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《生态系统的能量流动》教学设计一、设计思路与意图生态系统的能量流动是生态系统的基本功能之一,能量流动的结构基础是食物链和食物网,生态系统中能量的输入和输出涉及到生物新陈代谢过程中光合作用和呼吸作用的知识,能量在各个营养级上的逐级传递关系到生态系统的稳定性、环境保护、可持续发展和生态农业等问题。因此这部分内容充分体现了生物学知识的综合性、复杂性和实用性。针对能量流动的过程、特点和研究能量流动的目的等问题,可以提出许多开放性、探究性的新问题,本节内容我运用“问题导学法”层层深入。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守恒定律、光合作用和呼吸作用等生理作用与能量有关一些基本概念，这些都是理解本节内容的基础，在教学中依托这些知识展开教学，教师用“概念图”的方法把基本轮廓写出来，学生自己通过自学讲相关知识联系起来，让学生一起评价，一起补充，从而让学生对知识掌握的更牢固。从情景引入，可以激发学生学习的兴趣，同时复习上一节课所学的生态系统结构成分之间存在营养关系，提出问题“还存在什么关系”，还从身边肉比菜贵这一生活事实，让学生充满探究的欲望。二、疑点的分析与定位在教学中，对学生原有的“分析和处理数据”技能进一步加强训练，结合“赛达伯格湖的能量流动图解”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。在课堂上通过学生的互相讨论，把学生的思维充分地调动起来，让他们主动参与学习，成为学习的主人。从而使复杂性的内容演变成简单易懂的内容。并加以多媒体课件，最大限度地发挥学生的主动性和创造性，提高他们的思维能力、阅读理解能力和观察能力，同时教师的适当总结，使他们对知识有了更深更全面的认识。三、教学目标知识目标1、使学生理解能量流动是生态系统的两大功能量之一。2、使学生了解生态系统能量流动的概念，掌握生态系统能量流动的过程和特点。3、使学生理解研究人员研究生态系统能量流动的意义。能力目标1通过分析生态系统中能量的输入与散失，即“光合作用”和“呼吸作用”与营养级之间的能量变化关系，发展学生的思维迁移能力2学会分析、推算生态系统的能量传递效率。情感目标通过讨论“研究生态系统能量流动的意义”这一教学内容，使学生理解科学是第一生产力的观点。教学重难点生态系统能量流动的过程和特点及生态系统能量流动的特点及其形成原因教学重难点分析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，在学生原有的认知结构中，对于能量的认识不是很充分，对于生态系统能量流动的过程和特点更是生疏，因而成为认知上的难点。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，生物圈中每一个完整的生态系统都是一个能量输入、传递和输出的系统，这是生态系统功能的一个重要体现；研究生态系统中的能量流动，可以帮助人们科学规划、设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用；还可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。体现其研究的重要性。教师组织学生分析简单的食物链中能量流动，采用设计合理的问题或提示分析的角度和方式引导学生自己分析出能量流动的特点形成的原因。学生分析时，应首先提示学生“能量是一切生态系统的动力”，“生态系统的存在和发展”也需能量，再引导学生分析生态系统的能量输入、传递和输出的过程。对于能量流动特点的分析，引导学生从具体的能量流动过程分析出抽象的能量流动的特点。四．教法在教学过程中，本节内容采用互动式教学模式，以教师提供讨论素材，组织引导学生讨论、活动，最后由师生共同总结的形式进行。通过严密的逻辑推理、层层深入、探究问题、引导学生思考、活跃学生思维，增强学生对本课内容，乃至整个生命科学的兴趣，从而完成既定的教学目标。在教学手段上，采用课件等电教手段，增加教学容量和直观性，使课堂气氛活跃起来，引起学生探究的欲望。五、学法讨论法、归纳法、自主探究法。通过以学生为主体的讨论，投学生所好，开放学生思维，从而达到培养学生的科学研究能力、观察能力、知识的迁移能力，促进学生的创新能力、强化学生的科学素质。六、教学过程教师的组织和引导学生活动教学意图创设情境：如果在一个荒岛上只有母鸡与玉米你将以什么生存策略来维持生命。提出问题：（1）生态系统的结构是什么？（2)制约生态系统结构组成的重要因素之一是群落成员间的营养关系，那还有什么因素制约着生态系统结构组成呢？（3）为什么市场上肉比菜贵呢？讨论并回答问题复习巩固旧知识并引入新课。多媒体展示一条最简单的食物链玉米---鸡----人提出问题：(1)玉米的能量是怎样得来的？什么作用？能量如何转化？(2)输入的总量是多少(3)玉米的能量将何去何从？（4）鸡的能量有何出路？阅读“能量流动的过程”,组织学生回答第一个问题，全班同学用简易图画出能量流动的传递和散失多媒体播放“生态系统的能量流动”动态图解，然后师生共同讨论上述问题。以玉米与鸡两者之间能量的关系讨论能量流动的途径。阅读课本，画出简易图，并将黑板上板书的同学的图加以点评通过这些问题的分析、讨论，使“能量流动”这一较为抽象的概念具体化，便于深入理解，同时也激发学生学习的兴趣。生态系统存在着：生产者→初级消费者→次级消费者→……的营练习用口头语言表达的方达成本节教养结构。提出问题：（1）能量流动的渠道是什么？（2）能量流动的过程是怎样的？式，叙述能量流经生态系统的全过程，着重阐述生态系统能量的来源、传递、散失几个环节。学目标。提出问题：从前面关于能量流动过程的阐述，下面再来看看能量流动过程有着什么样的特点展示：赛达伯格湖的能量流动图解。提出问题：（1)只看图总结出特点。（2）箭头有什么含义？能量可以逆向流动，循环流动吗？总结从方向上看是单向流动的，从数值上是逐级递减的。（3）计算赛达伯格湖的生态系统中，能量从第一营养级流入第二营养级占生产者所固定能量的百分比是多少?第二营养级流人第三营养级的能量，占初级消费者所同化的能量总量的百分比是多少?(4)流入某个营养级的能量，为什么不能百分之百地流向后一个营养级?学生阅读，讨论完成教师提出问题。总结归纳生态系统的能量流动具有的两个明显特点。这是本节教学的重点与难点。引导学生通过自主学习，理解能量流动的过程与特点。展示：某一个湖泊的能量金字塔。提出问题：能量流动逐级递减这一特点与能量守恒定律相矛盾吗？分析：在生态系统中，能量的形进行交流讨论。认同能量守恒定律。加深学生对生态系统中能量流动特点的认识。式不断转换，如太阳辐射能通过绿色植物的光合作用转变为储存于有机物化学键中的化学能；动物通过消耗自身体内储存的化学能变成爬、跳、飞、游的机械能。在这些过程中，能量既不能凭空产生，也不会消灭，只能按严格的当量比例由一种形式转变为另一种形式。讲述：能量流动是一个客观规律，只有合理地调整生态系统中能量流动关系，才能使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。归纳：人们在利用生态系统资源的过程中，期望的高效与持续常常会发生矛盾。如何根据客观规律来调整生态系统中的能量流动关系，以满足人类的需求，是一个必须解决的重要问题。提出问题：为了使农业生态系统的资源高效利用，能量流动状况图解应该如何绘制？检查学生完成情况并讲评。解决“为什么肉比菜贵”绘制教材中农业生态系统的能量流动状况图解。检查学生的学习效果，又可以训练学生分析问题的能力。展示课堂练习，并要求学生当场完成。学生完成练习。巩固新知识。总结：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。能量是一切生命的动力，是生态系统的基础。能量流动维持各个营养级的生命和繁殖后代，使得一个生态系统得以存在和发展。为了使能量能够高效地被利用，要大力发展渔业和草食动物业。农业生态系统减少能量散失的措施带来的启发。七、课后反思《生态系统的能量流动》这一节主要讲述了能量流动的过程、能量流动的特点和研究能量流动的意义。在课堂上通过学生的互相讨论，学生的思维被充分地调动起来，主动参与学习，成为学习的主人。从而使复杂性的内容演变成简单易懂的内容。通过学生自己看图，发现问题，提出“未利用”的含义，经过讨论，我又给学生举例：尽管麦田里有鼠类危害，但麦田里小麦植株并不一定全部遭到鼠类咬食，还有鼠类吃的其中子粒，并且它一般吃不完，通常收集到的食物量总要超过其需要的量。这是一个很好的生成，书上没有提，但这个知识点很利于学生理解能量流动的特点。课堂上给学生留有足够的空间发挥，会有意外的惊喜。