王麗群

一、教材分析

本節(jié)課是人教版高中生物必修三第五章的核心內(nèi)容，在教學中起著承上啟下的作用，該部分內(nèi)容與呼吸作用、光合作用及能量代謝等知識聯(lián)系密切，又直接關(guān)系到本章后面內(nèi)容的學習。本節(jié)課安排2課時，這里只設(shè)計第一課時。

二、教學目標

1.知識與能力目標

(1)通過分析食物鏈讓學生掌握生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的概念。

(2)通過模型的構(gòu)建讓學生理解生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程。

(3)通過定量分析讓學生理解生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的特點并學會應(yīng)用。

2.過程與方法目標

(1)通過定量分析生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入與輸出，發(fā)展學生的思維遷移能力。

(2)學會整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，進而得出科學結(jié)論。

(3)通過小組討論與導(dǎo)學式相結(jié)合的教學模式，培養(yǎng)學生的語言表達力、合作能力以及發(fā)散思維和求異思維能力的發(fā)展。

3.情感態(tài)度價值觀目標

通過聯(lián)系實際，激發(fā)學生學習生物學的興趣，培養(yǎng)學生關(guān)心生態(tài)的意識和進行生命科學價值觀的教育。

三、重點

1.生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程

解決方法：教師通過課件進行動態(tài)分步演示，加深學生對能量流動過程的理解；學生通過分組討論形成共識，并自主構(gòu)建能量流動過程的模型，進一步將知識內(nèi)化。

2.生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點

解決方法：學生小組合作進行數(shù)據(jù)的整理和分析，利用定量分析得到的數(shù)據(jù)來進一步修正前面構(gòu)建的模型，得到符合實踐的正確結(jié)論。

四、難點

生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程

突破方法：教師通過課件，運用學生較為熟悉的生物形成相應(yīng)的食物鏈，聯(lián)系生活實際嘗試讓學生分組討論，形成對某營養(yǎng)級能量流動的共識；利用模型(各營養(yǎng)級、呼吸作用、分解者、箭頭等)讓學生根據(jù)討論形成的共識構(gòu)建能量流動過程。

五、教學方法

通過定性和定量分析能量的輸入與輸出，讓學生學會整理數(shù)據(jù)、分析數(shù)據(jù)，進而得出科學結(jié)論。

六、教學過程

1.課前準備

(1)教師準備好學生使用的導(dǎo)學案。

(2)教師制作好課堂使用的多媒體課件。

(3)教師準備好課堂使用的模型。

(4)學生熟練掌握生態(tài)系統(tǒng)的成分、食物鏈和食物網(wǎng)的相關(guān)知識。

教學意圖：為課堂教學的順利進行做好準備。

2.情境導(dǎo)入

教師通過PPT展示相關(guān)圖片。

師：第一幅圖展示的是我國西南五省發(fā)生大面積干旱的情況，第二幅圖展示的是青海省玉樹藏族自治州玉樹縣發(fā)生地震的情況。干旱、地震這些自然災(zāi)難會給人類帶來很大的傷害，但是我們可以運用一些知識在災(zāi)害降臨的時候增強自救能力，減少損失。比如，現(xiàn)在我們大家在自然災(zāi)難中被困在一個小山村中，食物只剩下一些玉米和幾只飼養(yǎng)的雞，面對這種情況，你將做何選擇才能使自己生存更長的時間來等待救援？

A.先吃雞，再吃玉米

B.先吃玉米，同時用玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。

學生觀看PPT展示的圖片，并思考教師提出的問題，齊聲回答：B。

教學意圖：通過現(xiàn)實生活中的故事情節(jié)引出問題，從而引起學生對問題的關(guān)注，以及讓學生帶著疑問來學習，激發(fā)學生的求知欲和好奇心。

師：毫無疑問，人獲得的能量越多，生存的時間會越長。哪個策略更合理呢？通過《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》這節(jié)課的學習我們將解決這個問題。

3.探究活動一：能量流動的過程

師：請同學們利用上節(jié)課所學的知識把這兩個策略中所蘊含的食物關(guān)系表示出來。

生：A：雞 → 人← 玉米

B：玉米→雞→人

師：我們就以食物鏈為線索研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程。這兩組策略中食物鏈較長的是：玉米→雞→人。玉米、雞和人在生態(tài)系統(tǒng)中的成分分別是什么？

生：玉米—生產(chǎn)者；雞—初級消費者；人—次級消費者。

師：首先我們來研究生產(chǎn)者的輸入和輸出。大家可以展開聯(lián)想，在你面前有一片綠油油的青草，對于青草而言：

(1)它的能量來源于什么？

(2)這些能量如何輸入到玉米體內(nèi)？

(3)這些能量的去向有哪些？

(4)最終去向是哪里？

請大家思考上述問題并將答案寫在學案上。

學生思考并在學案上完成答案，學生代表到黑板上寫出答案并進行講解(如圖1所示)：

圖1

教學意圖：充分發(fā)揮學生的獨立思考能力和語言表達能力。

師：我們繼續(xù)聯(lián)想，在這片綠油油的草地上有一群野兔 ，野兔正津津有味地啃著青草。

問題思考：

(1)野兔獲取能量的來源是什么？

(2)野兔體內(nèi)能量的去向有哪些？

學生思考、討論后，小組代表利用投影儀將答案展示給大家，并進行講解(如圖2所示)：

圖2

教師在輔助學生完成上述問題的探究之后，總結(jié)流向每一個營養(yǎng)級的能量的去向都大體相同：A.呼吸作用以熱能的形式散失；B.枯枝敗葉或者遺體被分解者分解；C.進入下一營養(yǎng)級(最高營養(yǎng)級除外)。并讓學生以小組為單位初步構(gòu)建生態(tài)系統(tǒng)能量流動模型。材料(如圖3所示)具有磁性，可以粘貼在白板上，也可以隨意移動，各材料數(shù)量足夠，大小不一。

圖3

學生小組利用教師提供的材料合作完成生態(tài)系統(tǒng)能量流動模型的初步構(gòu)建。

在學生完成模型的構(gòu)建之后，教師讓小組代表到講臺上來展示他們的結(jié)果。

學生將構(gòu)建好的模型到講臺上呈現(xiàn)(如圖4所示)：

圖4

在展示模型的同時，學生進行講解：四個營養(yǎng)級自左向右依次是第一營養(yǎng)級、第二營養(yǎng)級、第三營養(yǎng)級和第四營養(yǎng)級。每個營養(yǎng)級能量的去向都有三個：流向下一個營養(yǎng)級、通過呼吸作用散失和分解者分解。

師：大家都同意這位同學的觀點嗎？

有學生站起來：他的解釋是正確的，但是構(gòu)建的模型有些問題，比如說能量流動在營養(yǎng)級中應(yīng)該是逐漸減少，所以代表營養(yǎng)級的方塊和代表能量流動的箭頭應(yīng)該越來越小。

師：為什么營養(yǎng)級的能量越往后會越少呢？

生：因為除了流向下一個營養(yǎng)級之外，還有其他的兩個去向，即流向分解者和呼吸作用散失。

師：看來這位同學理解問題非常到位，他已經(jīng)引出我們下面要解決的問題，很好。前面我們定性分析了能量流動的去向，下面我們就來定量分析能量流動的去向。

教學意圖：通過制作生態(tài)系統(tǒng)能量流動的模型，充分發(fā)揮學生的合作能力、探究能力和動手操作能力，加深對能量流動過程的理解。

4.過渡

教師呈現(xiàn)下列四個問題：

(1)照射到地球上的所有太陽能都能輸入到生產(chǎn)者體內(nèi)嗎？為什么？

(2)生產(chǎn)者獲取的能量與消費者獲取的能量有何不同？

(3)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么？為什么？

(4)消費者攝入的食物中的能量能否全部被該營養(yǎng)級同化？如果不能，該部分能量流向何處？

學生在思考、小組討論之后搶答：

(1)不是，因為大部分的太陽能被地球表面的大氣層所吸收、散射和反射掉。

(2)生產(chǎn)者通過光合作用固定太陽能；消費者通過攝取食物獲得能量。

(3)生產(chǎn)者固定的太陽能的總量，因為能量流動是從生產(chǎn)者開始的。

(4)不能，因為消費者攝入的食物一部分以糞便的形式排出體外，被分解者分解，不屬于同化的能量。

師：通過上述問題的討論，我們知道一個營養(yǎng)級能不能得到上一個營養(yǎng)級的全部能量？

生：不能

教學意圖：以搶答的形式激起學生學習的興趣，同時為探究活動二做鋪墊。

5.探究活動二：能量流動的特點

師：美國生態(tài)學家林德曼對一個結(jié)構(gòu)相對簡單的天然湖泊—賽達伯格湖的能量流動進行了定量分析，請大家打開課本95頁，在分析該圖解的基礎(chǔ)上，獨立完成問題。

(1) 填寫下表，總結(jié)規(guī)律

表1

(2)分析下列兩個問題

①能量單向流動的原因是：

學生在閱讀教材，整理表格，完成上述問題后，自愿起來回答，其他學生和教師進行評價。

結(jié)論1：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動是逐級遞減的。

結(jié)論2：能量流動是單向的。

問題分析：

(1)能量單向流動的原因是：①組成食物鏈的各營養(yǎng)級順序不可逆轉(zhuǎn)；②各營養(yǎng)級散失的能量不能被重新利用。(2)能量逐級遞減的原因是：① 呼吸作用以熱能的形式散失；②流向下一營養(yǎng)級；③分解者分解。

教學意圖：通過自主學習，學生學會整理數(shù)據(jù)，分析數(shù)據(jù)，得出科學結(jié)論，從而為理解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點打下直觀的基礎(chǔ)。

師：請同學們根據(jù)能量流動特點的定量分析進一步修正前面制作的能量流動模型。

小組學生利用已學過的能量流動特點對前面制作的模型進行修正，呈現(xiàn)結(jié)果如圖5所示：

圖5

學生總結(jié)：除了體現(xiàn)能量流動的三個去向外，還要注意以下三個方面：(1)代表營養(yǎng)級的正方形逐漸減小；(2)代表營養(yǎng)級散失能量的箭頭逐漸減??；(3)食物鏈中的營養(yǎng)級為4～5個，不宜過長。

教學意圖：通過對模型的修正，進一步加深學生對生態(tài)系統(tǒng)能量流動特點的理解。

6.生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念

教師總結(jié)：通過對生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點的分析，可以生成生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念。太陽光能進入生態(tài)系統(tǒng)這個過程就是生態(tài)系統(tǒng)能量的輸入；草有一部分被兔子吃掉，能量流向第二營養(yǎng)級，這就是生態(tài)系統(tǒng)的能量傳遞；光能被綠色植物通過光合作用固定成有機物中的化學能，各種生物通過呼吸作用將一部分能量以熱能的形式散失，這就是能量的轉(zhuǎn)化；能量最終以熱能的形式散失到大氣中。生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程，稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。

教學意圖：通過教師的總結(jié)，學生對生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念有了明確的認識。

7.回歸情景

教師再次呈現(xiàn)“情景導(dǎo)入”的問題，讓學生再次選擇答案。

學生們在討論之后，最后認為答案為A，理由是：食物鏈越長，消耗的能量就越多，流向次級消費者的能量就越少。

教學意圖：學生再次思考，與之前錯誤的觀點進行比較，得出正確的解釋。

七、課堂練習

(1)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量是指( )

A.照射到該生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)所有植物體葉面上的全部太陽能

B.射進該系統(tǒng)的全部太陽能

C.該系統(tǒng)全部生產(chǎn)者所固定的太陽能的總量

D.生產(chǎn)者傳遞給消費者的全部能量

(2)調(diào)查得知一年中流經(jīng)某河流生態(tài)系統(tǒng)的4個營養(yǎng)級(以a，b，c，d表示)的數(shù)值如下，則該生態(tài)系統(tǒng)中初級消費者是( )

A.a B.b C.c D.d

營養(yǎng)級 a b c d能量(J.m-2)141.10×105 15.91×105 0.88×105 871.27×105

(3)假設(shè)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量為100個單位，按最高傳遞效率計算，第二營養(yǎng)級和次級消費者所獲得的能量應(yīng)為多少個單位( )

A.20和20 B.20和4 C.4和0.8 D.10和1

(4)一片樹林中，樹、昆蟲和食蟲鳥類的個體數(shù)比例關(guān)系如圖6所示。下列能正確表示樹、昆蟲、食蟲鳥之間的能量流動關(guān)系的是(選項方框面積表示能量的大小) ( )

圖6

八、課堂總結(jié)

九、教學反思

1.優(yōu)點

(1)教學目的明確，重難點把握到位，教學內(nèi)容安排詳略得當，富有層次，保證了教學內(nèi)容的順利完成。

(2)本節(jié)課始終貫穿新課程理念，突出學生的“學”。課堂中既有教師的講解、啟發(fā)引導(dǎo)、組織討論、總結(jié)等，又有學生的思考、討論、交流、合作、嘗試構(gòu)建模型等。多種方式的課堂教學有效地調(diào)動了學生學習的興趣，激發(fā)了學生學習的主動性和創(chuàng)造性，保證了良好的教學質(zhì)量。

(3)情景導(dǎo)入是由現(xiàn)實災(zāi)難生活引出先吃雞還是先吃玉米的問題，激發(fā)了學生學習的興趣，調(diào)動了學生學習的積極性。

(4)在引導(dǎo)學生嘗試建立模型時，從簡單的過渡到復(fù)雜的模型構(gòu)建，學生容易操作，且能從中得到樂趣。同時提高了學生觀察、分析和解決問題的能力，培養(yǎng)了學生的創(chuàng)新思維，便于學生對知識的理解。

2.不足

(1)最大的不足之處在于，講完這節(jié)課后，回顧情景再次選擇答案的時候，很多學生還是選擇B答案。在經(jīng)過一番討論、解釋之后，才同意A答案。這說明學生還是不能將所學的知識應(yīng)用到實踐當中。

(2)課堂容量較大，時間緊湊，留給學生鞏固的時間少，練習也很少，導(dǎo)致學生不能完全掌握。

[1]王麗群,殷汝軍.為理解而提問 讓學生開動腦筋[J].教學儀器與實驗,2010(1):25-26.