5.2生态系统的能量流动教学设计

李小梅

一、教材分析

《生态系统的能量流动》是人教版必修三第五章第二节的内容，学生在学习了第一节《结构生态系统的》基础上，学习生态系统的功能.让学生明白结构决定功能，也为第六章《生物与环境》的学习奠定了基础.有承上启下的作用。

本节教学内容主要从“生态系统中能量的流动过程”、“生态系统中能量流动的特点”和“人类研究生态系统能量流动的意义”这三个方面来阐明生态系统中的能量流动问题。

生态系统能量流动的过程和特点是本节的重点，教材较好地采用了两种方法，一方面逻辑推理，归纳出了能量在相邻两营养级之间的传递效率为10%～20%;另一方面直观形象地以单位时间内各营养级获得的能量数值，由低到高绘制出了一个能量金字塔。这样可以培养学生的逻辑思维和分析问题的能力。

能量流动具有单向性和逐级递减的原因是本节的难点之一。充分利用“赛达.伯格湖中能量流动定量分析”实验，是突破这一难点的关键，指导学生讨论分析这个实验数据，从而提高学生的数据分析的能力。

二、教学目标

1. 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。

2.概述研究能量流动的实践意义

3.通过引导学生定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，培养学生分析、综合和推理的思维能力。

4.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。

三、重难点分析

重点：生态系统能量流动的过程和特点

难点：生态系统能量流动的过程和特点

重难点突破策略：（1）引导学生复习生态系统的成分和营养结构，为学习能量流动做好准备.

（2）提前给学生布置学案“预习指导”相关内容，完成

①基本概念等的相关填空;②初步对每一营养级的能量来源和去路作一个简单归纳。③对于学生预习中遇到的困难，教师通过实物投影的方式展现，组织学生分组讨论，教师引导，得出结论。④联系赛达伯格湖能量流动的实例，分析能量流动的传递效率，来验证生态系统能量流动的特点.重视对学生“分析和处理数据”技能的训练，让学生体验整理、分析数据，用数据说明生物学现象和规律的过程。

四、学情分析

在初中生物和必修一的学习中，学生通过看书相互讨论等往往感觉好像懂了，但真正理解和应用起来却存在一定的问题。若仍然跟原来一样老师讲学生听，然后要求学生死记硬背，结果肯定跟往届学生一样既觉得乏味又掌握不了知识，更别说做题应用了。

高二学生已经具备一定处理问题的能力，为了调动学生的积极性和主动性，采用启发式教学，向学生提出具有启发性和思考性的讨论题，组织学生展开讨论，并且让学生代表回答，其余学生再点评、找茬，在较难环节引导学生分析后，让学生尝试建立思维导图。使所有学生都能积极主动参与到学习过程中来，提高学生阅读、探索、推理、分析和总结归纳等各方面的能力。

五、教学方法

利用好练习册前面的自主导学部分，贯彻“先学后教，当堂训练”的教学模式;引导数据分析，进行启发式教学法;采用思维导图绘制和多媒体展示的直观教学法;理论应用实际的知识迁移的教学法。

六、教学用具

多媒体课件思维导图学案课本

七、课时计划

1课时

八、教学过程

教学内容 教师活动 学生活动 设计意图

复习提问并引

入新课 师：提问：（1）生态系统的结构包括哪两部分？

（2）生态系统的营养结构有什么功能？

师：学生回答后用思维导图（图1）直观展示上节的核心内容，并强调生态系统的结构决定功能，而在生态系统的三大功能（能量流动，物质循环，信息传递）中能量流动是最重要的.那么今天我们就来学习第二节<生态系统的能量流动> 生1：回忆并回答，其余学生点评

生2：食物链和食物网是能量流动和物质循环的渠道

展示思维导图 通过复习导入，让学生对知识的编排做到心中有数，明晰学习思路。

一、能量流动的概念 设问：什么是能量流动？包括了呢些过程？

然后让学生自己看书获取概念，但可能不理解，教师乘机追问如何分析？ 学生看书，在已有基础上建构能量流動的概念。

培养学生静心读书的习惯

二、能量流动的过程 白板展示课本上“生态系统能量流动图解”，根据图解提出以下问题：

1能量流动的渠道是什么？

2能量的来源是什么？

3流经生态系统的总能量是什么？

4各个营养级能量的来源又是什么？各营养级能量的去路有哪些？请以生产者（第一营养级）为例说明。

5再以初级消费者为例，说明消费者的能量来源和去路

先让学生带着问题阅读课本相关内容，之后小组就上述问题展开讨论，然后绘制某一营养级能量流动思维导图。见图2

继续设问：根据课本图示，下一营养级摄入的量和同化的量一样吗？若不一样有什么关系？

的量和同化的量一样吗？若不一样有什么关系？

什么是同化量？教师带着学生阅读书本文字。

小结：同化量=细胞呼吸的消耗量+用于生长、发育和繁殖的能量（下一营养级同化量+分解者分解的量）

然后让学生再就能量流动过程进行小结，老师点评，

小结：生态系统流动的能量来自太阳能，但并不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动，必须是输入到生态系统的第一营养级的能量才能开始在生态系统中流动。

师：怎样输入？生产者固定的太阳能总量就是流经这个生态系统的总能量。 学生看书小组展开讨论并将讨论结果进行梳理

然后小组展开比拼

学生看书总结摄入量和同化量关系：（1）摄入量=同化量+粪便量

（2）明白什么是同化量

学生再就上述问题尝试进行小结 借助思维导图直观的图示。

二、能量流动的过程 师：生产者固定的太阳能有几个去处？

过渡：对于初级消费者所同化的能量，也是这三个去处。并且可以认为，一个营养级所同化的能量=呼吸散失的能量十分解者释放的能量十被下一营养级同化的能量。但对于最高营养级的情况有所不同。 生：以小组为单位边讨论边绘制思维导图，并进行展示总结。讨论结果见图2.

生：依赖于生产者的光合作用把太阳能转变成化学能。

生：呼吸消耗，下一营养级同化，分解者分解。 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。通过多次讨论，小结，检查，实现本节教学目标

三、能量流动的特点 过渡：能量在流动的过程中，各营养级之间是什么关系？会可逆吗？每一营养级的能量很大部分通过呼吸作用以热能的形式散失，散失的热能能不能再回到生态系统中参与流动？那么生态系统中能量流动有什么特点？形成这些特点的原因是什么？结合赛达伯格湖能量流动图解计算相邻两个营养级之间的能量传递效率是多少？各营养级之间的传递效率在多大范围内？请学生带着这些问题阅读教材“能量流动的特点”一段，阅读完后，讨论这些问题。

（待同学们阅读讨论完后）请学生代表概括一下能量流动的特点，然后教师有特点引出能量金字塔

师小结： 在赛达伯格湖，第二营养级只获得第一营养级同化能量的13.5%，第三营养级只获得第二营养级同化能量的20%，能量在相邻两个营养级间的传递效率只有10%～20%，那么，其余80%～90%的能量哪里去了？请一位同学回答这个问题。

师：未被利用的，可以理解为后一营养级不能利用的（如荒地中的草根）和后一营养级能利用而未利用的（如羊不可能将草地的草吃干净）这些未利用的能量除少量被分解者分解释放外，它们可能会成为有机质沉积物，若干时间后被利用。 生：捕食

生：不会

生：不能

学生回答两个特点：单向流动，逐级递减

生：被呼吸消耗，被分解者释放，还有一大部分未被利用。

学生根据所学知识展开激烈的讨论，然后自由发言

总结时学生主动参与到关键词的选择、知识点之间的联系和逻辑性的思考、知识的完整性的补充上，很好的进行了知识网络的建构。

四、研究能量流动的意义 过渡：研究能量流动的意义在于使能量持续高效地流向对人类有益的部分。比如草原怎样放牧产畜量高而草原又不退化？农作物怎样才能给人类提供更多的产品？假如给你一个池塘，你该怎样经营，才能最大获益？请大家讨论。

（讨论后请几个同学阐述他们的结论）

生：学生看书了解桑基渔塘模式 将所学知识运用于新情景中，解决实际问题，理解研究能量流动的实践意义

五、总结 师：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。能量流动能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。本节内容我们主要学习了能量流动的过程、特点和意义，尤其是过程的分析。然后用备课环节设计好的思维导图再次强调本节内容。见图3

通过上述分析学生真正理解能量流动的相关内容

展示思维导图让学生对本节内容一目了然

六、练习 PPT展示相关习题，学生及时练习，巩固知识。

生：思考并回答或小组讨论后代表回答 及时练习，反馈知识掌握情况

九、布置作业

十、板书设计

5.3生态系统的能量流动

1.能量来源：太阳

2.能量输入：生产者的光合作用

3.能量流动的渠道：食物链（网）

4.能量流动的过程：光→生产者→初级消费者

5.能量流动的特点。單向流动，逐级递减

6.能量流动的传递效率：10～20%

7.能量金字塔

8.研究能量流动的意义

十一、课后反思

《生态系统的能量流动》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。能量流动的过程非常抽象，因此分析能量流动的过程是本节课的重难点。本节课采用了小组合作学习方式，在复习提问、小组讨论、课堂小结三个环节使用到思维导图，充分发挥其在生物教学中的优势。大大提高了学生学习生物的兴趣，并且借助多媒体的形象直观化使学生能够运用所学的生物学知识解决实际生活中的问题，达到学以致用。

由于能量流动的过程比较抽象，因此可以采用学生熟悉的食物链让学生分析，采用理论联系实际的思路得出相应的结论，突破难点。

本节课学生对知识的掌握情况反应良好，预期的能力和情感目标基本达成。然而自我的感觉整堂课还是缺乏点精彩，课堂的鲜活度不够。反思问题主要在以下几个方面：

1.课容量过大，导致研究能量的实践意义时让学生从身边的例子分析时有些学生没有时间，有些学生有点失望。

2.时间分配不够合理

注：本文系宁夏银川市教育科学“十三五”规划课题，课题名称：《思维导图在高中生物教学中的应用研究》的研究成果，课题号YJKG18-136