“生态系统的物质循环”一节的教学设计

马成涛

(山东省济宁市育才中学 272000)

1 教材分析

“生态系统的物质循环”是人教版高中生物必修三《稳态与环境》第5章第3节的内容，主要讲述了碳循环的过程、物质循环的概念和特点、物质循环与能量流动的关系，其中教学重点是碳循环的过程，教学难点是物质循环与能量流动的关系。本节内容是在生态系统的结构和生态系统能量流动的基础上，进一步从物质运行的角度来探讨生态系统的功能。由于能量流动和物质循环是生态系统动态变化过程中的两个方面，所以本节课对于充分理解生态系统是一个统一的整体、建立生态系统结构与功能相统一的观点具有重要的作用。

在教学设计上运用角色扮演、讨论等学生主动参与的教学手段，引导学生构建碳循环的概念模型，归纳物质循环的概念与特点，总结能量流动和物质循环的区别与联系，在学生积极主动参与的过程中实现三维教学目标。

2 教学目标

2.1 知识目标 理解生态系统物质循环的概念；识记、应用碳循环的过程；比较得出能量流动与物质循环的关系。

2.2 能力目标 利用“能量流动和物质循环的关系”教学过程，培养比较、归纳以及对所持观点的总结表达能力；通过分析“温室效应”的形成与危害，培养推理、联想、思维迁移能力。

2.3 情感、态度与价值观目标 通过学习人类对碳循环的影响，培养环境保护意识；积累生态学知识，形成科学的世界观。

3 教学过程

3.1 实物展示，问题导入新课 分别展示新鲜、干燥、腐烂的三种叶片，提出问题：干叶片中最基本的化学元素是什么？碳元素主要来自哪里？碳元素是如何构建出一片新鲜的叶片的？叶片腐烂后碳元素又去哪里了？通过一系列问题，引导学生进入新课的学习。

设计意图：通过形象直观的实物展示，引导学生整合旧知识，初步建立起物质循环的观点，激发学生进一步探究的兴趣。

3.2 角色扮演，分析碳循环的过程 先利用直观的形式使学生建立起碳循环的概念模型，再通过抢答强化认知。

(1)活动一：角色扮演 首先教师提出问题：假如你就是大气中的一个CO2分子，打算做一次说走就走的旅行，从植物的光合作用开始，沿途会经过哪些景点？在每个景点停留时会做什么？最终的目的地又将会是哪里？然后6名学生为一个小组进行角色扮演，其中一名学生作为导演，其他学生分别扮演CO2分子、生产者、消费者、分解者和大气中的CO2库；小组合作探究碳元素在进出各个环节的时候，是以什么形式、通过哪种生命活动、最终又形成哪些产物。

小组合作讨论完成后，选出一个小组进行表演，每个角色阐明在碳循环过程中所进行的生理活动以及碳的存在形式。教师根据学生表演的情况进行评价总结，引导学生根据角色扮演的过程绘制碳循环过程图。最后教师给出正确的碳循环过程图(图1)，引导学生对比自己的过程图进行修正和完善，实现学习的自我评价。

图1 碳循环过程图

设计意图：通过角色扮演模拟碳循环的过程，达到使每位学生都能理解碳循环各个环节的目的。

(2)活动二：学生抢答 教师组织学生抢答如下问题：碳的循环形式？碳在无机环境中存在的形式？碳在生物体(生物群落)中存在的形式？碳进入生产者的途径？碳在生物体之间传递的途径？碳进入大气的途径？抢答时间结束后，教师进行点评并根据回答过程中表现出来的问题进行总结。

设计意图：抢答环节能够及时巩固碳循环的过程这一知识点，并反馈学生学习过程中出现的问题，调动学生参与课堂教学的主动性和积极性。

3.3 自主归纳，总结物质循环的概念和特点 引导学生根据前面的结论自主归纳物质循环的概念，学生归纳总结。教师追问：这里的物质是指什么？这里的生态系统范围有多大？在哪两者之间循环？学生回答后，教师引导学生修正答案并形成结论。

通过对物质循环概念的分析，引导学生总结物质循环的特点——循环性。然后通过资料展示：在农田中大量使用 DDT 有机农药会殃及南极的企鹅。引导学生根据资料总结出物质循环的另一特点：全球性。

设计意图：培养学生提取信息、总结归纳等自主学习能力。

3.4 小组讨论分析，比较能量流动和物质循环的关系 提出问题：能量流动和物质循环之间有怎样的关系？让学生根据能量流动和物质循环的关系图，小组成员之间讨论总结出两者的区别和联系，填写导学案上的表格(表1)。小组代表展示答案，其他小组成员进行点评，教师引导学生修正并完善结论，并对学习成果进行评价。

表1 能量流动与物质循环比较

设计意图：在已有知识的基础上，通过小组讨论分析来完成该部分内容的学习，可以加深学生对于“能量流动和物质循环是生态系统动态变化过程中的两个方面”这一观点的理解。

3.5 观看视频，培养学生的生态保护意识 教师播放温室效应的相关视频，学生分组讨论，回答下列问题：造成温室效应的原因有哪些？如何解决温室效应？学生展示讨论结果，教师评价并补充总结。

设计意图：利用视频资料这一学生喜闻乐见的形式，激发学生的学习兴趣，引起学生的思考，培养学生保护环境的意识。

3.6 拓展延伸，完成一份环境调查报告 请学生根据所学的碳循环的相关知识，课外继续探究氮循环、磷循环、硫循环等相关知识，调查造成温室效应、水质富营养化、酸雨等的具体原因，并寻找可行的缓解相关环境问题的方法。学生可选择其一写一份调查报告。

设计意图：培养学生自主学习和收集信息的能力，并在调查的过程中使学生更加深入地理解生态系统是一个统一的整体，增强生态文明建设的意识。

4 教学反思

在教学中，教师通过质疑引导学生自主学习、归纳概括，让学生亲历知识的形成过程，既品尝了成功的喜悦，又掌握了整合信息、归纳概括的学习方法。整个教学过程充分体现以教师为主导、学生为主体的教学观念，使每一个学生都能积极主动地参与其中。在课堂教学中既有师生互动，又有生生互动，最终达到教学三维目标的落实。