最新人教版高中生物必修3第5章 生态系统及其稳定性全章教案.docx

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最新人教版高中生物必修3第5章生态系统及其稳定性全章教案

第1节生态系统的结构

【学习目标】

1.通过观察图片、阅读文本,能够说出生态系统的概念。

2.通过观看图像、师生交流,说明生态系统组成成分以及各成分在生态系统中的重要作用。

3.通过分析生态系统的组成成分及其营养结构,学会分析综合和推理的思维能力,并能够解释营养级的概念以及营养级与食物链的关系。

【教学重难点】

1.重点:

生态系统的组成成分及其之间的关系及食物链与食物网

2.难点:

(1)食物链、食物网、营养级三个概念的区别和联系

(2)尝试建构生态系统的结构模型

【教学背景】

教材分析:

生态系统的概念是形成生态学思想的基础,本章是围绕着剖析生态系统概念的实质展开的。

学生通过必修1的学习已经能说出生命系统的结构层次,而必修3第4章种群与群落的学习,为生态系统概念和组分的学习奠定基础,因此,在教学中要突出生态系统内各组分的相互联系与相互作用、有序与和谐、多样与复杂等。

从培养学生的生态学思想的角度,采用直观的教学手段,引导学生思考讨论,建构生态系统的结构模型,为后续能量流动物质循环的学习奠定基础。

学生对“生态系统”一词并不陌生,对其最基本的内涵通过初中生物课的学习已有初步的了解。

通过七年级上学习《生物圈是所有生物的家》,对生态系统的组成、类型、食物链和食物网、生物圈等有初步的了解。

能举例说明食物链,食物网。

通过对以往知识的回顾与总结,带领学生讨论生态系统的边界,营养结构,生态系统的组成,侧重分析生态系统各个部分在系统中的作用和各个组分之间的联系,学生尝试建构生态系统概念模型,在教师的引导下,学生能解释生态系统作为一个生命系统具有整体性的原因。

目前,普通理科教学班学生,最困难的是建构生态系统的概念模型。

其次,对概念描述不够准确、概念内涵把握不住。

【教学过程】

教学环节

教学步骤

设计意图

教师活动

学生活动

引入

生态系统的范围

引言:

播放《多种多样的生态系统》录像,引入生态系统的教学

【提问】生态系统的范围如何界定?

有大有小,池塘,农田,森林等,都可以是生态系统,简单介绍生态系统类型。

【提问】地球上最大生态系统是什么?

观看录像

观察思考

 

思考,回答

激发学生兴趣,提前介绍生态系统的类型

生态系统的概念

出示:

两种草原群落图片,强调:

一定的区域内无机环境状况决定了哪些生物能在这一环境内生活,生物群落又改变了无机环境。

在环境条件大体相同的地方,群落的外貌大体相同

引导学生总结生态系统的概念

分析生态系统的概念:

强调“生物群落”“无机环境”“相互作用的整体”

 

思考,回答说出生态系统的概念

 

明确生态系统的概念

 

生态系统的营养结构

出示一个陆地生态系统的部分生物的图片,请学生说出该生态系统中的几条食物链,出示其中一个食物链,说明营养级的概念,并引出生产者消费者的概念。

该生态系统中,由于生物的食性不同,多条食物链彼此交错组成食物网。

【提问】如果某一食物链上某种生物的减少或消失对这个食物网的影响会比较大吗?

食物网越复杂生态系统抵抗外界干扰能力越强。

思考,回答

 

思考,回答

明确营养级和生产者和消费者概念

 

学写食物链,体会生物之间的关系

明确食物链食物网的概念

【提问】在这个生态系统中除了图中食物网中的生物还有没有与它们相关的其他生物?

出示图片

引入分解者的概念,并强调生态系统的营养结构是由食物链和食物网组成的。

简介腐食食物链

思考,回答

 

明确食物链食物网是营养结构

 

生态系统的组成成分

【提问】除了生物以外,这个生态系统还应该有什么成分?

归纳小结。

再以池塘生态系统为例分析一下生态系统的组成成分和它们的关系,进行巩固

分析各成分物种,它们之间的相互作用以及物质变化和能量关系。

教师及时小结。

学生观看资料思考回答

 

学生分析

 

再次强调生态系统的概念并引出组分中非生物的物质和能量

建立生态系统结构模型

介绍概念模型和一般系统模式图,请学生画出生态系统结构模型。

(提示学生:

从物质和能量两方面,任选其一来完成)

指导学生画图

及时评价

学生思考

学生分组讨论并绘制生态系统模型

请学生展示自己绘制的模型,由其他学生进行评价

学生在尝试模型建构的过程中体验创造的乐趣,学会合作

体验表达交流的过程

归纳总结

归纳本节内容,强调生态系统结构组成和营养结构,指出食物链和食物网是物质循环和能量流动的渠道。

梳理知识

梳理知识为以后的能量流动和物质循环的教学奠定基础

第5章生态系统及其稳定性

第1节生态系统的结构

一、生态系统的范围和概念

二、生态系统具有一定结构

第2节生态系统的能量流动

一、教材分析

本节内容包括生态系统中能量流动的过程、能量流动的特点和研究能量流动的意义三部分。

教材内容的知识要点较易掌握,但关于能量的来源与去路中涉及的能量变化往往需要把将分析和应用结合在一起,学生较难做到分析透彻。

教学中运用多媒体课件形象说明能量流动过程的两大特点,另一方面以实例巩固是必不可少。

本教材以“生态系统结构”中的食物链为基础,结合必修一第五章“光合作用”与“细胞呼吸”的内容,具有一定的综合度性。

二、学习目标

①通过阅读文本、观察图像,能够理解生态系统能量流动的概念。

②通过数据分析、师生交流,掌握生态系统能量流动的过程和特点。

研究生态系统能量流动的意义。

③通过借助一条具体食物链,分析每一营养级能量的输入、传递、转化和散失的过程,学习分析实验的方法。

三、教学重难点

1.重点:

生态系统能量流动的过程和特点

2.难点:

生态系统能量流动的过程

四、教学思路

本节课首先从教材中“问题探讨”提供的素材入手,在此基础上增设第三种生存策略:

“先吃鸡,同时种植玉米,然后再吃玉米”,供给学生选择哪种生存策略最适合(设置悬疑)。

要求学生写出相关的食物链(网)形成能量在食物链(网)中流动的感性认知。

其次,以一只鸡为例,分析一个个体的能量来源与去路;提出生态系统能量流动的单位是什么,再从生态系统水平(个体->种群->营养级)总结能量流动过程的图解,构建能量流动的概念模型。

其次,利用多媒体展示林德曼的研究资料,引导学生分析赛达伯格湖每一个营养级能量的来源与去路,计算上下营养级能量的传递效率,总结出能量流动的特点。

然后让学生根据能量流动的特点构建数学模型与物理模型(能量金字塔);以古代的“桑基鱼塘”和现代的“沼气池”为例总结出研究生态系统的能量流动的意义。

最后,对本节课内容进行课堂小结,投影出本节课的知识网络以便帮助学生对本节课形成系统的认识。

在教学过程中以问题讨论为主线,问题设计由浅入深,得出结论。

引导学生利用已有知识,自主获取新知识,从而突破教学的难点。

同时在教学中,重视“分析和处理数据”技能的训练,让学生体验尝试整理数据、处理数据、分析数据,并用数据说明生物学现象和规律。

五、教学过程

教师的组织和引导

学生活动

教学意图

创设情境:

假如像鲁滨逊那样流落到一个仅有饮用水,几乎没有任何事物,只有随身携带的一只鸡与15Kg玉米的荒岛上,如何使用尚存的食物才能存活更长的时间以待援救?

1.让学生根据创设情境选择那位不幸者的生存策略,并建立与之相关的食物链(网)?

学生讨论,选择生存策略,画出食物链(网)

通过创设情景引入本节教学的目标,即能量流动。

分析、组织讨论:

2.该食物网中的一只鸡(一个生物个体),其能量是如何输入、储存和散失的?

3.如果对象是一个种群,能量又是如何输入、储存和散失的?

4.我们研究生态系统的能量流动的对象应该是什么?

学生自主性学习:

请自学P94能量流动的过程,找出关键词。

并以某营养级(以生产者、初级消费者为例)为单位构建新的能量流动的概念模型。

(附件1)

学生依次思考教师提出的问题(2、3、4);

由以“个体”为研究对象上升到能量流动以“营养级”为研究对象。

自主学习教材“能量流动的过程”,进行交流讨论,尝试构建能量流动的概念模型。

由以“个体”为研究对象到以“营养级”为研究对象,认识研究生态系统的基本方法。

让学生进行自主性学习,找出关键词;根据能量守恒定律,构建能量流动的概念模型,以加深理解,巩固知识。

分析各营养级(生产者、消费者)的能量输入与输出(附件2),引导学生总结出生态系统能量流动的基本过程。

尝试总结出生态系统能量流动的基本过程。

通过分析某营养级能量来源于去路并根据能量守恒定律,得出能量流动的基本过程。

引入:

展示赛达伯格湖的能量流动图解(附件3),并指导学生阅读教材中的能量流动图解。

提出问题:

5.分组讨论:

请第一组以生产者、第二组以植食性动物、第三组以肉食性动物为例,分析其能量的“流入”与“流出”。

6.用表格的形式,将图中各个营养级能量流动的数据进行整理,并计算能量传递的效率。

(附件4)

7.根据表格中统计的数据,各个营养级所储存的能量是如何变化,能量流动是沿着食物链进行,其流动方向如何?

通过以上分析,引导学生得出能量流动的两个特点。

根据能量流动的特点,请学生对情境中生存策略再次进行选择,并说明理由。

学生阅读相关文字与图片。

分组讨论完成教师提出的问题(5、6);然后根据问题7的提示得出生态系统能流动的两个特点。

本节教学的重点与难点。

通过图解,引导学生认同能量守恒定律,理解能量流动的过程与特点。

同时尝试列表分析进一步理解生态系统中能量是如何流动。

知识迁移:

8.在能量流动的特点基础上,构建能量流动的数学模型与物理模型(能量金字塔)(附件5)

9.投影展示经典例题,思考第二营养流向第三营养级的能量传递效率。

(附件6)

学生阅读教材P96文字与图片,思考完成教师提出的问题(8、9)。

计算生态系统能量传递效率。

通过构建模型和解答经典例题,加强学生对能量过程与能量传递效率的理解。

指导学生阅读教材思考与讨论中古代“桑基鱼塘”的生产方式与现代的“沼气池”产生沼气。

分析研究能量流动的意义,并最终指导学生归纳。

学生通过阅读感受到研究生态系统能量流动的意义。

明确为什么要研究生态系统的能量流动。

课堂小结:

通过学习生态系统的能量流动,我们知道生态系统必须不断地从外界获取能量。

希望大家认真复习,充分地理解能量流动的过程与特点以更好地服务于农业和生活。

归纳总结本节课内容,明确本节课的重点内容。

作业布置:

课后练习

板书设计:

生态系统的能量流动

能量流动的概念

能量流动的过程

能量流动的特点

1.单向流动;2.逐级递减

能量流动的意义

附件1:

能量流动的概念模型

附件2:

某营养级(生产者、初级消费者)能量的输入与输出

生产者初级消费者

附件3:

赛达伯格湖的能量流动图解

附件4:

赛达伯格湖的能量分析

附件5:

能量流动的数学模型与物理模型

数学模型:

第n营养级获得的能量最多为

最少为

物理模型:

能量金字塔

附件6:

能量流动的经典例题

第3节生态系统的物质循环

【学习目标】

1.通过观察图片、阅读文本,能够理解物质循环的物质概念和碳循环的过程。

2.通过对相关图像、过程的学习,能够掌握生态系统物质流动的过程和特点。

3.通过对比分析、师生交流,能够理解能量流动和物质循环的关系。

【教学重点】

分析生态系统中的物质循环。

【教学难点】

能量流动与物质循环的关系。

【教学过程】

教学过程

教师活动

学生活动

设计意图

引入新课

展示一个小实验:

用一个玻璃瓶,底下铺些细沙,里面有肉眼直接看不见的微生物,然后注满清水,再放些水藻和活的小鱼虾,最后将瓶子密封起来,放在有阳光照射的地方。

这就构成了一个小小的生态系统。

提问:

这个密封的小世界如果我们不向其内投放食物和更换空气,里面的动、植物可以维持生命吗?

能一直维持下去吗?

观看道具,体会,思考,回答。

1.用道具的形式创设问题情景引起学生兴趣。

2.引入主题。

探究碳循环的过程

1.过渡语:

正因为在生态系统中,物质可以被生物群落往复循环利用,所以,物质是永恒的,世界是物质的,是符合物质不灭定律的。

事实上,物质循环时时刻刻发生在我们身边。

2.给出幻灯片图片

假设我将开始时的实验进行改进,将密闭的玻璃瓶中只装有标记C14的CO2,过了一段时间后,问:

1)你认为水藻中哪种物质一定能检测到C14的存在?

2)C元素是如何由无机环境到生物体中的呢?

这是一个什么生理过程?

3)玻璃瓶中的小鱼虾体内是否也存在C14呢?

为什么?

3.给出幻灯片图片:

1)将上述实验中的金鱼取出,放置在充满O2而没有CO2的密闭鱼缸中,过一段时间用仪器检测鱼缸中的空气。

2)同时将将上述实验中的水藻放置在一个密闭的不含标记C的容器内,光照,过一段时间,用仪器检测容器内的空气。

提问:

检测结果是什么呢?

这个结果是经过什么生理过程完成的?

4.过渡语:

从上述实验中我们知道了,无机环境中的C通过光合作用被生物群落所利用,生物群落又通过呼吸作用将一部分C还给了无机环境。

可是有些植物并没有全部被动物所摄食,如枯枝落叶等

提问:

枯萎的水藻中存留下来的C14最终如何回到无机环境中的呢?

这个生理过程是什么呢?

(探究实验:

土壤微生物对淀粉的分解作用)你能结合以前学过的实验知识,及前几节学过的知识,设计一个实验来证明你的结论吗?

提问:

生物遗体中的C14只有这一条路径回到无机环境吗?

讲述:

植物的枝叶和根茎,没有被分解的经过千百万年在地面上堆积而成的一层极厚的黑色的腐殖质,由于地壳的变动不断地埋入地下,长期与空气隔绝,并在高温高压下,经过一系列复杂的物理化学变化等因素,形成的黑色可燃化石,这就是煤炭。

煤炭又经过人的开采、制成能源,经过燃烧重新将C元素还回无机环境。

出示碳循环模式图和动画幻灯片,请学生根据下面的问题总结实验,归纳碳循环过程。

提问:

1)碳在自然界以什么形式存在?

2)碳是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节的(以什么形式、通过哪种生命活动、形成哪些产物)?

从三个方面总结碳循环的特点:

1)碳循环的主要形式?

2)碳进入生物群落的途径?

3)碳返回大气的途径?

积极参与讨论,思考问题,回答问题

思考回答问题

分组讨论、发扬合作精神,进行自主探究。

通过形象的图片和动画使学生充分思考,培养学生观察和实验总结的能力

生态系统的物质循环概念以及特点

提问

1):

根据碳循环你能给生态系统的物质循环下个定义吗?

2)根据碳循环的特点试着总结一下物质循环的特点?

思考总结

培养学生的总结能力

与社会的联系

设疑:

1.如果人们不按生态规律办事,

乱砍滥伐森林,对生态系统的碳循环有何影响?

2.随着现代工业的迅速发展,人类大量燃烧煤、石油等化学燃料,对生态系统的物质循环有什么影响吗?

3.你还能举出生活中人类活动干扰生态系统物质循环所带来的生态问题吗?

对此我们又能做些什么?

观察阅读书101页温室效应示意图。

思考,并积极讨论并回答问题

培养学生应用学过的知识解释生活中常见的现象,学会理论联系实际

物质循环和能量流动的关系

过渡语:

生态系统的主要功能就是进行能量流动和物质循环,这两大功能之间既有明显的差别,又有必然的联系。

那么它们之间的关系究竟是怎么样的呢?

出示“物质循环和能量流动的关系”空表格,让同学根据表格回答问题

项目

物质循环

能量流动

形式

范围

过程

特点

联系

讨论思考,回答问题

使学生结合以前的知识总结问题

课堂小测及课后作业

出示幻灯片

在农田中大量使用DDT杀虫剂为什么会殃及南极的企鹅?

回顾课堂活动,总结主要的学习内容。

复习巩固。

为下节课准备

板书设计

生态系统的物质循环

一、物质循环的概念

二、物质循环的特点

三、物质循环与能量流动的关系

第4节生态系统的信息传递

【学习目标】

1.通过阅读文本,观看图像,能说出生态系统中的信息传递、作用及其在农业生产中的应用。

2.通过资料分析、师生交流,能够学会区分生态系统中信息的种类。

【学习重点与难点】

说出信息传递在生态系统中的作用

【教学策略】

本节内容位于高中生物必修3的第5章第4节。

主要内容包括生态系统中信息的种类,以及信息传递的在生态系统中的应用。

它上承能量流动和物质循环与之共同构成生态系统的基本功能。

下启生态系统稳定性,使生态系统的各部分相互联系成为统一整体,并维持长期的相对稳定。

生态系统的信息传递在实践中有着广泛的应用。

如:

生活中我们用艾草的化学信息驱蚊;利用形体语言来与聋哑人进行沟通;通过调节光周期来控制花的开放或是动物的繁殖行为。

学生是在学习了能量流动、物质循环等生态系统知识的基础上学习信息传递,这样更有利于学生理解信息传递在生物的生存、繁衍、种间关系以及维持生态系统稳定性等方面的重要作用。

农村学生更加贴近自然对生态系统中信息比较熟悉,城市的学生可以组织到植物园和动物园观察学习。

这样学生对本课的理解会比较容易,更有利于理论联系实际。

对于信息的种类,课前布置学生观察身边的动物是如何进行信息的传递的,搜集生物之间传递信息的实例,在课上进行交流和分析。

然后引导学生将这些信息传递方式进行分类,进而讨论分析信息传递在生态系统中的作用,最后引导学生联系生产生活实际体会研究信息传递的意义。

本节主要是基于对生物现象的描述,学生可以通过分析讨论理解这些内容。

因此,分析资料,组织学生讨论是良好的教学策略。

利用多媒体辅助教学,展示精彩实例,激发兴趣。

采用启发、探究式教学,运用类比、综合的方法分析资料得出合理的结论。

【教学过程】

学习

阶段

教师的组织和引导

学生

活动

教学意图

引入

课题

组织学生“探讨信息交流方式”,引导学生讨论:

1.什么是信息?

2.信息是怎么传递的?

3.你能举出在生活中生物之间进行信息传递的例子吗?

学生进行分析讨论、交流。

通过生活常识,引起学生学习的兴趣,导入课题。

生态系统中信息的种类

教师提出问题:

1.你知道在生态系统中信息的种类有哪些吗?

你怎样去辨别这些信息属于哪种信息类型?

2.你能举出这些信息类型的其他实例吗?

组织学生看课本,然后讨论交流

教师可以给学生提供以下案例:

[案例]雌性虫类释放性外激素(化学信息);蜜蜂通过跳圆形舞和8字舞来告知同伴蜜源的方向和远近(行为信息);羚羊为了雌性搏斗(行为信息);在繁殖季节,公蜥蜴具有“大红脖子”来引诱母蜥蜴交配,孔雀通过“开屏”来展示自己的美丽(行为信息);蜘蛛网震动(物理信息);雄性萤火虫放光(物理信息);昆虫的警戒色(物理信息);黄鼬的臭气(化学信息);青蛙叫(物理信息);等等。

学生结合自己的认识,判断上述实例分别是什么信息?

巩固知识。

针对老师提出的问题,看课本,讨论、交流。

 

学生讨论回答。

举例说出生态系统中信息的种类。

 

通过给出的案例,进一步巩固自己所学的内容。

信息传递在生态系统中的作用

教师组织学生看教材中的资料分析,并要求学生结合资料分析中的问题,展开讨论。

组织学生对资料分析中的问题进行归纳总结:

1.生命活动的正常进行,离不开信息的作用。

2.生物种群的繁衍,离不开信息的传递。

3.调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定。

4.信息在生态系统中的作用还有很多。

学生通过对信息传递在生态系统中的作用,进一步理解信息传递是生态系统的重要功能之一。

学生阅读资料分析

对资料分析中提出的问题展开讨论

学生通过阅读,自己归纳出信息传递在生态系统中的作用,锻炼自学能力。

这是重点和难点,引导学生通过自主学习理解信息传递是生态系统的重要功能之一。

信息传递在农业生产中的应用

过渡:

信息传递作为生态系统的主要功能之一,在生态系统中起着重要的作用,在农业生产上,信息传递是否也有重要的应用呢?

引导学生自己总结信息传递在农业生产中的应用,教师可以结合多媒体课件展示在农业生产上信息传递的应用,以加深学生的理解。

学生讨论。

学生总结出信息传递在农业生产上的应用。

引入信息传递在农业生产中的应用。

总结

通过学习生态系统的信息传递,我们知道信息传递使种群得以延续,使生命活动得以正常的进行,同时还能调节生物的种间关系,维持生态系统的稳定,正是由于信息传递的存在,使生态系统才得以存在和不断的发展,信息传递是生态系统的又一重要功能。

【巩固练习】

1.生态系统的信息传递不可能发生在()

A.细胞与细胞之间B.种群内部个体与个体之间

C.种群与种群之间D.生物与无机环境之间

2.森林中,狼能够依据兔留下的气味去猎捕兔子,兔子也同样能够依据狼的气味或行为特征躲避猎捕。

该信息在生态系统中的作用时()

A.可以保证生命活动正常进行B.可以维持生物种群的繁衍

C.能够促进生态系统的物质循环D.能够调节生物的种间关系

3.有人做了如下实验:

将一只椿象杀死,尽管做得干净无声,也引起了其它椿象的逃跑。

此现象是因为在椿象之间传递了()

A.物理信息B.化学信息C.行为信息D.语言信息

4.一只昆虫撞上了蜘蛛网,引起了蜘蛛网的振动,对此的描述正确的是()

A.蜘蛛网的振动频率,对于这只昆虫来说就是信息

B.蜘蛛网的振动,向蜘蛛传达了昆虫的行为信息

C.上述种类的信息,只能来源于生物

D.蜘蛛网的振动频率,是一种物理信息

5.下列关于信息的叙述中,正确的是()

A.信息是指标记在通讯系统或计算机上面的信号,在生态系统中没有信息

B.信息是可以传播的消息、情报、指令、数据与信号,在生态系统中也偶尔存在

C.信息广泛存在于生态系统中,且时常发挥着奇妙的作用

D.生态系统中的信息就是指密封的“舞蹈”

6.下列关于生态系统功能的叙述中,不正确的是()

A.能量流动是生态系统的动因

B.物质循环是生态系统的基础

C.并非任何一个生态系统都有能量流动、物质循环和信息传递

D.信息传递的作用与能量流动、物质循环一样,把生态系统各组分联系起来成为一个整体,并且有调节系统稳定性的作用

7.分析下列资料,回答问题:

研究发现萤火虫有用闪光信息通讯的假冒事例,即雌虫利用闪光信息来骗食;雌性萤火虫会发出别种雌虫的回应闪光,以骗取雄虫前来交尾从而捕食之。

(1)萤火虫闪光传递的信息属于信息。

(2)假冒事例说明了什么?

参考答案:

1.A2.D3.B4.D5.C6.C

7.

(1)物理

(2)生物的适应是相对的

第5节生态系统的稳定性

【学习目标】

1.通过观察图像、阅读文本,能够阐明生态系统具有稳定性的原因。

2.举例说明抵抗力稳定性和恢复力稳定性,并会判断不同生态系统抵抗力稳定性和恢复力稳定性的大小。

3.通过查阅资料、师生交流,能够简述提高生态系统稳定性的措施。

【学习重点与难点】

1.阐明生态系统的自我调节能力。

2.抵抗力稳定性和恢复力稳定性的概念及其关系。

【教学过程】

同学们在小学的时候就学习过一首古诗:

“野火烧不尽,春风吹又生”,这首诗蕴含了生物学知识:

草原生态系统具有一定的稳定性。

即使经历了大火,这个生态系统仍然复苏了。

那么为了证明生态系统确实具有这样的稳定性科学家们做了很多实验来证明它。

其中很著名的一个是美国的科学家们做的实验。

课件展示“生物圈II号”实验资料

【提问】八位科学家原打算在“生物圈II号”中自给自足生活两年,为什么中途撤出了?

这个实验过程中出现了什么问题?

(提示:

1.由于土壤中的微生物分解有机物消耗掉大量的氧气同时释放

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