高中生态系统的能量流动教案.docx

高中生态系统的能量流动教案.docx

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一、教材分析

（一）教材地位和作用

《生态系统的能量流动》一课是高中生物必修本第二册第八章第三节的内容，主要讲述了能量流动的过程、特点和研究能量流动的意义，是生态系统功能中的重点内容。

本节以“生态系统的结构”为基础，结合第三章新陈代谢中能量的变化，以及“光合作用” “呼吸作用”的内容，具有一定的综合度。

（二）教学目标

1.知识目标：

①生态系统能量流动的概念。

②掌握生态系统能量流动的过程和特点。

③研究生态系统能量流动的意义。

2.能力目标：

通过引导学生定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，培养学生分析、综合和推理的思维能力及知识迁移和理论联系实际的能力。

3、情感目标：

培养学生实事求是的科学态度，树立科学服务于社会的观点。

（三）重点、难点及其确立依据

重点：

1、生态系统能量流动的过程。

2、生态系统能量流动的特点。

难点：

1、生态系统能量流动的特点。

2、生态系统能量流动特点形成的原因。

确定依据：

能量是一切生态系统的动力，也是生态系统存在和发展的基础。

其重点知识是：

能量流动的起点、流经生态系统的总能量、能量流动的途径和特点。

这部分知识起着承上启下的作用，它与第三章新陈代谢（同化作用、异化作用、光合作用、呼吸作用、能量代谢等）有一定的联系，它又直接关系到物质循环和生态系统稳定性的学习。

能量本身是一个抽象的概念，能量流动也是抽象的，而且各营养级中能量的来源和去路比较复杂，在原有的认知结构中，对于能量的认识不是很充分，对于能量流动的过程和特点更是生疏，因而成为认知上的难点。

组织分析必须有很好的切入点，采用设计合理的问题或提示分析的角度和方式引导学生分析能量流动的特点，是教师组织教学的难点。

三、教学方法和手段

1.启发探究法：

本节课遇到的最大困难是：

教材一看就明白，真正理解和应用却困难。

所以根据学生已经具备了一定的探索和研究能力的实际情况，采用启发探索式教学，向学生提出具有启发性和思考性的问题，组织学生展开讨论，把老师在堂上讲、学生在堂下听的教学过程变为师生共同探索，共同研究的过程。

充分发挥了学生的主体，教师的主导作用，

2.直观教学法：

采用多媒体等电教手段，增加教学容量和直观性，使学生更好地从感性认识上升为理性认识。

四、教学程序

（一）教学过程的设计思路：

对这一节的教学设计采用以探究式活动为主的教学模式。

“能量”是科学教育中的核

心概念，高中学生已逐步建立了能量、能量传递、能量守恒等一些基本概念；在生物学中，学生已学习了“储存能量的物质”、“能量代谢”等内容，这些都是理解本节内容的基础，

在教学中要紧紧依托这些知识展开教学。

本节的引入采用一段视频录像，展示非洲草原生态系统的概貌，请学生找出并书写出其中典型的食物链。

通过复习生态系统的营养结构（即食物链和食物网）引入生态系统的“能

量”问题。

意在利用丰富的、动态的画面激发学生学习的兴趣，建立能量在食物链中流动的感性认识。

接下来用“问题探讨”展开能量流动的过程的学习，总结出能量流动的来源和去

路特点，从中总结出能量流动的概念。

然后利用多媒体展示自制的能量流动的图解，结合林德曼的研究资料进行分析，探讨能量流动的特点，启发学生学会计算能量的传递效率。

再利用图解简介几种能量金字塔，实现对知识的深化理解。

最后，通过探讨解释生产、生活中的实际问题体会研究能量流动的实践意义。

在教学中，要重视对学生“分析和处理数据”技能的训练，让学生体验整理数据、处理数据、分析数据，以及用数据说明生物学现象和规律的过程。

（二）教学过程

环节一：

创设情景，引出课题一、课题导入

播放视频录像：

展示非洲草原生态系统的概貌。

提出问题：

1、在片中你看到了哪些生物，他们能不能构成生态系统呢？

（草作为生产者，植食性和肉食性的动物是消费者。

）

2、生态系统还应有什么必需成分？

（分解者。

分解者通过分解作用，将有机物分解为无机物，而其中大部分的能量则会以热能的形式散失。

当然组成生态系统的还应有无机环境，比如阳光、空气等非生物的物质和能量。

）

3、什么是生态系统的营养结构？

（生态系统的营养结构是指食物链和食物网。

）

4、一个典型的食物链模式怎样书写？

（作为第一营养级的是生产者，初级消费者作为第二营养级，次级消费者是第三营养级，后面依次是各级消费者。

）

（投影出典型的食物链模式）环节二：

提出问题，交流探索

二、讲授新课

以上述的典型食物链模式（生产者→初级消费者→次级消费者→…）为例，引出新课题。

（一）过程：

（分步解析图解）

问题：

1、生产者的能量怎样得来？

2、能量的源头？

能量是怎样输入生态系统的？

（绿色植物通过光合作用，把无机物合成为有机物，同时，光能便转化成了化学能，固定在所制造的有机物中。

这样能量就输入了第一营养级。

所以说能量的源头是太阳能，而能量流动的起点，就从生产者固定太阳能开始了。

）

（点击播放直观性较强的能量流动图解）

3、什么是生产者的同化量？

（生产者通过光合作用所固定的能量，才是真正进入生态系统的能量，并且已经同化为自身的物质了，我们又把这部分能量称为生产者即第一营养级的同化量。

）4、生产者的能量怎样进入初级消费者体内？

在其体内又发生哪些变化？

（生产者的同化量中，一部分会被初级消费者摄入体内，一部分在呼吸作用中以

热能形式散失，还有一部分则会随植物的落叶、遗体等被分解者分解。

）

（流入到第二营养级的能量，已经被它同化为了自身的物质，所以也可以称为初级消费者即第二营养级的同化量。

这部分能量应该有被下一营养级摄入体内的一部分，呼吸作用散失的一部分，还有动物遗体、残骸等被分解者而释放的能量。

后面营养级的情况也就大致相同。

）

（逐步展示能量流动图解）

小结：

每一个营养级的能量来源和去路都是什么？

去路：

①呼吸作用散失的能量（热能形式）。

②分解者释放的能量（也是热能形式）。

③沿食物链被下一营养级同化的能量。

可称为“三出”。

来源：

对于生产者来说能量来自于太阳能，而各级消费者的能量来自于上一营养级。

可称为“一入”。

因此简单说能量的来源和去路就是“一入三出”。

（投影图解）

5、第二营养级能够获得生产者的全部同化量吗？

为什么？

（后一营养级只能得到前一营养级的一部分能量。

参考：

热能形式散失。

）

6、能量的摄入量与同化量相等吗？

为什么？

（初级消费者摄入体内的能量，有一小部分存在于排出的粪便中，其余大部分才是被动物体同化的能量，可以说，初级消费者的同化量=摄入量-粪便量。

当然粪便中的那部分能量最终是被分解者利用了。

）

（投影图解）

初级消费者的同化量与用于自身生长、发育、繁殖的能量又有什么区别吗？

（初级消费者的同化量中有一部分是在呼吸作用中以热能形式散失了，余下的部分用于自身的生长、发育和繁殖，也就是用于自身体重的增加的有机物中所储存的能量。

这部分能量中一部分是在动物死后，随遗体残骸等被分解者利用散失了，还有一部分才可以流入下一营养级。

符合前面我们总结的“一入三出”。

）

（投影图解）

（二）总结能量流动的概念。

这种能量的输入→传递→散失的过程就是生态系统的能量流动。

它是沿着食物链流动的。

[实例]屎壳郎：

在草原上，牛以草为食，屎壳郎（蜣螂）以牛粪为食

（1）在能量流动的分析中牛粪中所含的能量属于哪一部分？

（生产者固定的太阳能）

（2）被牛同化的能量中约有多少流入屎壳郎？

（0）图解赛达伯格湖的能量流动情况，解决以下问题：

7、流经生态系统的总能量是什么？

8、能量流动的起点和途径分别是什么？

9、能量的来源和去路分别是什么？

（体会“一入三出”。

）

（图解赛达伯格湖的具体数据，解析上述问题。

）

（三）特点：

1、这种流动又有什么特点？

启发设问：

①在方向上：

单向流动

②在数值上：

方框大小、箭头大小→逐级递减

2、能量的传递效率如何计算？

（第一营养级和第二营养级：

62.8÷464.6=13.5%；第二营养级和第三营养级：

12.6÷62.8=20%。

计算方法：

（下一营养级同化量÷本营养级同化量）×100%）传递效率一般为10%～20%，这也叫做“十分之一”定律。

4、能量金字塔（投影三种金字塔图形）

[实例]

（1）为什么食物链一般不超过五个营养级？

（2）为什么“一山不容二虎”？

[例题]描述食物链的关系也可以表示为食物金字塔，在食物金字塔中表示了个体的相对数目，又表示了每层水平上所包含能量的大小。

下列叙述中，正确的是C

A.当达到金字塔的顶部时，个体数目减少，但是能量增加

B.当达到金字塔顶部时，个体数目和所包含的能量与其它层一样C.在金字塔的最底层，个体数目和所含的能量都是最多的

D.在金字塔的最底层，个体数目和所含的能量都是最少的

（四）研究能量流动的意义：

[实例]假设你流落在不毛的荒岛上，只有少量的玉米和鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是 A

A.先吃鸡，然后吃玉米B.先吃玉米，然后吃鸡

C.用玉米喂鸡，然后吃鸡

D.用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡

研究能量流动，实际是为了使能量更多地流向对人有益的部分。

[实例]农作物怎样为人提供更多的产品？

（除草）环节三：

巩固练习，应用活化

通过典型实例、练习巩固知识要点。

1.流经生态系统的总能量是指 C

A.照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全部太阳能

B.射进该系统的全部太阳能

C.该系统全部生产者所固定的太阳能的总量

D.生产者传递给消费者的全部能量

2.假设一个生态系统的总能量为１００％，按最高传递效率计算，第三营养级和三级消费者所获得的能量应为 C

A.４％和４％ B.０.８％和０.８％

C.４％和０.８％ D.１０％和４％

3.识图作答：

下图表示生态系统的能量流动，请据图回答：

（1）将A、B、C、D的名称依次写在图中：

A．生产者 B．初级消费者 C．次级消费者 D．三级消费者

（2）从生态系统能量传递效率上看，一个营养级的能量，流到下一个营养级只有10%～20%，因此，一个食物链一般不能超过五个营养级。

[更上一层]根据研究某生物同化量中，有98%用于呼吸消耗，仅有2%用于生长和繁殖，那么它可能流向下一营养级的能量可能是 C、D

A.98% B.3.2% C.0.2%～0.4% D.1.5%

环节四：

知识总结

投影知识框架，形成系统认识。

布置课后思考题。

为什么一般肉类食品的价格比粮食价格高？

五、教材加工改造

将教材中的内容重新调整，利用图解，分步解析，结合学生已知的一些知识，探讨总结。

把林德曼的赛达伯格湖的研究情况，与最初的能量流动图解有效的结合，在分析能量流动过程的同时，总结出能量流动的特点及传递效率。

精选练习，尽力代表不同题型，从而达到真正的应用水平。

教师起到主导、引领的作用，学生主体地位得到有效体现。

板书设计



能量流动

概念 起点

过程 途径

来源和去路

单向流动

特点 逐级递减

能量金字塔

研究意义