《生態系統的能量流動》教學設計

董勻芬

一、教學目標

了解生態系統能量流動的概念；掌握生態系統能量流動的過程和特點；理解研究生態系統能量流動的意義。

二、教學重點

生態系統能量流動的過程和特點。

三、教學難點

生態系統能量流動的特點及其形成原因。

四、教學方法

啟發式教學法、問題引導式教學法、討論與講解相結合。

五、教學時間

1課時。

六、教學過程

（一）導入課題

（投影）問題探討：《孤島生存》——假設你像小說中的魯濱遜那樣，流落在一個荒島上，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。

要求學生討論：你認為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援：

1.先吃雞，再吃玉米。

2.先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產下的蛋，最后吃雞。

學生積極思考討論后并回答：（他們有選1的也有選2的，但多數學生選2。）

教師講述：合理的答案到底是1還是2呢，我想我們學了這節課后同學們就知道了。進而引入課題——第2節 生態系統的能量流動，多媒體展示教學目標。

（二）新課講授

1.能量流動的概念

（設置問題，學生自學，讓學生主動獲取知識）

提出問題：什么是生態系統的能量流動？

（學生活動，思考討論）讓學生閱讀課本P93，找出生態系統的能量流動的概念及研究方法。

對學生答案進行整理：生態系統中能量的輸入、傳遞、轉化和散失的過程，稱為生態系統的能量流動。

2.能量流動的過程

教師結合能量流動的概念進一步提出問題：（1）能量是怎么輸入生態系統的？輸入該生態系統的總能量是多少？能量輸入的形式是什么？（2）能量流動的起點是什么？能量流動的渠道是什么？能量以什么形式在流動的？能量流動的過程是怎樣的？生態系統中能量是怎么轉化的？（3）生態系統中能量散失的途徑是什么？以什么形式散失？

要求學生閱讀課本94頁，觀察圖5-7《生態系統中能量流動過程示意圖》，分小組討論回答問題。

學生積極思考，相互討論，展示討論結果。教師加以補充和完善相關答案，逐個突破以上問題。

師生總結：①能量流動的起點：從生產者固定太陽能開始（能量的輸入形式是太陽能）；②流經該生態系統的總能量：該生態系統中全部生產者通過光合作用所固定的太陽能的總量是流經生態系統的總能量；③能量流動的渠道：沿著食物鏈的各個營養級流動（能量的傳遞）；④能量的轉化：太陽能→生物體內有機物中的化學能→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各營養級生物能量的來源與去路：

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

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

3.能量流動的特點

教師投影教材中“賽達伯格湖的能量流動圖解”，然后師生共同討論下面的問題。

（1）請同學們先觀察圖中箭頭的方向，指出能量流動的方向？

學生回答后教師整理：

箭頭的方向：表示能量流動的方向（單向流動）

單向流動的原因是：食物鏈中相連營養級生物的吃與被吃關系不可逆轉，因此能量不能倒流，這是長期自然選擇的結果；各營養級的能量總有一部分以呼吸作用產生熱能的形式散失掉，這些能量是無法再利用的。

（2）定性分析生態系統能量流動的圖解中方框逐級變小和箭頭越來越細的原因？這說明生態系統能量流動有什么特點？

圖解中方框逐級變小，箭頭越來越細說明能量流動的特點是逐級遞減。

逐級遞減的原因是：每個營養級的生物總有一部分能量不能被下一營養級利用。每個營養級的生物都會因細胞呼吸以熱能形式散失相當大的一部分能量。（3）各營養級中的能量都有一部分流入分解者。

（3）讓學生計算相鄰兩個營養級之間的能量傳遞效率。

教師總結：①能量傳遞效率=[下一營養級同化量÷上一營養級同化量]×100%）；②相鄰兩個營養級之間的能量傳遞效率為：10%～20%；③生態系統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如果把各個營養級的生物數量關系，用繪制能量金字塔的方式表達出來，是不是也是金字塔形？（學生繪制數量金字塔并展示（如圖30-5））②請學生繪制一個有樹木、昆蟲和小鳥組成的生態系統的生物個體數量金字塔（如圖30-6），并觀察它們和能量金字塔的區別。

圖30-4 圖30-5 圖30-6

教師強調：能量金字塔一般是正金字塔，數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）。

學以致用，解決問題：

讓學生從能量流動特點的角度解釋如下兩個現象：一條食物鏈一般不會超過5個營養級；“一山不容二虎”。

結合學生的回答教師做總結以指導學生規范答題：食物鏈一般不超過五個營養級的原因是：能量沿食物鏈傳遞時是逐級遞減的，營養級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，問題再現：學習了剛才的內容，請同學們再回到《孤島生存》的問題上，那么你會再選擇哪種策略？

學生一致回答：1。

4.研究能量流動的實踐意義

指導學生學習課本96頁并明確學習目的：弄清楚研究能量流動的意義是什么？

學生回答：（略）

教師總結：（并指導學生規范答題）

（1）研究生態系統的能量流動，可以幫助人們科學規劃、設計人工生態系統，使能量得到最有效的利用。

（2）研究生態系統的能量流動，還可以幫助人們合理調整生態系統中的能量流動關系，使能量持續高效地流向對人類最有益的部分。

七、教學反思

“教然后而知不足”，《生態系統的能量流動》一節主要學習了能量流動的概念、過程、能量流動的特點和研究能量流動的意義。反思成功點：（1）教師能夠調動學生積極主動地參與學習活動；（2）教師通過設置一系列有梯度的問題，讓學生自學主動獲取知識；（3）在教學中結合多媒體課件，不僅體現了生物教學生動、鮮活的特點，而且降低了知識難度，使學生更容易接受，同時教師的適當總結，使學生對知識有更深更全面的認識；（4）注重與現實生活的聯系。

本節課學生對知識的掌握情況反應良好，預期的能力和情感目標基本實現。然而在教學過程中，由于某些問題設計的階梯性不是很強，許多學生在討論時認為無法找到答案，在以后的教學中設置問題時一定要有階梯性，使學生有桿可爬，以便更有利于學生的自主學習。