“生态系统中的能量流动和物质循环”一节的教学设计

张宜萍 曹长江

摘要 由光盘行动引出新课，自学助思营养级，问题导学及活动模拟分析生态系统中的能量流动情况，角色扮演巩固新知，小品表演学习生态系统中的碳循环，树立低碳环保的生活理念。

关键词 能量流动 物质循环 教学设计

中图分类号C633.91

文献标志码B

1 教材分析

“生态系统中的能量流动和物质循环”是苏教版八年级上册第十九章生态系统中的内容。对于初中学生来说，本节课的难度相对较大，涉及光合作用、呼吸作用、生态系统、食物链、食物网等方面的知识，是一节知识性、理论性较强的综合课。教材首先介绍了营养级的概念，安排了讨沦草原生态系统中的能量流动活动;结合生态系统中的碳循环的图文资料，描述碳循环的特点，并渗透低碳环保的生活理念。本节课的重点和难点是分析生态系统中的能量流动的情况及生态系统中的物质循环，为增强学生的感性认知，通过多种教学资源和手段来设计教学。

2教学目标

（1）通过分析草原生态系统中的食物网，学会描述营养级的概念;通过分析生态系统中的能量流动过程，说出生态系统中的能量流动特点。

（2）通过参与模拟探究活动，提高分析解决问题的能力;参与角色扮演及小品表演活动，提高语言表达能力。

（3）正确认识人类作为生态系统中的一员在能量流动中的作用，增强环境保护和节约资源意识。

3教学过程

3.1 光盘行动——引入新课

教师展示校园网上关于“光盘行动”的新闻报道，请学生谈谈开展“光盘行动”的意义，提出问题：生命活动离不开能量的供给，而能量又来自哪里？地球上的各种生物是如何获得生命活动所需要的能量？人类能够直接利用太阳的能量吗？大气中的氧气和二氧化碳的含量总是保持在一定的水平，千万年来，变化不大，为什么会这样呢？这到底是怎样的一个过程？就让我们一起来学习生态系统中的能量流动和物质循环。

设计意图：由“光盘行动”引入新课的学习，既贴近学生实际生活，又能提高学生节约粮食、节约能源的意识。

3.2 自学助思——营养级

学生阅读教材，对照教科书的营养级示意图，思考：什么叫营养级？每一营养级是由哪些生物构成的？根据营养级的定义可知，作为生产者的绿色植物位于食物链的起点，共同构成第一营养级，以绿色植物为食的草食动物就共同构成了第二营养级，以草食动物为食的肉食动物就构成了第三营养级，其他依此类推。教师展示草原生态系统中的食物网（图1），提问：图中的生态系统有哪几条食物链？说出每条食物链中草和鹰分别位于第几营养级？学生讨论后，得出结沦：生产者在不同的食物链中，总是位于第一营养级。同一消费者在不同的食物链中，所处的营养级可能不同。

設计意图：“营养级”的概念较容易，学生自学可以解决。为了反馈学生有没有真正掌握营养级的概念，教师即时呈现的题目既复习了食物链的知识，又能使学生得出结论，可以说是一石二鸟。

3.3生态系统中的能量流动

教师通过问题导学、活动模拟，逐步引导学生分析生态系统中的能量流动的最终来源、起点、途径，归纳出能量流动的特点;学生利用角色扮演活动，及时巩固新知。

3.3.1 问题导学——能量流动的最终来源、起点、途径

能量流动是生态系统的重要功能之一，教师引导学生结合以下5个问题阅读教材，并进行小组讨论：

①生态系统中能量的最终来源是什么？它是如何进入生态系统的？

②生态系统中能量流动的起点是什么？

③能量在生物体内是通过什么途径流动的？

④每一营养级获得了能量主要用于什么？会不会全部流入下一营养级？

⑤尝试归纳生态系统中能量流动的特点。

师生就疑点进行交流：每一营养级获得的能量主要用于自身的生长、发育和生殖等生命活动。生物只要活着都要进行呼吸作用消耗大量能量。例如，兔喜欢吃嫩草、野菜和树叶。那么，兔子吃枯枝落叶吗？它们哪里去了？狼吃兔毛、兔骨、兔的粪便吗？不吃，这些东西哪里去了？像这些枯枝败叶、兔毛、兔骨、粪便里面有能量吗？

设计意图：这部分内容是本节的重点、难点。教师采取提出问题，让学生带着问题阅读教材，再通过学生小组讨论与教师引导启发相结合、师生谈话等方法，使学生对“能量流动的过程”有深刻的理解，培养学生的逻辑思维、辩证思维和发散思维的能力。

3.3.2活动模拟——能量流动的特点

教师介绍科学史，作为活动背景：美国著名生态学家林德曼通过实地的调查研究得出了这样的规律：生态系统中能量在相邻两个营养级之间的传递效率一般只有10%～20%。活动说明：请三位“学生”分别代表食物链“草→兔→狼”中的三个“营养级”，由于能量是看不见的，因此为了帮助学生建立直观感受，杯中的“红墨水”模拟营养级所拥有的“能量”。前一个营养级的学生将杯中约1/5的水传递给后一营养级学生的杯中。活动过程：选择三个身材由低到高的学生，站成一排，依次倒墨水，倒完以后展示杯中的水。其他学生说出，谁获得的能量最多，谁获得的能量最少。

教师提出问题：在同一条食物链中，营养级越高，获得的能量越少。能量可以倒流吗？为什么？狼可以捕食兔，兔不能吃狼，因此，能量不能倒流。师生共同归纳小结：生态系统中能量流动的特点：单向流动，逐级减少。

设计意图：在师生共同讨论分析第四和第五个问题之间穿插的“倒墨水”模拟活动，让学生直观感受到能量流动的过程，进而归纳出能量流动的特点。

3.3.3 角色扮演——能量去哪儿了

四位学生分别扮演太阳公公、小草、兔哥和灰大狼，运用本节课所学知识，说一说：我是谁？我体内的能量来自哪儿？能量又去了哪儿？

设计意图：通过角色扮演活动复习生态系统中的能量流动的相关知识，巩固新知。该形式新颖活泼，将课堂气氛推向高潮。

3.4生态系统中的物质循环

学生代表表演小品“碳之迷途”。原创台词如下：

旁白：我是碳，有人说我是黑炭：有人说我是碳水化合物，太高大上，我记不住;有人说我是有机物：有人说我是无机物：有人说我是空气：还有人说我是食物……哎！我很迷茫！你说，我是谁？我到底是谁？！

大树：我从小就与碳结下了不解情缘，我离不开大气中的二氧化碳，我可以把大气中的二氧化碳转化成含碳有机物：当然，我每天也会向大气中源源不断地排出二氧化碳。

小鹿：谢谢你，大树！是你为我提供了富含能量的含碳有机物，是你让我每天活力四射！

细菌、真菌：我说你们可都得感谢我。要不是我，地球上早就没有你们生存的空间了。当你们的生命走到尽头的时候，是我把你们体内的含碳有机物分解成了二氧化碳。

煤、石油：我一向比较低调，默默地为人类奉献着。我燃烧了自己，成就了人类的辉煌;我将自己化作一缕青烟，消失在茫茫人海中……

教师组织学生表演，引导学生总结生态系统中的物质循环（如碳循环等）的过程及作用，提出低碳生活的具体措施。

设计意图：用小品活动代替简单枯燥的呈现，使课堂气氛相对活跃，同时既很好地说明了碳循环过程中的物质变化，又强调了各种生物在碳循环中发挥的作用。

3.5 概念图——小结新知

为了帮助学生巩固所学知识，教师应用概念图的形式生成板书，实现对知识点的归纳提升（图2）。

4教学反思

本节课充分体现了以学生为主体教师为主导的设计思想。为突破教学重难点，教师采用问题导学促进学生深度思维;模拟活动将隐性的能量传递过程以显性观察活动呈现，帮助学生突破认知难点。角色扮演可帮助学生将书本中静态的知识以独特的、幽默的语言方式表达出来，锻炼了学生的语言表达能力，是一种较为新颖的课堂教学评价尝试。用小品活动代替简单枯燥的呈现，使课堂气氛相对活跃，同时促进了学生的深度理解，教学效果良好。