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福建省高中生物优质课比赛教学视频_生态系统的能量流动（第一课时）

视频标签：生态系统的能量流动

所属栏目：高中生物优质课视频

视频课题：福建省高中生物优质课比赛教学视频_生态系统的能量流动（第一课时）

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福建省高中生物优质课比赛教学视频_生态系统的能量流动（第一课时）

《生态系统的能量流动（第一课时）》教学设计

  • 教材分析
        本节是人教版高中生物教材必修三《稳态与环境》中第5章第2节，主要包括生态系统中能量流动的过程、特点和研究能量流动的意义三部分内容。该部分的知识内容较易掌握，但由于该内容往往把分析和应用结合在一起，学生还是有一定困难的。教学中运用多媒体课件说明能量流动过程的两大特点非常必要，另一方面必须掌握分析的方法，以实例巩固是必不可少。本节内容以“生态系统的结构”为基础，结合“光合作用”“呼吸作用”，具有一定的综合度。为选修三“生态工程”的学习打下理论基础。
  • 学情分析
前概念调查结果显示：学生在初中阶段对生态系统的能量流动有了一定了解，几乎都知道能量流动是沿着食物链进行的，约80%的学生能准确答出能量流动的特点是“单向流动、逐级递减”，但也仅仅是记住了这8个字而已，并没有完全理解它的含义，主要体现在对“问题探讨”的情景选择中80%的学生选择了方案二。对于“传递效率”一词，则几乎没有印象。约50%的学生对“能量流动的概念”理解是有误区的，对于能量流动的过程，则是学生的前概念中问题最大、误区最多的地方。
在思维方面，高一学生已具备了一定的分析推理能力和综合分析能力，对于在老师的引导下构建概念模型、分析表格数据完全有能力做到。
  • 教学目标
  • 知识与技能
      1.了解生态系统能量流动的概念
      2.运用概念模型分析生态系统能量流动的过程
      3.应用生态系统能量流动的特点解决实际问题
      4.体会研究生态系统能量流动的意义
  • 过程与方法
      1.尝试构建生态系统能量流动过程的概念模型
      2.尝试定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，提升数据处理能力
  • 情感、态度与价值观
          通过体会研究生态系统能量流动的意义，认同一些生态学观点，如人类生产应遵循生态学原理和可持续发展原则。
  • 教学重难点
           生态系统能量流动的过程和特点
      五、教学方法
1.设计前概念问卷，借助网络，通过“前概念调查问卷”了解学生的认知冲突，确定需要转变的概念，设计合适的概念转变方案
2.采用任务驱动式教学，通过情景引导学生完成“明晰能量流动的概念”、“分析能量流动的过程”、“归纳能量流动的特点”以及“体会研究能量流动的意义”四个任务。
3.生态系统能量流动的过程：该知识点的突破从引导学生构建能量流动的概念模型入手，以人为例，由特殊到一般引导学生构建能量流动过程的概念模型。实现概念转变。
4.生态系统能量流动的特点：通过赛达伯格湖能量流动过程的数据分析，直观归纳能量流动的特点，并引出“能量传递效率”的概念。
六、课前准备
    前概念调查问卷（网络版），
七、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
情境引入 展示“前概念调查”中争议、冲突较大的调查结果，以错误率较高的“荒岛求生”案例设计认知冲突，引出教学任务 完成前概念调查问卷
 
对“问题探讨”中的生存策略产生疑问
明确本节课需解决的任务		 设计认知冲突，引发学生学习兴趣，引出教学任务
任务一：生态系统能量流动的概念 以“人”为例，用问题串引导学生构建生态系统能量流动的概念模型
  1. 食物链中人的能量从何而来？
  2. 转化的能量如何被人利用？
  3. 呼吸作用释放的能量有几个去向？
 
 
 
 
 
 
可以简化么？
传递到人体内的能量，最后的去向是？
每一个人都是这样么？这里的“人”指个体还是种群更合理？
每一个种群都适用么？若要都适用，该如何修正？
 
 
小结构建概念模型的方法，板书“一、概念：输入、传递、转化、散失”		 构建生态系统能量流动的概念模型
 
 
  1. 通过食物的消化吸收输入到人体
 
  1. 呼吸作用
 
  1. 一部分以热能的形式散失，另一部分用于各种生命活动如生长、发育、繁殖
 
边回答边初步完成以下概念模型

 
 
 
 
 
 
 
简化为：
 引导学生学会从特殊到一般的思维方式，为构建“生态系统能量流动过程”模型打下基础。
 
 
 
 
 
 
 
 
 
学生体会、实践“由个例到一般”的思维过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
任务二：分析生态系统能量流动的过程
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1.构建第一营养级能量流动过程的概念模型		 过渡：能量的输入方式、输入形式，如何传递、转化成什么形式，最终又如何散失，都是我们需要搞清楚的问题，那么我们该从什么地方着手研究生态系统能量流动的过程呢？
1.生态系统能量流动的渠道是什么？
2.能量是如何输入食物链的？又是如何在食物链中传递、转化的，用简要的概念模型表示出来（给出生产者、初级消费者、次级消费者，请学生补充能量流动过程的最基本模型）
 
引导学生利用“能量流动的概念模型”来构建能量流经第一营养级的模型
1.生产者的能量来源是？
2.生产者能量的去向有？
（用于生长、发育和繁殖的这一部分能量会随着食物链流向哪里？）
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 		  
 
 
 
 
 
思考
 
 
食物链、食物网
 
 
初步形成生态系统能量流动过程的概念模型

 
 
 
 
 
 
思考、回答
来源：主要来自光合作用固定的光能
去向：呼吸散失；用于生长、发育和繁殖
 
 
 
被吃掉的流向初级消费者（下一营养级）
没有被吃掉的流向分解者
去向：①呼吸散失
      ②流向下一营养级（初级消费者）
      ③流向分解者
构建能量流经第一营养级的概念模型

 		 引导学生思考分析能量流动的方法
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
由易到难
 
 
 
 
 
 
让学生体验构建模型的过程，掌握定性分析能量流动过程的方法，
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
2.构建第二营养级能量流动过程的概念模型 引导学生分析能量流经第二营养级与第一营养级的不同，请学生自主构建能量流经第二营养级的模型
  1. 鸡所吃得玉米里的能量全部转化为了鸡自身的能量么？为什么？
  2. 如何区分二者？（引出“摄入量”与“同化量”）
3.粪便中的能量流向了分解者，这一部分的能量属于生产者流向分解者的，还是初级消费者流向分解者的呢？
 
 
 
 
1.次级消费者（人）的能量来源和去路与初级消费者有何不同？
2.如何建构生态系统能量流动的简化模型？		  
 
 
 
思考、回答
  1. 不是，有一部分储存能量的有机物没有被消化吸收，随粪便排出体外
 
  1. 摄入量=粪便量+同化量
 
  1. 生产者
 
 
构建模型：
 

 
1.去向中没有“流向下一营养级”
2.从每一营养级的能量的来源和去向考虑，简化图如下：
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
学生熟练掌握分析方法并能自主构建能量流动过程的概念模型
任务三：归纳生态系统能量流动的特点 过渡：比较自己构建的模型与课本P94图5-7有何差异，引出能量流动的特点——单向流动、逐级递减
  1. 如何理解“单向流动”中所蕴含的“不可逆转”“不能循环”？
  2. 如何理解“逐级递减”？
引入能量传递效率一词
 		  
 
 
 
思考、回答
  1. 食物链中捕食关系是单向的，所以能量流动的方向是单向的，不可逆转；能量是以光能的形式进入生态系统，以化学能的方式传递，最终以热能的形式散失，不能循环。
  2. 营养级越高，所含能量越少
  
 
 
 
 
学生定性分析能量流动的特点
 
 
 
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
  以“赛达伯格湖的能量流动”为例，定量分析能量流动“逐级递减”的特点。
  1. 完成表格
  2. 流入某一营养级的能量，为什么不会百分之百地流入下一个营养级？
3.计算能量传递效率
 
 
 
 
引导学生回忆能量金字塔，提问：
  1. 为什么一般肉比蔬菜要贵？
2.为什么一般食物链只有4~5个营养级？
3定量分析“荒岛求生”两种策略
能量是以物质为载体的，假设单位质量的生物体所含能量相同，母鸡重1.5Kg，按能量传递效率20%计算，且策略2中有1/5的玉米给鸡吃，剩余的玉米给人吃，求两种策略可以使人的体重增加多少？		  
 
 
 
1.完成表格

  1. 因为流入该营养级的能量，大部分通过呼吸作用散失了，还有一部分给了分解者，一部分未利用，剩下来的那部分才流入了下一个营养级
 
 
  1. 生产上获得一斤肉比获得一斤蔬菜需要投入更多的能量。
  2. 营养级越多，能量流动过程中的能量损耗就越多，超过4~5个营养级就很难维持稳定了。
  
 
 
 
定量分析能量流动的特点，引出能量传递效率的概念，锻炼学生数据处理的能力。
任务四：体会研究能量流动的意义 过渡：可见，通过学习能量流动，是能够帮我们解决实际生产问题的，这就是我们研究生态系统能量流动的意义所在。
指导学生阅读课本P96最后两段		  
 
 
阅读课本P96最后两段，总结生态系统能量流动的意义
  1. 实现能量的多级利用，大大提高能量的利用率。
  2. 调整能量流动关系，使能量持续高效流向有益于人类的部分。
 锻炼学生提取信息的能力及归纳总结的能力。
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
总结 引导学生总结本节内容。 总结，课堂检验  
  • 作业布置
  1. 构建“分解者”能量流动过程的概念模型
  2. 课后P97技能训练
  3. 《阳光课堂》
  • 板书设计
                              5.2生态系统的能量流动
一、概念：输入、传递、转化、散失
二、能量流动的过程
    1.渠道：食物链、食物网
    2.过程：
 
 
 
 
 
 
  • 能量流动的特点
        1.单向流动：不逆转、不循环
        2.逐级递减：传递效率≈10%~20%
四、能量流动的意义
九、课后反思
        本节课设计的亮点在于课前通过前概念调查找到学生的迷思概念（1.无法清晰准确的表述能量流动的概念，仅仅停留在初中阶段能量沿食物链从生产者到消费者的层次，并不会结合必修一所学的知识来整体看待能量的来源和去向；2.虽然知道能量流动的特点是“单向流动、逐级递减”，但只知其表层含义，并不能真正和生活相结合，进而解决问题。），然后结合本节的教学重点有所侧重地引导学生构建生态系统能量流动的概念模型。接着运用构建好的概念模型分析解决学习中遇到的新问题。培养学生利用模型来分析、解决问题的能力，进而自主掌握新知识。
在引导学生构建概念模型时，考虑到学生很少采用这样的方法，所以遵循了由易到难的思路，从学生最熟悉的自身开始分析，结合必修一知识初步构建能量流动的概念模型→简化模型→修改模型使其具备普适性。在分析的过程中，学生实际上对个体的能量来源与去向已经掌握清楚了，也初步清楚了分析能量流动要考虑哪些问题，再进一步推广到一般，难度就降低了很多，也可以逐渐独立完成后续对各个营养级能量流动的分析。不仅通过该过程能达到教学目标，更重要的是学生掌握了心的学习方法。核心概念的教学与核心素养的培养一直都是我们追求的目标，本节课通过概念转变教学在这方面做了一些尝试。
由于是借班上课，所以对学生情况并不是十分了解，于是在以人为例构建概念模型的时候多花了些时间，从课堂的完整性和生成性来看，本节课最后上到理论上分析能量流动的特点就可以了，若用典型例题加以分析，课堂的完整度会更好。
附：前概念调查问卷
“能量流动”知多少？
友情提示：本卷不设标准答案！是的！你没有看错，问卷君也没有搞笑（严肃脸）！选择题不定项哦（可单选亦可多选，随便你~IMG_256）但……请闭卷作答！IMG_257谢谢合作IMG_258
 
 
3. 呼吸作用所释放能量的去向包括 [多选题] [必答题]
   □ 储存到有机物中
   □ 以热能形式散失
   □ 用于思考、运动
   □ 用于各种生命活动如生长、发育、繁殖
 
4. 生态系统的功能包括 [多选题] [必答题]
   □ 能量流动
   □ 物质循环
   □ 信息传递
   □ 自我调节
 
5. 在“草→兔→鹰”这条食物链中，草的能量来自于 [多选题] [必答题]
   □ 土壤
   □ 空气
   □ 光
   □ 水
 
6. 在上题的食物链中，兔子所吃草中的能量全部转化成了自身的能量么？ [单选题] [必答题]
   ○ 是
   ○ 否
 
7. 还是上面那条食物链，兔子从所吃的草中获得的能量有哪些去向？ [多选题] [必答题]
   □ 储存在身体里
   □ 用于生长、发育、繁殖
   □ 呼吸作用消耗散失了
   □ 很不幸，被鹰吃了，能量流向了鹰
   □ 很幸运没被鹰吃，能量在死后随遗体残骸流向了分解者
   □ 随着粪便流向了分解者
 
 
 
8. 耐心点，依然是这条食物链，”沿这条食物链进行的能量流动是指能量从草流向兔再流向鹰”，这句话对么？ [单选题] [必答题]
   ○ 对
   ○ 错
 
9. 自然生态系统中的能量来源有 [多选题] [必答题]
   □ 太阳能（光能）
   □ 人工输入的能量
   □ 其他可被生产者利用的能量
 
10. 人工生态系统（如鱼塘）中的能量来源有 [多选题] [必答题]
   □ 太阳能（光能）
   □ 人工输入的能量
   □ 其他可被生产者利用的能量
 
11. 能量流动的特点是：_________  [填空题] [必答题]
 
 
 
 
12. 假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里几乎没有任何食物。你随身尚存的食物只有一只母鸡、15Kg玉米。你认为哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援： [单选题] [必答题]
   ○ 先吃鸡，再吃玉米
   ○ 先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
   ○ 其它更好的策略 _________________


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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