《生態系統的能量流動》在高三復習課中的教學設計

本文以生態系統能量流動為主線，圍繞《考綱》要求，引導學生通過自主學習、推理探究、模型建構、資料分析、比較歸納等方式，系統梳理生態系統能量流動的概念、過程、特點、意義等基礎知識，并注重學生能力的培養與提升。

1 教材分析

本節選自人教版普通高中課程標準實驗教科書《生物（必修3）穩態與環境》第五章第2節。本節課既以上一節生態系統的結構為基礎，又與下一節生態系統的物質循環緊密聯系，起到了承前啟后的作用。其內容包括生態系統能量流動的概念、過程、特點以及研究能量流動的實踐意義，在歷年高考中均屬于考查重點。

2 教學目標

《全國新課標高考生物考試大綱》對本節內容考查的表達為：生態系統中能量流動的基本規律和應用，屬于Ⅱ級要求，即理解所學知識和其他相關知識之間的聯系和區別，并能在較復雜的情境中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價。根據考綱要求，我將教學目標具體細化，設置為：

①根據能量流動概念中的四個核心動詞，提出概括性問題，引領學生閱讀課本，自主復習，簡述能量流動概念和研究方法，舉例說出第一營養級的能量流動過程。

②參照第一營養級能量流動模型，小組合作探究，歸納第二營養級能量流動過程；掌握重點規律，培養學生分析推理的能力。

③通過觀察“賽達伯格湖能量流動圖解”，學生總結能量流動特點，繪制能量金字塔，并運用能量流動原理，解釋生活中的有關實例，提升學生遷移應用的能力。

④學生聯系生活實際，區分能量金字塔和數量金字塔的差異，舉例說出數量金字塔可能存在的塔形倒置現象。

⑤通過分析生態農業模式，學生闡明研究生態系統能量流動的意義，培養學生分析總結的能力。

3 教學過程

3.1 挖掘核心概念，合理設疑，引領復習

在能量流動一節中，貫穿教材始終的是能量流動概念中的四個核心動詞：輸入、傳遞、轉化和散失。逐一對這四個要素進行分析，對于學生理解和應用能量流動規律具有重要作用。所以課堂開始，首先提出一個概括性的問題：“生態系統能量流動中，包含了4個動詞：輸入、傳遞、轉化、散失。就某個營養級而言（如生產者），你能說出這4個動詞的具體內容嗎？”給學生3分鐘時間，閱讀課本相關內容，自主復習，回答上述問題，培養學生學科閱讀的能力。

學生結束自主學習以后，教師給出具體填空題目，帶領學生共同總結分析生態系統能量流動的概念和將各營養級的生物視為一個整體進行研究的研究方法。以第一營養級為例，詳實分析4個核心動詞的具體內容。例如，“輸入”包括：①輸入方式：生產者的光合作用；②能量流動起點：生產者固定太陽能；③流經生態系統的總能量：生產者固定太陽能的總量。“傳遞”包括：①途徑：食物鏈和食物網；②形式：有機物中的化學能?！稗D化”包括：①途徑：光合作用、呼吸作用；②形式：光能—化學能—熱能?！吧⑹А卑ǎ孩偻緩剑汉粑饔?、分解作用；②形式：熱能。當學生將四個要素逐一分析透徹后，即可構建出能量流經第一營養級的模型。

3.2 參照模型，合作探究，推理架構

參照能量在第一營養級的流動過程，小組合作探究，建構能量流經第二營養級的過程模型。由學生代表描繪在黑板上，并進行講解。在師生共同討論指正的過程中，滲透重要規律，概括三個等式：①攝入量=同化量+糞便量；②同化量=生長發育繁殖量+呼吸量；③生長發育繁殖量=流入下一營養級量+分解量。得出初級消費者糞便中的能量屬于生產者的同化量；短時間內存在未利用的能量，若從長期看，可把未利用部分劃歸到被分解者利用等相應結論。

3.3 結合資料，分析判斷，對比遷移

請學生分析教材P95“賽達伯格湖能量流動圖解”，通過觀察和計算，得出能量流動特點和能量傳遞效率。運用以上規律，描繪能量金字塔，并解釋諺語“一山不容二虎”的生態學原理。聯想“樹—昆蟲—鳥”的生活實例，啟發學生思考數量金字塔的倒置情況，繼而對比能量關系與數量關系的區別和聯系。

3.4 分析例題，歸納總結，形成知識體系

教師例舉一道有關生態農業的例題，請學生在作答過程中，分析生態農業的行為模式和優點。通過學生討論分析，總結出研究能量流動的意義是實現能量的多級利用，大大提高能量的利用率；調整能量流動關系，使能量持續高效得流向對人類最有益的部分。歸納過程中，學生能夠對本節復習課中所涉問題進行聯系，從而形成知識體系。

3.5 巧設圖例，靈活應用，及時檢測

教師繪制兩幅有關能量流動的典型圖例，請學生回答問題。進一步加深學生對能量流動過程的理解，鍛煉學生對原理的應用能力。例1：若B為該營養級同化量，則A、C、D各為什么含義？例2：W1、A1、B1、C1、D1各為什么含義？通過分析圖例中字母表示的含義，可以對學生的掌握情況進行時檢測和修正。

4 教學反思

作為一節高三一輪復習課來說，本節的設計緊緊圍繞《考綱》要求，梳理基礎知識，全面閱讀教材，徹底掃除學生在知識結構理解上的障礙，并幫助學生在學習能力上得到不斷提升。針對不同的知識點，采取不同的教學策略。重視核心概念的教學，下大力度挖掘能量流動的四大核心要素；擺脫傳統的講授式教學模式，開展合作探究，建構模型，分析資料等多種教學環節與評價方式，真正實現學生在“做中學”，培養學生獲取信息，推理判斷，分析與應用的能力。

（作者單位：包鋼第一中學）