《生態系統的能量流動》第2課時教學設計

1.學生認知水平的分析

本節課的授課對象為高二年級學生，經過高一年級的學習，他們已經具備了一定的生物學基礎，在分析歸納和知識遷移等方面的能力也有較大的提升，學生的認知和理解水平較高。在物理學科方面，該階段的學生已經學習了熱力學第一定律和第二定律，所以在學習過程中，學生對物理學的一些定義能夠很好的理解和轉換。

2.教學內容分析

本節課為人教版必修三《穩態與環境》一書的第五章第二節，本節課以前，學生已經掌握了關于生態系統的基本知識：包括生態系統的概念，組成成分，營養結構，營養級等基本定義以及生態系統能量流動的過程，所以，學生對本節課的知識比較容易理解。同時，本節課對能量流動特點進行定量分析，能很好的解答本章第一節提出的食物鏈中營養級一般不超過5個這個問題，除此之外，本節生態系統能量流動特點與下一節生態系統物質循環的特點有所區別，在本章中起著承上啟下的作用。

3.教學重點和難點

（1）重點：理解能量流動的特點和比較兩類不同類型的金字塔，能舉例說明研究能量流動在生活中的實踐意義。

（2）難點：通過對能量流動的定量分析，總結出能量流動的特點，理解能量流動的熱力學解釋。

4.教學過程

一、導入

1.設置問題：你覺得生物學知識和物理學知識有聯系嗎？如果有，你能舉出具體的實例嗎？

2.學生發言交流后，教師提出熱力學第二定律對能量轉化和傳遞的一個通俗解釋，為后面教學內容鋪墊。

教學意圖：基于學科交叉的理念，將熱力學第二定律與能量流動相結合，激發學生的好奇心和求知欲。

二、分析賽達伯格湖的能量流動圖解

1.教師簡單介紹林德曼的研究和賽達伯格湖的自然環境。科學史的學習，使學生了解科學研究的基本方法和特點，培養學生的生物學素養。

2.教師展示賽達伯格湖能量流動圖解，啟發式講解，設置問題：請以小組為單位討論，假設你是林德曼，你會怎樣研究賽達伯格湖的能量流動？給予學生以下三個方面的書面提示：

（1）流入賽達伯格湖的總能量以及能量的來源

（2）各個營養級能量的來源以及去路

（3）方框和箭頭上的數字分別有什么含義以及他們之間的聯系，同時教師板書表格，表格內容包括營養級、同化能量、輸出能量、能量的傳遞效率。

學生仔細觀察能量流動圖解后，經過小組內討論，基本能回答1.2問，第3個問題則需要老師講解、引導分析能量流動圖解，強調“未利用”部分的含義，以及“3個去路”和“4個去路”的區別。采用多樣的課堂組織形式，活躍課堂氣氛，可以調動更多學生的積極性。

3.教師引導學生完善黑板上的表格，同時計算能量的傳遞效率，并借此逐步分析出能量流動的特點，培養學生的邏輯思維能力。

4.設置問題：小組討論，請思考生態系統能量流動與熱力學第二定律的聯系。該問題的設置和導入相互結合，體現了學科滲透的思想，同時考驗學生的分析歸納能力，培養橫向思維。

5.教師總結學生討論情況，對學生的回答進行補充并給予鼓勵，有利于教師把握學生的學習情況。

6.教師展示一道課堂小練習，隨堂檢測，根據檢測結果，教師可以了解教學效果，把握教學進度。

三、能量金字塔和數量金字塔

1.教師展示不同生態系統的能量金字塔，引導學生觀察后發現不同能量金字塔的共同特點，教師再進行總結。以學生熟悉的知識喚起學生的學習興趣，對概念性的知識，采用圖文結合的方式更有利于學生的理解記憶。

2.啟發式提問：能量金字塔不能倒置，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，是否也是金字塔形？

此時，教師展示對一片草地各個營養級的生物數量調查結果，請一位學生按能量金字塔的繪制方式在黑板上繪制圖形，其他同學在作業本上繪制。采用多樣的課堂組織形式，活躍課堂氛圍，學生主動獲取知識，增強學生學習的主觀能動性。

3.引導學生總結數量金字塔的特點后，教師指出在自然情況下數量金字塔可能出現倒置的特例，加強學生的理解。

4. 教師進行提示，啟發學生從特點和每一階的含義入手，完成PPT上的表格，對能量和數量金字塔進行比較，形成知識框架，更好的把握知識。

四、研究能量流動的實踐意義

1.教師展示沼氣池圖片，讓學生根據生活經驗，說出他們對沼氣池的了解，將生物學知識與生活實際相聯系，引起學生情感的共鳴。

2.教師總結學生對沼氣池的認識，提出沼氣池中所蘊含的能量流動的知識，同時介紹桑基魚塘，繼續講解能量流動在其它生態系統中的應用，并引導學生歸納總結，培養學生理論聯系實際的觀念，將自己所學的知識應用到實際生活中。

五、課堂延伸、小結以及課后練習

1.教師選擇日常生活中常見的生活現象，請學生從能量流動的角度出發，進行闡述，培養學生對知識的遷移能力和解決實際問題的能力

2.點評學生的回答，歸納本節課的主要內容，學生對整節課的課堂內容再次進行回憶。

3.布置練習，并安排學生對下一堂課進行預習，通過練習及時對知識進行鞏固，同時預習能使學生提前熟悉下一節的基本生物學概念。