“生态系统的能量流动”（第一课时）的教学设计，本文主要内容关键词为：课时论文,教学设计论文,生态系统论文,能量论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
一、教材分析
人教版高中生物学教材《稳态与环境》第五章“生态系统及其稳定性”第二节“生态系统的能量流动”，主要从“生态系统中能量的流动过程”、“生态系统能量流动特点”和“人类研究生态系统能量流动的实践意义”三个方面阐明了生态系统中的能量流动问题。其中，生态系统能量流动的过程和特点为教学重点，生态系统能量流动的过程、特点及其产生原因是教学难点。研究生态系统能量流动紧密联系人类的生产生活实际，充分体现了“科学、技术、社会”的观点。本节内容是生态系统结构的后续学习，也是前一节内容的深入和延伸；另外，从物质是能量的载体，能量是物质的动力来分析，它自然也为后面一节“物质循环”作了铺垫，因此在教材中有承上启下的作用。本节安排2课时，其中对第一课时设计如下。
二、教学目标
1.知识目标
了解生态系统水平能量流动的概念；分析生态系统能量流动的过程和特点；概述研究生态系统能量流动的意义。
2.能力目标
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”与各营养级之间的能量变化关系，发展思维迁移能力；定量分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，培养分析、综合和推理等思维能力。
3.情感态度与价值观目标
通过讨论研究生态系统能量流动的意义，树立“人与自然”和谐相处的观点。
三、教学过程设计
1.悬念导入，激起探索的愿望
播放《荒岛余生》的影片片段。提问：假设你像电影中的主人公一样，意外流落到一个荒岛上，那里除了有能饮用的水之外，几乎没有任何食物。而你随身尚存的食物仅有一只母鸡、一些玉米。以下哪种生存策略能够让你维持更长的时间以等待救援？A.先吃鸡，再吃玉米；B.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡下的蛋，最后吃鸡。在学生讨论后，教师对学生的回答暂不予评价，而是故作神秘地指出：要解决这个问题，除了要利用前一节课学习的“食物链和食物网”知识外，还与今天所要学习的《生态系统中的能量流动》有关，欲知哪种策略更好，得先学习新课。
设计意图：设计暂时悬而未决的问题进行导入，引起学生对课堂教学的兴趣，使学生产生一种欲求其明了的心理状态，激发学生进一步探究问题的愿望。
2.联故引新，建构“能量流动”的概念
教师利用图1提出问题：①在已学过的生物学知识中与能量相关的概念有哪些？②图中A、B分别代表什么生理过程？C、D分别代表什么形式的能量？A、B过程分别发生在细胞的什么结构中？通过对本图的观察和对问题的思考、回答，唤起学生已有的知识经验，在已有的知识基础上初步建构与“能量流动”相关的概念：能量输入、储存、转化和散失等，从而为后续学习做好知识铺垫。
设计意图：抓住新旧知识点之间的联系，进行联故引新，使学生对能量流动的理解能够在环环相扣中盘旋上升。
3.思维迁移，构建个体和种群水平能量流动的模式图
教师引导：绿色植物通过光合作用完成了能量的输入并储存在合成的有机物中，又通过细胞呼吸使部分能量散失。请同学们联系身边熟悉的生物或自身，思考：除绿色植物外，其他生物个体的生命活动中是否也存在能量的输入、储存和散失呢？你能以图解的形式在个体水平说明能量变化的途径吗？小组合作交流，形成个体水平能量流动的模式图（图2）。教师随即通过复习种群的概念（在一定的空间和时间内，同种生物个体的总和）引导学生从个体水平迁移到种群水平进行能量流动分析。最后展示小组合作成果图（图3）。
设计意图：联系学生自身及所熟悉的生物，可使“问题解决”处于学生的“最近发展区”，把学科知识和现实生活中的“活”资源结合起来，既可激发兴趣，又因材料熟悉而降低难度，有利于增强学生的成就感。
教师总结：生物体不断获得能量，也不停地消耗能量，这是生物生存、繁衍的基础。同样，由生物群落和无机环境构成的生态系统，其生存和发展也离不开能量。顺势引入生态系统水平“能量流动”的基本涵义：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。并且指出研究生态系统中能量流动，一般在群体水平上进行研究。
4.分析图片，构建能量流入第一营养级和第二营养级的示意图
展示草原上羊吃草的图片，教师提出问题：①羊和草是什么关系？羊吃草，构成了一条什么链？羊和草在该链中分别处于第几营养级？②草中的能量是怎样得来的？③草会全部被羊利用吗？剩余的草会发生什么变化？草中的能量将何去何从？④羊中的能量又到哪里去了？⑤草在生态系统中属于什么成分？羊在生态系统中又属于什么成分？⑥羊粪中含有能量吗？什么生物会分解羊粪？它们在生态系统中又属于什么成分？
在学生讨论的基础上，教师因势利导，进一步拓展思维的深度，由感性认识上升到理性认识：请大家继续思考生产者（草）通过光合作用固定的能量是如何由第一营养级（草）流入到第二营养级（羊）的？其中这两个营养级生物的呼吸作用过程中有没有能量散失？如果有，又是以什么形式散失的？你能绘出能量流入第一营养级后变化的示意图吗？在小组讨论的基础上，教师用实物投影展示学生所画的“能量流入第一营养级”的示意图，并指导学生分析、比较，找出图中的错误。此后，引导学生构建能量在第一营养级流动的模型。学生以此为例，首先独立尝试构建第二营养级的能量流动图解，然后小组讨论，相互修正、共同完善，以小组为单位展示各组的结果，其他小组对所建模型进行比较，找出不足之处，最后以集体的智慧浓缩成图4、图5（见下页）。通过对所述问题的分析、讨论，使“能量流动”这一较为抽象的概念具体化、形象化，同时激发学生进一步探究的兴趣：能量流动的具体过程又是怎样的？
设计意图：通过设置有梯度的系列问题，为多元的教学目标服务。学生通过思考、讨论等探究活动，达到自主获取知识，培养能力，发展个性的教学目标。
5.观看动画，构建生态系统水平能量流动的模式图
首先分步播放能量流动过程的动画，让学生直观形象地观看能量流动的整个过程。接着，教师继续通过设置系列问题对能量流动过程进行总结：①生态系统能量流动的源头是什么？②生态系统中能量流动是从什么地方开始的？③生态系统中能量是如何输入的，为什么起点不可以从消费者开始？④流经一个生态系统的总能量是什么？⑤生产者所固定的太阳能全部能流向下一个营养级吗？⑥能量在各营养级是如何变化的？⑦能量流动的渠道是什么？⑧在食物链（网）中，能量是以什么形式流动的？又是通过什么途径以什么形式散失的？伴随着学生一次次思维过程中信号的流动和转变，能量流动的过程这一重点得以突出，难点也得到了化解。最后，要求学生尝试构建生态系统水平能量流动的模式图（图6），使学生的思维得到升华。
设计意图：通过引导学生在个体、种群和生态系统水平分别构建能量流动的模式图，使他们发现并掌握知识之间的内在联系，对能量流动这一概念的理解在环环相扣中不断提升。
6.分析典例，总结能量流动的特点
展示赛达伯格湖能量流动图解，提出问题：①能量能不能从下一个营养级反向流向上一个营养级？为什么？②第二营养级获得第一营养级所同化能量的百分比是多少？第三营养级获得第二营养级所同化能量的百分比是多少？能量在相邻营养级之间的传递效率在多大范围内？③流入某个营养级的能量，为什么不能百分之百地流向后一营养级？④生态系统中的能量流动违背能量守恒定律吗？⑤通过以上分析，你能总结出什么规律？通过小组讨论、分析，归纳出生态系统能量流动的特点，理解单向流动，逐级递减的原因。教师追问：如果以各营养级的能量值为数据来绘制图形，第一营养级作为底层，其他依次向上排列，结果这会是一个什么样的图形呢？从而引出能量金字塔的概念，进一步强化理解能量流动的特点。
设计意图：以问题为主线，让学生在问题的驱动下读图、识图、获取信息、分析处理数据，并以点带面总结出能量流动的规律，同时培养和提升能力。
7.梳理知识结构，构建第一课时的知识网络（略）
四、教学体会
改变学生的学习方式是课程改革的重要内容之一。新课程倡导学生“自主、合作、探究”的学习方式，而对教师角色的定位则是“平等中的首席”。其中不仅强调教学过程是学生的自主的学习过程，完成这个过程主要靠学生的主体作用和参与意识，还强调教师的主导作用。本节采用问题连续体教学法，从个体、种群和生态系统水平，设计有梯度、有层次的问题，调动学生学习的积极性，实现以学生为主体，教师为主导的主动探究式教学。学生在问题的驱动下自行探究，通过收集处理信息、积极思考、合作交流来解决问题，不仅有利于基础知识和基本技能的掌握，更能发展学生的探索精神和创新能力。教学中显不足的是由于构建模型的要求较高，教学时间长短不易把握，较难照顾到各个层次的学生。