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2019-2020年高中生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》教案19新人教版必修3 教學(xué)目標(biāo) 一、知識目標(biāo) 　　1、使學(xué)生理解能量流動是生態(tài)系統(tǒng)的兩大功能量之一。 　　2、使學(xué)生了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念，掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。 　　3、使學(xué)生體會研究人員研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。 二、能力目標(biāo) 　　通過引導(dǎo)學(xué)生定量地分析某個具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程和特點，培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合和推理的思維能力。 三、情感目標(biāo) 　　通過討論“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義”這一教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生理解科學(xué)是第一生產(chǎn)力的觀點。 教學(xué)建議 教材分析 　　這部分教學(xué)內(nèi)容主要從“生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動過程”、“生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點”和“人類研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義”這三個方面來闡明生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動問題。 　　生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點是本節(jié)的重點內(nèi)容之一；能量流動具有單向性和逐級遞減的原因是本節(jié)的難點之一。充分利用“賽達(dá).伯格湖中能量流動定量分析”這一經(jīng)典的生態(tài)學(xué)實驗，是突破這一難點的關(guān)鍵，同時也是這部分教學(xué)內(nèi)容的精華所在，因為在指導(dǎo)學(xué)生討論這個實驗數(shù)據(jù)的過程中，可初步訓(xùn)練學(xué)生的分析、推理能力。 　　“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義”這一教學(xué)內(nèi)容，緊密聯(lián)系人類的生產(chǎn)生活實際，充分體現(xiàn)了“科學(xué)、技術(shù)、社會”觀點。 重難點分析 　　重點：生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。 　　（1）能量是一切生命活動的動力，也是生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。生物圈中每一個完整的生態(tài)系統(tǒng)都是一個能量輸入、傳遞和輸出的系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量單向傳遞的全過程，叫做能量流動。這是生態(tài)系統(tǒng)功能的一個重要體現(xiàn)。 　?。?）指導(dǎo)學(xué)生分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程和特點的過程，也就是培養(yǎng)學(xué)生分析綜合和推理的思維能力的過程；同時，生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程，滲透著物質(zhì)運動和物質(zhì)普遍聯(lián)系的辯證觀點，是滲透辯證唯物主義觀點教育的極好素材。 　　（3）研究能量流動的過程和特點，一方面可以鞏固前面學(xué)習(xí)的食物鏈和食物網(wǎng)的知識，另一方面，也為研究生態(tài)系統(tǒng)的目的——服務(wù)于人類自身（能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠郑┐蚝没A(chǔ)。 難點：（1）生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點 　?、倌芰勘旧硎且粋€抽象的概念，能量流動也是抽象的，在學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，對于能量的認(rèn)識不是很充分，對于能量流動的過程和特點更是生疏，因而成為認(rèn)知上的難點。教師引導(dǎo)學(xué)生分析時，應(yīng)首先提示學(xué)生“能量是一切生命活動的動力”，生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)也需要能量，再引導(dǎo)學(xué)生分析生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入、傳遞和輸出過程。 　?、趯τ谀芰苛鲃犹攸c的分析，引導(dǎo)學(xué)生從具體的能量流動過程分析出抽象的能量流動特點，組織學(xué)生分析必須有很好的切入點，采用設(shè)計合理的問題或提示分析的角度的方式引導(dǎo)學(xué)生分析能量流動的特點，教師在組織教學(xué)時要仔細(xì)考慮。 　　（2）能量金字塔的概念 　　能量金字塔是生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率的一種直觀表示方法，能量金字塔概念的提出是教學(xué)的難點，教師可以從如何直觀表示生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率的角度提出能量金字塔的概念，既有利于對能量金字塔概念的理解，又有利于對生態(tài)系統(tǒng)傳遞效率知識的理解。 教法建議 　　（1）“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程”，學(xué)生對這一概念的認(rèn)識，是建立在對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理解基礎(chǔ)上的，因此進(jìn)入這部分學(xué)習(xí)之前，復(fù)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有關(guān)概念是必要的，特別是要讓學(xué)生理解：制約生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的重要因素之一是群落成員間的營養(yǎng)關(guān)系，即食物鏈和食物網(wǎng)。 　?。?）在“能量流動的過程”的教學(xué)中，可給出學(xué)生某個具體的捕食食物鏈，教師精心設(shè)計一些問題，讓學(xué)生分析、討論能量在食物鏈中的輸入、傳遞、散失過程，使學(xué)生易于理解能量流動的概念和能量流動的過程 　?。?）在“能量流動的特點”教學(xué)中，要充分利用一些經(jīng)典的生態(tài)學(xué)實驗，除了教材中提供的“Cedar Bog湖的能流分析”，還可補充一些其他生態(tài)學(xué)家所做的實驗加以分析、討論，然后讓學(xué)生把各營養(yǎng)級中的能量通過能量金字塔的形式描繪出來。這樣便于使學(xué)生理解：能量流動過程的定量分析，是研究能量流動規(guī)律的關(guān)鍵；定量實驗在研究生態(tài)學(xué)問題中的重要性。在學(xué)生分析、討論這些實驗數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，概括出生態(tài)系統(tǒng)能量流動的兩個特點。 （4）在“研究能量流動的意義”的教學(xué)中，要特別注意與人類的生產(chǎn)生活實踐相聯(lián)系，可引導(dǎo)學(xué)生分析一些具體問題的基礎(chǔ)上，最終讓學(xué)生概括出：研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動規(guī)律，為的是能合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動關(guān)系，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?，同時還要保證生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。 教學(xué)設(shè)計方案（一） 教學(xué)目的 　　1、握生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。 　　2、解研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。 教學(xué)重點 　　生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。 教學(xué)難點 　　生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點及其形成原因。 教學(xué)方法 　　引導(dǎo)探索、談話、討論相結(jié)合。 課時安排 　　一課時。 教學(xué)過程 　　復(fù)習(xí)：生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么？ 　?。ɑ卮穑菏鞘澄镦満褪澄锞W(wǎng)。） 　　復(fù)習(xí)：如果我們寫一個一般的食物鏈，就是：生產(chǎn)者→初級消費者→次級消費者，這么寫的意思是什么？ 　　學(xué)生：是后一營養(yǎng)級以前一營養(yǎng)級為食的現(xiàn)象，后一營養(yǎng)級從前一營養(yǎng)級獲得了物質(zhì)和能量，物質(zhì)和能量就從前一營養(yǎng)級流動到后一營養(yǎng)級。我們現(xiàn)在就學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動的。 　　提問：那么，能量是怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的？能量流動的渠道是什么？能量流動的過程是怎樣的？請同學(xué)們閱讀教材“能量流動的過程”一段，并思考這些問題。 　　（在同學(xué)們閱讀后，分別請幾位同學(xué)總結(jié)這幾個問題。） 　　講述：生態(tài)系統(tǒng)流動的能量來自太陽能，即生態(tài)系統(tǒng)中能量的源頭是太陽。但并不是所有的太陽能都參與生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動，必須是輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營養(yǎng)級的能量才能開始在生態(tài)系統(tǒng)中流動。怎樣輸入？依賴于生產(chǎn)者的光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。生產(chǎn)者固定的太陽能總量就是流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量。它沿著食物鏈流動。 　　提問：輸入生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動的？或者說，生產(chǎn)者固定的太陽能流向什么方向？ 　　講述：生產(chǎn)者固定的太陽能有三個去處：一部分被自身的生命活動消耗了，即被呼吸作用分解了；儲存在體內(nèi)的能量一部分被初級消費者攝食同化流入下一營養(yǎng)級，沒被初級消費者利用的枯枝落葉和初級消費者攝食未消化而排出的糞便中的這一部分被分解者釋放出來。簡單他說，生產(chǎn)者固定的太陽能的三個去處是：呼吸消耗，下一營養(yǎng)級同化，分解者分解。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(rèn)為，一個營養(yǎng)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(yǎng)級同化的能量。但對于最高營養(yǎng)級的情況有所不同。 　　提問：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動有什么特點？形成這些特點的原因是什么？相鄰兩個營養(yǎng)級之間的能量傳遞效率是多少？教材107頁也有兩個問題，請同學(xué)們帶著這些問題閱讀教材“能量流動的特點”一段，閱讀完后，可以討論一下這些問題。 　?。ù瑢W(xué)們閱讀完后）現(xiàn)在請一位同學(xué)概括一下能量流動的特點。 　　是單向流動和逐級遞減。為什么是這樣呢？請繼續(xù)回答。 　　講述：對于單向流動來講，是說能量只能從前一營養(yǎng)級流向后一營養(yǎng)級，而不能反向流動，可以理解為肉食動物以植食動物為食，植食動物不能以肉食動物為食。植物與植食動物的關(guān)系也是如此。 　　對于逐級遞減來講，也是教材的第二個問題，一個營養(yǎng)級同化的能量，不能百分之百流向下一營養(yǎng)級，除了自身呼吸消耗外，還有一部分未被下一營養(yǎng)級利用。這就決定了能量越流越少。 　　在賽達(dá)伯格湖，第二營養(yǎng)級只獲得第一營養(yǎng)級同化能量的13．5％，第三營養(yǎng)級只獲得第二營養(yǎng)級同化能量的20％，能量在相鄰兩個營養(yǎng)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(xué)回答這個問題。 　　講述：對，被呼吸消耗，被分解者釋放，還有一大部分未被利用。未被利用的，可以理解為后一營養(yǎng)級不能利用的（如荒地中的草根）和后一營養(yǎng)級能利用而未利用的（如羊不可能將草地的草吃凈。這些未利用的能量除少量被分解者分解釋放外，它們或者進(jìn)入別的生態(tài)系統(tǒng)，如被河水沖向海洋，或者沉積在湖底成為有機質(zhì)沉積物，或者仍然是前一營養(yǎng)級的生存?zhèn)€體，保持了前一營養(yǎng)級的生產(chǎn)能力。 　　提問：在賽達(dá)伯格湖一個營養(yǎng)級所同化的能量，是怎樣分配的？ 　　是未利用的>呼吸的>下一營養(yǎng)級同化的>分解者釋放的。 　　提問：能量金字塔是什么含義？如以生物個體數(shù)量表示有無例外？（請一位同學(xué)回答） 　　講述：研究能量流動的意義在于使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧１热绮菰鯓臃拍廉a(chǎn)畜量高而草原又不退化？農(nóng)作物怎樣才能給人類提供更多的產(chǎn)品？教材中提到的辦法就是一個好辦法。假如給你一個池塘，你該怎樣經(jīng)營，才能最大獲益？請大家討論。 　?。ㄓ懻摵笳垘讉€同學(xué)闡述他們的結(jié)論） 　　現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)一種叫做“生態(tài)農(nóng)業(yè)”的農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式。這種經(jīng)營模式可以最小投入，得到最大收益。比如?；鶟O塘就是一例。（在此稍作解釋） 　　總結(jié)：通過學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，我們知道生態(tài)系統(tǒng)必須不斷地從外界獲取能量。能量是一切生命的動力，是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。能量流動維持各個營養(yǎng)級的生命和繁殖后代，使得一個生態(tài)系統(tǒng)得以存在和發(fā)展。 鞏固： 　　1．請從能量流動的角度解釋為什么食物鏈一般不超過五個營養(yǎng)級？ 　　2．俗話說，“一山不容二虎”，有沒有道理？為什么？ 　?。ㄟ@兩個問題可啟發(fā)學(xué)生根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量逐級遞減的規(guī)律分析，得出隨著營養(yǎng)級的升高，可利用的能量往往減少到很小的程度，以至不足以維持下一個營養(yǎng)級的存在。） 板書設(shè)計 三、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動 　　1．能量來源：太陽 　　2．能量輸入：生產(chǎn)者的光合作用 　　3．能量流動的渠道：食物鏈（網(wǎng)） 　　4．能量流動的過程：光→生產(chǎn)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