级递减

（呼吸中以热能形式散失的能量是不可再利用的，因此能量的流动是逐级递减的。）

（四）定量分析能量流动，

【图解赛达伯格湖的具体数据，引导学生分析图解，并用一个表格来处理赛达伯格湖的生态系统中各个营养级的能量流入和流出途径。】

解析下列问题：

1、从第一营养级流入第二营养级的能量，占生产者所固定的能量 总量的百分比是多少？从第二营养级流入第三营养级的能量，占初级消费者所同化的能量总量的百分比是多少？

（第一营养级到第二营养级：62.8÷464.6=13.5%；第二营养级到第三营养级：12.6÷62.8=20%。计算方法：（下一营养级同化量÷本营养级同化量）×100%）

传递效率一般为10%～20%。

2、能量在流动、转化后，流入下一个营养级的能量、呼吸作用散失、分解者分解及未被利用的能量总和是多少？

（464.6J---呼吸消耗+流入下一营养级+分解者分解+未被利用的能量。也就是生产者固定的太阳能就是流经生态系统的总能量。）

3、通过上述分析，你可以得出什么结论？

小结流动特点：投影知识框架，形成系统认识。

（五）巩固练习

1、假设你流落在不毛的荒岛，只有少量的玉米和鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是  A．先吃鸡，然后吃玉米　　　　B．先吃玉米，然后吃鸡

C．用玉米喂鸡，然后吃鸡      D．用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡

此时学生很自然地得出结论 A（从发展的角度选D亦可，鼓励学生发散思维）

2、在草原上，牛以草为食，屎壳郎（蜣螂）以牛粪为食，被牛同化的能量中约有多少流入屎壳郎？

答案：0

（六）应用活化

1、流经生态系统的总能量是指            C

  A．照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全部太阳能

  B．射进该系统的全部太阳能

  C．该系统全部生产者所固定的太阳能的总量

  D．生产者传递给消费者的全部能量

2、假设一个生态系统的总能量为100％，按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为                      C

   A．４％和４％　　　　　　   B．0.8％和0.9％

   C．４％和0.8％　　　　      D．10％和４％

3、识图作答：下图表示生态系统的能量流动，请据图回答：

（1）A、B、C、D、E的名称依次是：

A．生产者     B．初级消费者  C．次级消费者     D．三级消费者   E：分解者

（2）从生态系统能量传递效率上看，一个营养级的能量，流到下一个营养级只有10%-20% ，因此，一个食物链一般不能超过五个营养级。

引申练习，更上一层：根据研究某生物同化量中，有98%用于呼吸消耗，仅有2%用于生长和繁殖，那么它可能流向下一营养级的能量可能是（多选）         C D

     A．98%                         B．10%

     C．0.2%～0.4%                   D．1.5%

十一、板书设计

生态系统的能量流动

一、生态系统的能量流动的含义

概念：

二、能量流动的过程

1、起点：从生产者固定太阳能开始

2、数量：流经生态系统的总能量，是生产者所固定的全部太阳能

3、渠道：食物链和食物网

4、过程     来源

            去路

三、能量流动的特点

1、单向流动（为什么？）

2、逐级递减（为什么？）

四、研究能量流动的实践意义

十二、教学反思

对于本节课的教学设计，在整体上是以学生自主学习作为设计的初衷，并通过教师设计问题情境进行引导。整堂课板书设计配合多媒体展示重难点突破较好，节奏顺畅自然。学生在学习过程中，通过教师的引导，能积极投入到学习中去，课堂气氛活跃，锻炼了学生分析归纳、设计表格、逻辑思维能力，达到了教学目标。

但本节课不足之处在于容量较小，学生理论知识联系具体生活实例分析不够，今后在此方面应更加注意。