5.2生態系統的能量流動教學設計

李小梅

一、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，學生在學習了第一節《結構生態系統的》基礎上，學習生態系統的功能.讓學生明白結構決定功能，也為第六章《生物與環境》的學習奠定了基礎.有承上啟下的作用。

本節教學內容主要從“生態系統中能量的流動過程”、“生態系統中能量流動的特點”和“人類研究生態系統能量流動的意義”這三個方面來闡明生態系統中的能量流動問題。

生態系統能量流動的過程和特點是本節的重點，教材較好地采用了兩種方法，一方面邏輯推理，歸納出了能量在相鄰兩營養級之間的傳遞效率為10%～20%;另一方面直觀形象地以單位時間內各營養級獲得的能量數值，由低到高繪制出了一個能量金字塔。這樣可以培養學生的邏輯思維和分析問題的能力。

能量流動具有單向性和逐級遞減的原因是本節的難點之一。充分利用“賽達.伯格湖中能量流動定量分析”實驗，是突破這一難點的關鍵，指導學生討論分析這個實驗數據，從而提高學生的數據分析的能力。

二、教學目標

1. 使學生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。

2.概述研究能量流動的實踐意義

3.通過引導學生定量地分析某個具體生態系統的能量流動過程和特點，培養學生分析、綜合和推理的思維能力。

4.通過討論“研究生態系統能量流動的意義”這一教學內容，使學生理解科學是第一生產力的觀點。

三、重難點分析

重點：生態系統能量流動的過程和特點

難點：生態系統能量流動的過程和特點

重難點突破策略：（1）引導學生復習生態系統的成分和營養結構，為學習能量流動做好準備.

（2）提前給學生布置學案“預習指導”相關內容，完成

①基本概念等的相關填空;②初步對每一營養級的能量來源和去路作一個簡單歸納。③對于學生預習中遇到的困難，教師通過實物投影的方式展現，組織學生分組討論，教師引導，得出結論。④聯系賽達伯格湖能量流動的實例，分析能量流動的傳遞效率，來驗證生態系統能量流動的特點.重視對學生“分析和處理數據”技能的訓練，讓學生體驗整理、分析數據，用數據說明生物學現象和規律的過程。

四、學情分析

在初中生物和必修一的學習中，學生通過看書相互討論等往往感覺好像懂了，但真正理解和應用起來卻存在一定的問題。若仍然跟原來一樣老師講學生聽，然后要求學生死記硬背，結果肯定跟往屆學生一樣既覺得乏味又掌握不了知識，更別說做題應用了。

高二學生已經具備一定處理問題的能力，為了調動學生的積極性和主動性，采用啟發式教學，向學生提出具有啟發性和思考性的討論題，組織學生展開討論，并且讓學生代表回答，其余學生再點評、找茬，在較難環節引導學生分析后，讓學生嘗試建立思維導圖。使所有學生都能積極主動參與到學習過程中來，提高學生閱讀、探索、推理、分析和總結歸納等各方面的能力。

五、教學方法

利用好練習冊前面的自主導學部分，貫徹“先學后教，當堂訓練”的教學模式;引導數據分析，進行啟發式教學法;采用思維導圖繪制和多媒體展示的直觀教學法;理論應用實際的知識遷移的教學法。

六、教學用具

多媒體課件思維導圖學案課本

七、課時計劃

1課時

八、教學過程

教學內容 教師活動 學生活動 設計意圖

復習提問并引

入新課 師：提問：（1）生態系統的結構包括哪兩部分？

（2）生態系統的營養結構有什么功能？

師：學生回答后用思維導圖（圖1）直觀展示上節的核心內容，并強調生態系統的結構決定功能，而在生態系統的三大功能（能量流動，物質循環，信息傳遞）中能量流動是最重要的.那么今天我們就來學習第二節<生態系統的能量流動> 生1：回憶并回答，其余學生點評

生2：食物鏈和食物網是能量流動和物質循環的渠道

展示思維導圖 通過復習導入，讓學生對知識的編排做到心中有數，明晰學習思路。

一、能量流動的概念 設問：什么是能量流動？包括了呢些過程？

然后讓學生自己看書獲取概念，但可能不理解，教師乘機追問如何分析？ 學生看書，在已有基礎上建構能量流動的概念。

培養學生靜心讀書的習慣

二、能量流動的過程 白板展示課本上“生態系統能量流動圖解”，根據圖解提出以下問題：

1能量流動的渠道是什么？

2能量的來源是什么？

3流經生態系統的總能量是什么？

4各個營養級能量的來源又是什么？各營養級能量的去路有哪些？請以生產者（第一營養級）為例說明。

5再以初級消費者為例，說明消費者的能量來源和去路

先讓學生帶著問題閱讀課本相關內容，之后小組就上述問題展開討論，然后繪制某一營養級能量流動思維導圖。見圖2

繼續設問：根據課本圖示，下一營養級攝入的量和同化的量一樣嗎？若不一樣有什么關系？

的量和同化的量一樣嗎？若不一樣有什么關系？

什么是同化量？教師帶著學生閱讀書本文字。

小結：同化量=細胞呼吸的消耗量+用于生長、發育和繁殖的能量（下一營養級同化量+分解者分解的量）

然后讓學生再就能量流動過程進行小結，老師點評，

小結：生態系統流動的能量來自太陽能，但并不是所有的太陽能都參與生態系統中的能量流動，必須是輸入到生態系統的第一營養級的能量才能開始在生態系統中流動。

師：怎樣輸入？生產者固定的太陽能總量就是流經這個生態系統的總能量。 學生看書小組展開討論并將討論結果進行梳理

然后小組展開比拼

學生看書總結攝入量和同化量關系：（1）攝入量=同化量+糞便量

（2）明白什么是同化量

學生再就上述問題嘗試進行小結 借助思維導圖直觀的圖示。

二、能量流動的過程 師：生產者固定的太陽能有幾個去處？

過渡：對于初級消費者所同化的能量，也是這三個去處。并且可以認為，一個營養級所同化的能量=呼吸散失的能量十分解者釋放的能量十被下一營養級同化的能量。但對于最高營養級的情況有所不同。 生：以小組為單位邊討論邊繪制思維導圖，并進行展示總結。討論結果見圖2.

生：依賴于生產者的光合作用把太陽能轉變成化學能。

生：呼吸消耗，下一營養級同化，分解者分解。 通過這些問題的分析、討論，使“能量流動”這一較為抽象的概念具體化，便于深入理解，同時也激發學生學習的興趣。通過多次討論，小結，檢查，實現本節教學目標

三、能量流動的特點 過渡：能量在流動的過程中，各營養級之間是什么關系？會可逆嗎？每一營養級的能量很大部分通過呼吸作用以熱能的形式散失，散失的熱能能不能再回到生態系統中參與流動？那么生態系統中能量流動有什么特點？形成這些特點的原因是什么？結合賽達伯格湖能量流動圖解計算相鄰兩個營養級之間的能量傳遞效率是多少？各營養級之間的傳遞效率在多大范圍內？請學生帶著這些問題閱讀教材“能量流動的特點”一段，閱讀完后，討論這些問題。

（待同學們閱讀討論完后）請學生代表概括一下能量流動的特點，然后教師有特點引出能量金字塔

師小結： 在賽達伯格湖，第二營養級只獲得第一營養級同化能量的13.5%，第三營養級只獲得第二營養級同化能量的20%，能量在相鄰兩個營養級間的傳遞效率只有10%～20%，那么，其余80%～90%的能量哪里去了？請一位同學回答這個問題。

師：未被利用的，可以理解為后一營養級不能利用的（如荒地中的草根）和后一營養級能利用而未利用的（如羊不可能將草地的草吃干凈）這些未利用的能量除少量被分解者分解釋放外，它們可能會成為有機質沉積物，若干時間后被利用。 生：捕食

生：不會

生：不能

學生回答兩個特點：單向流動，逐級遞減

生：被呼吸消耗，被分解者釋放，還有一大部分未被利用。

學生根據所學知識展開激烈的討論，然后自由發言

總結時學生主動參與到關鍵詞的選擇、知識點之間的聯系和邏輯性的思考、知識的完整性的補充上，很好的進行了知識網絡的建構。

四、研究能量流動的意義 過渡：研究能量流動的意義在于使能量持續高效地流向對人類有益的部分。比如草原怎樣放牧產畜量高而草原又不退化？農作物怎樣才能給人類提供更多的產品？假如給你一個池塘，你該怎樣經營，才能最大獲益？請大家討論。

（討論后請幾個同學闡述他們的結論）

生：學生看書了解桑基漁塘模式 將所學知識運用于新情景中，解決實際問題，理解研究能量流動的實踐意義

五、總結 師：通過學習生態系統的能量流動，我們知道生態系統必須不斷地從外界獲取能量。能量流動能維持各個營養級的生命和繁殖后代，使得一個生態系統得以存在和發展。本節內容我們主要學習了能量流動的過程、特點和意義，尤其是過程的分析。然后用備課環節設計好的思維導圖再次強調本節內容。見圖3

通過上述分析學生真正理解能量流動的相關內容

展示思維導圖讓學生對本節內容一目了然

六、練習 PPT展示相關習題，學生及時練習，鞏固知識。

生：思考并回答或小組討論后代表回答 及時練習，反饋知識掌握情況

九、布置作業

十、板書設計

5.3生態系統的能量流動

1.能量來源：太陽

2.能量輸入：生產者的光合作用

3.能量流動的渠道：食物鏈（網）

4.能量流動的過程：光→生產者→初級消費者

5.能量流動的特點。單向流動，逐級遞減

6.能量流動的傳遞效率：10～20%

7.能量金字塔

8.研究能量流動的意義

十一、課后反思

《生態系統的能量流動》一節主要講述了能量流動的過程、能量流動的特點和研究能量流動的意義。能量流動的過程非常抽象，因此分析能量流動的過程是本節課的重難點。本節課采用了小組合作學習方式，在復習提問、小組討論、課堂小結三個環節使用到思維導圖，充分發揮其在生物教學中的優勢。大大提高了學生學習生物的興趣，并且借助多媒體的形象直觀化使學生能夠運用所學的生物學知識解決實際生活中的問題，達到學以致用。

由于能量流動的過程比較抽象，因此可以采用學生熟悉的食物鏈讓學生分析，采用理論聯系實際的思路得出相應的結論，突破難點。

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達成。然而自我的感覺整堂課還是缺乏點精彩，課堂的鮮活度不夠。反思問題主要在以下幾個方面：

1.課容量過大，導致研究能量的實踐意義時讓學生從身邊的例子分析時有些學生沒有時間，有些學生有點失望。

2.時間分配不夠合理

注：本文系寧夏銀川市教育科學“十三五”規劃課題，課題名稱：《思維導圖在高中生物教學中的應用研究》的研究成果，課題號YJKG18-136