“生態系統的能量流動”說課

楊星宇+盧曉梅+彭宇

摘要：本文對所選課題說教材、教法、學法、課時安排、教學過程以及板書設計，指明構建概念模型和數學模型的優勢，嘗試將問題探討編成數學計算題，引導學生定量分析問題，從宏觀角度掌握生態系統能量流動的過程和特點，認同科學飲食的重要性。

關鍵詞：生態系統；能量流動；定量分析；概念模型；數學模型

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2018）03-0197-02

一、說教材

1.教材分析。《生態系統的能量流動》是人教版必修三第五章第二節的內容。本節需要兩課時來完成，第一課時完成生態系統能量流動的過程和特點。學生已在必修一學習了光合作用、呼吸作用以及必修三中生態系統的結構，這些內容對理解本課能量固定和流動方式起到了鋪墊作用。從高考角度看，通常定量考察生態系統能量流動的相關知識。

2.教學目標。（1）知識目標。闡明生態系統能量流動的概念；說出生態系統能量流動的過程和特點。（2）能力目標。嘗試建構能量流動的數學模型；運用能量流動特點解釋具體生物鏈；嘗試分析生態系統中能量的輸入和輸出。（3）情感態度與價值觀。養成發現問題、探索問題以及合作交流能力；關注資源利用的可持續原則，形成科學的世界觀。

3.教學重點。生態系統能量流動的過程；生態系統能量流動的特點。

4.教學難點。分析生態系統中能量的流入和流出；知識遷移的運用和計算。

二、說教法和說學法

1.說教法。根據問題探討魯冰遜漂流記的故事，采用激趣法引導學生從能量流動的角度分析問題；把定性地策略選擇題改編成數學計算題，運用問題導學法引導學生數量計算，運用分組討論法、多媒體輔助教學法指導學生完成課堂任務。

2.說學法。引導學生以草—兔子—老鷹這條食物鏈為載體，通過自主探究和小組合作的學習方法構建能量流動過程的概念圖，使知識系統化并將文字轉為概念圖。

三、說課時安排

本節內容是重點內容，分2課時完成，第1課時講生態系統能量流動過程和特點，第2課時講能量流動過程的計算問題和生態系統能量流動的實踐意義。

四、說教學過程

1.導入新課。（1）創設情境。讓學生假設自己是小說中的魯濱遜，流落到荒島上，除飲用水之外，只有一只母雞和15Kg玉米，如何利用現存食物存活更長的時間呢？統計選擇策略一和策略二的人數，分組討論，選代表說明對應策略食物鏈和食物網并給予理由，由此激發學生的學習興趣，引入本節主題。（2）發散思維。將問題探討的文字編成數學題，引導學生根據不同策略對應的食物鏈列出能量傳遞算式，到課堂結束后再回歸到這個算式，從而加深學生的理解。從數學角度定量分析能量傳遞的過程，運用學科綜合的思維方式，學生可以更加牢固地掌握本節知識。

2.能量流動的概念。從能量流動概念的4詞8字，總結本節跟上節的重要重疊概念，使學生串聯新舊知識。

3.能量流動的過程。帶領學生，以草—兔子—老鷹這條食物鏈的能量流動過程為例，構建屬于自己的概念圖，然后師生共同修正，最后與課本94頁給出的2個概念圖進行對比分析，從而內化吸收能量流動的過程。（1）強調流經生態系統的能量源頭是生產者固定的太陽能。（2）生產者固定的太陽能（即生產者同化能量）有呼吸消耗和自身生長發育繁殖2個去路；自身生長發育繁殖又有3個去路，即被初級消費者（兔子）攝入、被分解者利用和未被利用。詳細講解這3個去路，尤其是未被利用的這部分能量，它不是永遠不被利用，只是在一定時間內未被利用；被分解者利用的說明包括兩部分，即本營養級的遺體殘骸和下一營養級的糞便；初級消費者攝入的能量包括糞便量和同化量。（3）初級消費者同化量和生產者草的同化量就如出一轍了，次級消費者的概念圖與初級消費者基本一致。（詳見以下板書設計）。引導學生舉一反三，完成剩下的概念圖，結合課本94頁的兩個概念圖，生態系統能量流動的過程就一目了然了，這個教學重點在學生筆下就不攻而破了。

4.能量流動的特點。完成能量流動的過程分析后，引導學生從具體到抽象歸納其特點，讓思維螺旋上升。在投影儀上放映教材上賽達伯格湖的能量流動圖解，指導學生閱讀相關數據。提出4個問題：請大家設計表格，整理數據；計算“流出”該營養級的能量占“流入”該營養級能量的百分比；流入某營養級的能量，為何不會全部流入下一營養級。通過以上分析，學生們能總結出什么規律呢？讓學生分組討論：請兩組同學分別以生產者、植食性動物為標準，分析其能量的“流入”與“流出”。整理各數據，計算能量傳遞效率。據整理的統計數據，各營養級儲存的能量如何變化？其流動方向如何？分析數據，以生產者和植食性為例，其流出能量與流入能量比分別為13.52%、20.06%，進一步分析課外數據，發現能量流動效率大概在10%—20%之間，從而引導學生概括能量流動的兩大特點。以上教學過程體現了探究式教學理念，讓學生獨立分析食物鏈→小組合作討論→小組交流討論→師生共同構建總結，層層深入，直至挖掘出知識的精髓。教師起引導者的作用，充分利用學生的就近發展區，培養了學生的綜合素質。最后，結合能量流動的特點，請學生對生存策略再次選擇，并說明理由。如此一來，通過構建模型和解答經典例題，加強了學生對能量流動過程與能量傳遞效率的理解。

5.課堂總結。一堂出彩的生物課，不僅要讓學生掌握課標要求的知識，還要讓學生獲取方法和思路及樹立情感態度價值觀。本節課通過學習能量流動的過程，讓學生知道在日常生活中對植物性食物和動物性食物的攝取比例要得當，這樣既對身體好，還可以環保節能。

6.布置作業。定性作業，考慮中國國情，如何調整飲食結構使我們既吃得健康又經濟環保？定量作業，人吃白菜和羊肉，羊可以吃白菜，將人對白菜和羊肉的攝取比例由1∶1調整為4∶1，那么可供養的人數將會變為原來的多少倍（能量傳遞效率按15%計算）？

五、板書設計

1.概念。輸入→傳遞→轉化→散失。

2.過程：

3.特點。單向傳遞，逐級遞減。

參考文獻：

[1]魏允.《光合作用》說課[J].生物學雜志，2007，24（1）：79-80.

[2]慕曉茹，楊東輝.“生態系統能量流動的過程”教學研究[J].大連教育學院學報，2016，32（2）：40，47.

[3]霍永平.“生態系統的能量流動”的教材圖解的解析[J].生物技術世界，2013，（7）：150-151.endprint