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《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》 鏵強中學 易航宇 一、考綱分析 本節(jié)復習課內容為高中生物新課程必修3第5章《生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性》第2節(jié)《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》。新課程考綱對能量流動的過程、能量流動的特點及研究能量流動的意義要求均為Ⅱ，即理解所列知識和其他相關知識之間的聯(lián)系和區(qū)別，并能在較復雜的情境中綜合運用其進行分析、判斷、推理和評價?！澳芰苛鲃印笔歉呖嫉闹攸c和難點，在每年的高考中都占有較大的比重，常與生態(tài)系統(tǒng)的結構、物質循環(huán)、生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性、光合作用、呼吸作用等知識結合，綜合考查學生應用知識解決生產生活問題的能力。通常以圖表的形式呈現(xiàn)，側重能量的去路、能量流動的特點、能量傳遞的效率。復習時要通過整合教材要點，重點培養(yǎng)學生應用相關原理解決問題的能力。 二、復習目標 1.知識與技能目標：（1）說明生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。 （2）概述研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的實踐意義。 （3）利用能量流動相關知識解決實際問題，提高學生分析、推理、綜合能力。 2.過程與方法目標：（1）運用所學的能量流動知識,解決生產和生活中的實際問題 （2）通過例題分析，提高審題能力和解題能力，提升識圖能力和綜合應用能力。 3.情感、態(tài)度與價值觀目標（1）關注科學知識在農業(yè)生產中的具體應用 （2）分析“提高有機生態(tài)農業(yè)園收益”的措施，探討研究能量流動的實踐意義，形成合理利用資源應遵循生態(tài)學原理和可持續(xù)發(fā)展的觀念。 三、復習重、難點 1. 復習重點（1）生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。 （2）研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動的意義。 2. 復習難點（1）能量傳遞效率的相關計算（2）應用能量流動相關知識解決實際問題。 四、學情分析 通過必修3新課的學習，學生基本了解了能量流動的過程，但學生掌握的是彼此相對孤立的有關能量流動的知識點，知識網(wǎng)絡的構建還不完善，而且距離學生新課的學習時間較長，學生在一定程度上對這部分知識有所遺忘，所以，需要在復習的過程中引導學生回顧學習過的知識，同時構建知識網(wǎng)絡。 由于高三學生已建立了能量、能量傳遞、能量守恒等一些基本概念；有關儲存能量的物質、能量代謝、以及生態(tài)系統(tǒng)的結構等知識已學習過，這些都是理解本節(jié)內容的基礎。但能量流動的過程和特點比較抽象，所以多舉實例，配以圖表分析，構建物理模型，提高學生應用知識解決實際問題的能力。需要在高一新課的基礎上進行補充和拓展，采用練習→發(fā)現(xiàn)問題→解決問題的模式，基礎知識讓學生自主復習，填寫導學案，知識的內化轉移到課堂中完成。 另外，學生通過新課的學習以及通過自主梳理，已經(jīng)具有一定的認知能力，思維的目的性、連續(xù)性和邏輯性已初步建立，理解能力、獲取信息的能力、綜合運用能力也得到較大提高，但還不完善，仍需設計教師主導的教學活動。在教學中，教師要做問題情境的創(chuàng)設者，解決問題的引導者，激發(fā)學生學習興趣，引導學生回憶、探索，培養(yǎng)學生學習能力、解題能力和知識遷移等的能力。 五、教學方法 “練習→發(fā)現(xiàn)問題→解決問題”教學模式：即轉變傳統(tǒng)的教學模式，通過對教學結構的顛倒安排，實現(xiàn)個性化教學。其模式是基礎知識的傳授通過學案輔助在課后自主完成，學生通過填寫學案完成基礎知識梳，提出疑問反饋給教師。知識的內化在課堂中經(jīng)師生、生生協(xié)助而完成，包括答疑解惑、知識的運用等，從而提高復習課效率。 教學媒體：多媒體課件、投影儀等 課前學生梳理基礎知識，完成學案，再完成老師提出的問題。 六、教學設計思路 （1）課前（基礎知識梳理）：自主復習→自主完成學案，提出疑問→教師評閱學案，關注出現(xiàn)的問題 （2）課堂（完成知識的內化）：展示分享學生學習成果→小組討論教師提出的問題，共同整合完善提高生態(tài)園收益的措施→針對出現(xiàn)的問題，剖析疑惑點，構建物理模型突破重難點“能量流動的示意圖”→課堂反饋練習，完成知識的遷移和應用→知識點的歸納和總結 七、教學過程 課前： 時間安排 教學內容 教師活動 學生活動 課前 學生自學 分發(fā)學案，監(jiān)督學生自主復習。 學生復習教材，討論教師在學案中提出的問題，并完成學案。 課前 學案評閱 教師評閱學生學案，關注學生學習中遇到的問題，結合重難點確定課堂探究內容。 課堂： 環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設置意圖 創(chuàng)設情境 引入新課 PPT展示：某生態(tài)農業(yè)園效果圖。 提問：從生態(tài)系統(tǒng)能量流動的角度分析，有哪些措施可以提高生態(tài)園的收益？ 觀察、思考，逐漸進入學習情境。 用現(xiàn)代生態(tài)農業(yè)引出話題，激發(fā)學生的學習興趣， 成果展示分析討論 引導學生歸納生態(tài)系統(tǒng)的結構。 引導學生歸納能量的輸入。 引導學生從能量的去路、競爭關系、變廢為寶等方面思考。小組討論、交流 點評，教師列舉第一措施：從能量的去路分析，適當降低夜間溫度可以減少大棚作物____________，提高作物產量。引導學生思考生產者固定的能量有哪些去路？ 思考，歸納 交流討論、完善措施、代表展示成果。 思考，借鑒優(yōu)點，找出不足。 進一步了解學生基礎知識掌握情況。 討論過程體現(xiàn)了學生的主體作用，使學生體驗到合作學習的愉悅和成就感。 培養(yǎng)學生應用知識解決問題的能力。 回歸教材 夯實基礎 知識內化 提升能力 歸納總結構建網(wǎng)絡 請學生填空，引導學生完善生產者能量的去路。 請學生繪出生態(tài)系統(tǒng)能量流動的示意圖。再填空完成基礎知識歸納。 點評，教師列舉第二個措施：從競爭關系分析，采用_______的方法提高水稻產量，采用___________等措施使能量更多的流向牛，提高收益。 為什么流向蟲和鼠的能量不能再流向牛？ 為什么能量流動是單向的？教師再補充：各營養(yǎng)級的捕食關系是不變的，散失的熱能不能被利用。 為什么牛肉比水稻價格貴？ 減少的能量到哪去了呢？ 例題：計算第一營養(yǎng)級到第二營養(yǎng)級能量傳遞的效率： 引導學生歸納能量傳遞效率的公式。 教師點評，引導學生關注傳遞效率是兩個營養(yǎng)級之間，而不是兩個物種；是同化量之比，而不是攝入量。 教師介紹能量金字塔，請學生結合能量金字塔解釋為何生態(tài)系統(tǒng)的營養(yǎng)級一般不超過5個？ 能量傳遞效率的“極值”計算。 教師引導，全體學生歸納。例題分析 教師列舉第三個措施：專家還建議適量引入蛇，有助于提高水稻產量。原理是什么？請小組代表解釋原理。 教師點評：應該選擇蛇所處最短食物鏈，從高營養(yǎng)級分析到低營養(yǎng)級。 教師列舉第四個措施：對作物秸稈如何處理，實現(xiàn)能量的多級利用，提高能量利用率。 教師補充：還可以用來培養(yǎng)食用菌。 通過剛才的分析應用，研究生態(tài)系統(tǒng)的能量流動有哪些重要的實踐意義？ 比如：對秸稈的多級利用、?；~塘。 再比如：對農田除草、滅蟲、滅鼠，使能量多流向牛，體現(xiàn)什么意義。 教師提示， （能量是以有機物中化學能的形式沿著食物鏈食物網(wǎng)傳遞，那么有機物是由哪些物質合成，分解產生的產物又有哪些去向呢？這是物質循環(huán)的有關內容，同學們下來先自主復習。） 填空，對比自己學案，糾正不足，進一步理解能量的傳遞過程。 自我校正填寫內容，歸納能量流動過程基礎知識。 討論、分析、糾錯 思考，回答：能量流動是單向流動的。 分析，給出答案，理解能量流動的特點。 歸納整理能量流動具有逐級遞減的特點。 分析、計算 歸納公式，進一步理解能量傳遞效率的計算和能量流動逐級遞減。 應用知識解決問題，進一步理解能量流動的特點。 分析、思考、回答問題，實現(xiàn)知識的應用。 小組討論、給出答案，其他同學可以給出不同答案。 給出答案，體會研究能量流動的實際作用。學會應用知識解決生產生活實際問題。 分析、歸納出研究能量流動的實踐意義。 構建知識網(wǎng)絡，進一步理解知識與知識間的內在聯(lián)系，加深對知識的理解，提高應用能量。 了解基礎知識過手情況，夯實基礎。 構建物理模型，加深對知識的理解。突破重點 培養(yǎng)學生從多角度，分析問題解決問題，清楚所采用措施的原理。 加深學生對能量流動特點的理解。突破重點 聯(lián)系實際，師生互動。完善能量傳遞效率公式的歸納，分析，清楚關鍵點，易錯點。突破難點。 聯(lián)系實際，師生互動。 進一步理解能量流動是逐級遞減的。 提升思維、培養(yǎng)學生觀察、分析的能力。 及時反饋、落實。 生生互動，實現(xiàn)課堂的多樣化教學 知識遷移，用已有知識解釋生活中的實際問題 聯(lián)系實際，提高學生應用知識分析問題的能力。 從實例分析，理解研究能量流動的實踐意義，符合認知規(guī)律。 引導學生歸納總結，主動構建知識網(wǎng)絡。 承上啟下，聯(lián)系前后知識，引導學生從全局觀分析、應用知識解決問題。 高考演練 課后練習 引導學生練習 布置課后作業(yè)，講要求 思考、分析、討論，展示答案，進一步鞏固知識，發(fā)現(xiàn)問題。 課后完成相應作業(yè) 并對學習內容反思和總結 及時鞏固，提高學生的知識遷移能力、綜合解題能力。檢驗學生的學習效果 八、板書設計 生態(tài)系統(tǒng)能量的流動 一、能量流動的過程 二、 能量流動的特點 三、 研究能量流動的實踐意義 九、教學反思（待續(xù)） 課后練習： 1.有關生態(tài)系統(tǒng)能量流動的敘述中,錯誤的是( ) A.生態(tài)系統(tǒng)中所接收的全部太陽能是流經(jīng)這個生態(tài)系統(tǒng)的總能量 B.生態(tài)系統(tǒng)中的能量是沿著食物鏈和食物網(wǎng)流動的 C.能量流動的特點是單向的、不循環(huán)的 D.能量流動是逐級遞減的,傳遞效率是10%~20% 2.下圖為某人工魚塘食物網(wǎng)及其能量傳遞示意圖（圖中數(shù)字為能量數(shù)值，Jm-2a-1）。下列敘述正確的是（ ） A.該食物網(wǎng)中最高營養(yǎng)級為第六營養(yǎng)級 B.該食物網(wǎng)中第一到第二營養(yǎng)級的能量傳遞效率為25% C.太陽魚呼吸作用消耗的能量為1357Jm-2a-1 D.該食物網(wǎng)中的生物與無機環(huán)境共同構成一個生態(tài)系統(tǒng) 3.該生態(tài)系統(tǒng)中能量流向蛙類后發(fā)生的一系列變化示意圖。圖中的D表示通過呼吸作用散失的能量,圖中ABC表示的含義分別為:A　　 　,B　　　 ,C　　 　 。 4.圖中有　　條食物鏈,處于最高營養(yǎng)級的是　　。丙和丁的關系是　　　。該食物網(wǎng)中,若生產者固定的總能量為1108 kJ,能量傳遞效率按10%~20%計算,則最高營養(yǎng)級至少能獲得　　　kJ的能量。 5.某棄耕地的主要食物鏈由植物→田鼠→鼬構成。生態(tài)學家對此食物鏈能量流動進行了研究,結果如下表,單位是J/(hm2a)。 植物 田鼠 鼬 固定的太陽能 攝入量 同化量 呼吸量 攝入量 同化量 呼吸量 2.451011 1.05109 7.50108 7.15108 2.44107 2.25107 2.18107 (1)能量從田鼠傳遞到鼬的效率是　　　　。 (2)在研究能量流動時,可通過標志重捕法調查田鼠種群密度。在1 hm2范圍內,第一次捕獲并標記40只田鼠,第二次捕獲30只,其中有標記的15只。該種群密度是　　　　　只/hm2。若標記的田鼠有部分被鼬捕食,則會導致種群密度估算結果　　　　。 (3)田鼠和鼬都是恒溫動物,同化的能量中只有3%~5%用于　　　　　　　　　　　　　　,其余在呼吸作用中以熱能的形式散失。 - 5 -