2019-2020年高中生物《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》教案19新人教版必修3.doc

2019-2020年高中生物生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)教案19新人教版必修3教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)目標(biāo)1、使學(xué)生理解能量流動(dòng)是生態(tài)系統(tǒng)的兩大功能量之一。2、使學(xué)生了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念，掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。3、使學(xué)生體會(huì)研究人員研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義。二、能力目標(biāo)通過引導(dǎo)學(xué)生定量地分析某個(gè)具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)過程和特點(diǎn)，培養(yǎng)學(xué)生分析、綜合和推理的思維能力。三、情感目標(biāo)通過討論“研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義”這一教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生理解科學(xué)是第一生產(chǎn)力的觀點(diǎn)。教學(xué)建議教材分析這部分教學(xué)內(nèi)容主要從“生態(tài)系統(tǒng)中能量的流動(dòng)過程”、“生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的特點(diǎn)”和“人類研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義”這三個(gè)方面來闡明生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)問題。生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)是本節(jié)的重點(diǎn)內(nèi)容之一；能量流動(dòng)具有單向性和逐級(jí)遞減的原因是本節(jié)的難點(diǎn)之一。充分利用“賽達(dá).伯格湖中能量流動(dòng)定量分析”這一經(jīng)典的生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)，是突破這一難點(diǎn)的關(guān)鍵，同時(shí)也是這部分教學(xué)內(nèi)容的精華所在，因?yàn)樵谥笇?dǎo)學(xué)生討論這個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的過程中，可初步訓(xùn)練學(xué)生的分析、推理能力?！把芯可鷳B(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義”這一教學(xué)內(nèi)容，緊密聯(lián)系人類的生產(chǎn)生活實(shí)際，充分體現(xiàn)了“科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)”觀點(diǎn)。重難點(diǎn)分析重點(diǎn)：生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。（1）能量是一切生命活動(dòng)的動(dòng)力，也是生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)。生物圈中每一個(gè)完整的生態(tài)系統(tǒng)都是一個(gè)能量輸入、傳遞和輸出的系統(tǒng)。生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)能量單向傳遞的全過程，叫做能量流動(dòng)。這是生態(tài)系統(tǒng)功能的一個(gè)重要體現(xiàn)。（2）指導(dǎo)學(xué)生分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程和特點(diǎn)的過程，也就是培養(yǎng)學(xué)生分析綜合和推理的思維能力的過程；同時(shí)，生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程，滲透著物質(zhì)運(yùn)動(dòng)和物質(zhì)普遍聯(lián)系的辯證觀點(diǎn)，是滲透辯證唯物主義觀點(diǎn)教育的極好素材。（3）研究能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)，一方面可以鞏固前面學(xué)習(xí)的食物鏈和食物網(wǎng)的知識(shí)，另一方面，也為研究生態(tài)系統(tǒng)的目的服務(wù)于人類自身（能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠郑┐蚝没A(chǔ)。難點(diǎn)：（1）生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)能量本身是一個(gè)抽象的概念，能量流動(dòng)也是抽象的，在學(xué)生原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，對(duì)于能量的認(rèn)識(shí)不是很充分，對(duì)于能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)更是生疏，因而成為認(rèn)知上的難點(diǎn)。教師引導(dǎo)學(xué)生分析時(shí)，應(yīng)首先提示學(xué)生“能量是一切生命活動(dòng)的動(dòng)力”，生態(tài)系統(tǒng)存在和發(fā)展的基礎(chǔ)也需要能量，再引導(dǎo)學(xué)生分析生態(tài)系統(tǒng)的能量輸入、傳遞和輸出過程。對(duì)于能量流動(dòng)特點(diǎn)的分析，引導(dǎo)學(xué)生從具體的能量流動(dòng)過程分析出抽象的能量流動(dòng)特點(diǎn)，組織學(xué)生分析必須有很好的切入點(diǎn)，采用設(shè)計(jì)合理的問題或提示分析的角度的方式引導(dǎo)學(xué)生分析能量流動(dòng)的特點(diǎn)，教師在組織教學(xué)時(shí)要仔細(xì)考慮。（2）能量金字塔的概念能量金字塔是生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率的一種直觀表示方法，能量金字塔概念的提出是教學(xué)的難點(diǎn)，教師可以從如何直觀表示生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞效率的角度提出能量金字塔的概念，既有利于對(duì)能量金字塔概念的理解，又有利于對(duì)生態(tài)系統(tǒng)傳遞效率知識(shí)的理解。教法建議（1）“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)是指生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程”，學(xué)生對(duì)這一概念的認(rèn)識(shí)，是建立在對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的理解基礎(chǔ)上的，因此進(jìn)入這部分學(xué)習(xí)之前，復(fù)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的有關(guān)概念是必要的，特別是要讓學(xué)生理解：制約生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成的重要因素之一是群落成員間的營(yíng)養(yǎng)關(guān)系，即食物鏈和食物網(wǎng)。（2）在“能量流動(dòng)的過程”的教學(xué)中，可給出學(xué)生某個(gè)具體的捕食食物鏈，教師精心設(shè)計(jì)一些問題，讓學(xué)生分析、討論能量在食物鏈中的輸入、傳遞、散失過程，使學(xué)生易于理解能量流動(dòng)的概念和能量流動(dòng)的過程（3）在“能量流動(dòng)的特點(diǎn)”教學(xué)中，要充分利用一些經(jīng)典的生態(tài)學(xué)實(shí)驗(yàn)，除了教材中提供的“Cedar Bog湖的能流分析”，還可補(bǔ)充一些其他生態(tài)學(xué)家所做的實(shí)驗(yàn)加以分析、討論，然后讓學(xué)生把各營(yíng)養(yǎng)級(jí)中的能量通過能量金字塔的形式描繪出來。這樣便于使學(xué)生理解：能量流動(dòng)過程的定量分析，是研究能量流動(dòng)規(guī)律的關(guān)鍵；定量實(shí)驗(yàn)在研究生態(tài)學(xué)問題中的重要性。在學(xué)生分析、討論這些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，概括出生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的兩個(gè)特點(diǎn)。（4）在“研究能量流動(dòng)的意義”的教學(xué)中，要特別注意與人類的生產(chǎn)生活實(shí)踐相聯(lián)系，可引導(dǎo)學(xué)生分析一些具體問題的基礎(chǔ)上，最終讓學(xué)生概括出：研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)規(guī)律，為的是能合理地調(diào)整生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)關(guān)系，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?，同時(shí)還要保證生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。教學(xué)設(shè)計(jì)方案（一） 教學(xué)目的 1、握生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。2、解研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義。教學(xué)重點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。教學(xué)難點(diǎn)生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)及其形成原因。教學(xué)方法引導(dǎo)探索、談話、討論相結(jié)合。課時(shí)安排一課時(shí)。教學(xué)過程復(fù)習(xí)：生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)是什么？（回答：是食物鏈和食物網(wǎng)。）復(fù)習(xí)：如果我們寫一個(gè)一般的食物鏈，就是：生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者次級(jí)消費(fèi)者，這么寫的意思是什么？學(xué)生：是后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)以前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)為食的現(xiàn)象，后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)從前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)獲得了物質(zhì)和能量，物質(zhì)和能量就從前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流動(dòng)到后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。我們現(xiàn)在就學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動(dòng)的。提問：那么，能量是怎樣輸入生態(tài)系統(tǒng)的？能量流動(dòng)的渠道是什么？能量流動(dòng)的過程是怎樣的？請(qǐng)同學(xué)們閱讀教材“能量流動(dòng)的過程”一段，并思考這些問題。（在同學(xué)們閱讀后，分別請(qǐng)幾位同學(xué)總結(jié)這幾個(gè)問題。）講述：生態(tài)系統(tǒng)流動(dòng)的能量來自太陽能，即生態(tài)系統(tǒng)中能量的源頭是太陽。但并不是所有的太陽能都參與生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動(dòng)，必須是輸入到生態(tài)系統(tǒng)的第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量才能開始在生態(tài)系統(tǒng)中流動(dòng)。怎樣輸入？依賴于生產(chǎn)者的光合作用把太陽能轉(zhuǎn)變成化學(xué)能。生產(chǎn)者固定的太陽能總量就是流經(jīng)這個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的總能量。它沿著食物鏈流動(dòng)。提問：輸入生態(tài)系統(tǒng)的能量是怎樣流動(dòng)的？或者說，生產(chǎn)者固定的太陽能流向什么方向？講述：生產(chǎn)者固定的太陽能有三個(gè)去處：一部分被自身的生命活動(dòng)消耗了，即被呼吸作用分解了；儲(chǔ)存在體內(nèi)的能量一部分被初級(jí)消費(fèi)者攝食同化流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，沒被初級(jí)消費(fèi)者利用的枯枝落葉和初級(jí)消費(fèi)者攝食未消化而排出的糞便中的這一部分被分解者釋放出來。簡(jiǎn)單他說，生產(chǎn)者固定的太陽能的三個(gè)去處是：呼吸消耗，下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化，分解者分解。對(duì)于初級(jí)消費(fèi)者所同化的能量，也是這三個(gè)去處。并且可以認(rèn)為，一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量呼吸散失的能量十分解者釋放的能量十被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量。但對(duì)于最高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的情況有所不同。提問：生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)有什么特點(diǎn)？形成這些特點(diǎn)的原因是什么？相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間的能量傳遞效率是多少？教材107頁也有兩個(gè)問題，請(qǐng)同學(xué)們帶著這些問題閱讀教材“能量流動(dòng)的特點(diǎn)”一段，閱讀完后，可以討論一下這些問題。（待同學(xué)們閱讀完后）現(xiàn)在請(qǐng)一位同學(xué)概括一下能量流動(dòng)的特點(diǎn)。是單向流動(dòng)和逐級(jí)遞減。為什么是這樣呢？請(qǐng)繼續(xù)回答。講述：對(duì)于單向流動(dòng)來講，是說能量只能從前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)流向后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，而不能反向流動(dòng)，可以理解為肉食動(dòng)物以植食動(dòng)物為食，植食動(dòng)物不能以肉食動(dòng)物為食。植物與植食動(dòng)物的關(guān)系也是如此。對(duì)于逐級(jí)遞減來講，也是教材的第二個(gè)問題，一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的能量，不能百分之百流向下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)，除了自身呼吸消耗外，還有一部分未被下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)利用。這就決定了能量越流越少。在賽達(dá)伯格湖，第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)只獲得第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化能量的135，第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)只獲得第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化能量的20，能量在相鄰兩個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)間的傳遞效率只有1020，那么，其余8090的能量哪里去了？請(qǐng)一位同學(xué)回答這個(gè)問題。講述：對(duì)，被呼吸消耗，被分解者釋放，還有一大部分未被利用。未被利用的，可以理解為后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)不能利用的（如荒地中的草根）和后一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能利用而未利用的（如羊不可能將草地的草吃凈。這些未利用的能量除少量被分解者分解釋放外，它們或者進(jìn)入別的生態(tài)系統(tǒng)，如被河水沖向海洋，或者沉積在湖底成為有機(jī)質(zhì)沉積物，或者仍然是前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生存?zhèn)€體，保持了前一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生產(chǎn)能力。提問：在賽達(dá)伯格湖一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)所同化的能量，是怎樣分配的？是未利用的>呼吸的>下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化的>分解者釋放的。提問：能量金字塔是什么含義？如以生物個(gè)體數(shù)量表示有無例外？（請(qǐng)一位同學(xué)回答）講述：研究能量流動(dòng)的意義在于使能量持續(xù)高效地流向?qū)θ祟愑幸娴牟糠帧１热绮菰鯓臃拍廉a(chǎn)畜量高而草原又不退化？農(nóng)作物怎樣才能給人類提供更多的產(chǎn)品？教材中提到的辦法就是一個(gè)好辦法。假如給你一個(gè)池塘，你該怎樣經(jīng)營(yíng)，才能最大獲益？請(qǐng)大家討論。（討論后請(qǐng)幾個(gè)同學(xué)闡述他們的結(jié)論）現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)一種叫做“生態(tài)農(nóng)業(yè)”的農(nóng)業(yè)經(jīng)營(yíng)模式。這種經(jīng)營(yíng)模式可以最小投入，得到最大收益。比如?；鶟O塘就是一例。（在此稍作解釋）總結(jié)：通過學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)，我們知道生態(tài)系統(tǒng)必須不斷地從外界獲取能量。能量是一切生命的動(dòng)力，是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)。能量流動(dòng)維持各個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生命和繁殖后代，使得一個(gè)生態(tài)系統(tǒng)得以存在和發(fā)展。鞏固：1請(qǐng)從能量流動(dòng)的角度解釋為什么食物鏈一般不超過五個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)？2俗話說，“一山不容二虎”，有沒有道理？為什么？（這兩個(gè)問題可啟發(fā)學(xué)生根據(jù)生態(tài)系統(tǒng)中能量逐級(jí)遞減的規(guī)律分析，得出隨著營(yíng)養(yǎng)級(jí)的升高，可利用的能量往往減少到很小的程度，以至不足以維持下一個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)的存在。）板書設(shè)計(jì)三、生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)1能量來源：太陽2能量輸入：生產(chǎn)者的光合作用3能量流動(dòng)的渠道：食物鏈（網(wǎng)）4能量流動(dòng)的過程：光生產(chǎn)者初級(jí)消費(fèi)者5能量流動(dòng)的特點(diǎn)。單向流動(dòng),逐級(jí)遞減6能量流動(dòng)的傳遞效率： 10207.能量金字塔。8.研究能量流動(dòng)的意義