生态系统的能量流动教学设计

生态系统的能量流动教学设计1

一、教学设计思路

对这一节的教学，教师往往采用的是讲授式，即教师讲、学生听、课后做作业。这种教学模式很难激起学生的学习兴趣，也很难完全达到教学目的。本人对这一节的教学设计采用以探究式活动为主的新的教学模式，在这个新的教学模式下设计教学方案时主要考虑以下几点。

能量是科学教育中的核心概念，高中学生已逐步建立了能量、能量传递、能量守恒等一些基本概念;在生物学中，学生已学习了储存能量的物质、能量代谢等内容，这些都是理解本节内容的基础，在教学中要紧紧依托这些知识展开教学。

本节的引入直接从教材中问题探讨提供的素材引入。可以激发学生学习的兴趣，建立能量在食物链中流动的感性认识。然后，引导学生理解能量流动的概念，用问题探讨的素材展开能量流动的过程的学习。在学习能量流动的特点之前，讨论能量流动的分析方法，再以林德曼的研究为资料进行分析。最后，通过思考与讨论，探讨研究能量流动的实践意义。

在教学中，要重视对学生分析和处理数据技能的训练，让学生体验整理数据、处理数据、分析数据，以及用数据说明生物学现象和规律的过程。

二、教学目标的确定

知识目标

1、使学生理解能量流动是生态系统的两大功能量之一。

2、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。

3、使学生体会研究人员研究生态系统能量流动的意义。

能力目标

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。

情感目标

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、教学实施的程序

四、课后反思

《生态系统的能量流动》这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。在课堂上通过学生的互相讨论，学生的思维被充分地调动起来，主动参与学习，成为学习的主人。从而使复杂性的内容演变成简单易懂的内容。并加以多媒体课件，能够最大限度地发挥学生的主动性和创造性，使学生的思维能力，阅读理解能力和观察能力都有了很大提高，同时教师的适当总结，也使他们对知识有了更深更全面的认识。

生态系统的能量流动知识点归纳

名词：能量金字塔：可以将单位时间内各个营养级的能量数值，由低到高绘制成图，这样就形成一个金字塔图形，就叫做能量金字塔。

语句：1、起点：从生产者固定太阳能开始(输入能量)。

2、生产者所固定的太阳能的总量=流经这个生态系统的总能量

3、渠道：沿食物链的'营养级依次传递(转移能量)

4、生产者固定的太阳能的三个去处是：呼吸消耗，下一营养级同化，分解者分解。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。

5、特点：传递方向：单向流动(能量只能从前一营养级流向后一营养级，而不能反向流动);传递效率：逐级递减，传递效率为10%～20%(能量在相邻两个营养级间的传递效率只有10%～20%)。

6、人们研究生态系统中能量流动的主要目的，就是设法调整生态系统的能量流动关系，使能量流向对人类最有益的部分。

7、计算规则：消耗最少要选择食物链最短和传递效率最大20%，消耗最多要选择食物链最长和传递效率最小10%。

生态系统的能量流动教学设计2

一、教学设计思路

对这一节的教学，教师往往采用的是讲授式，即教师讲、学生听、课后做作业。这种教学模式很难激起学生的学习兴趣，也很难完全达到教学目的。本人对这一节的教学设计采用以探究式活动为主的新的教学模式，在这个新的教学模式下设计教学方案时主要考虑以下几点。

“能量”是科学教育中的核心概念，高中学生已逐步建立了能量、能量传递、能量守恒等一些基本概念；在生物学中，学生已学习了“储存能量的物质”、“能量代谢”等内容，这些都是理解本节内容的基础，在教学中要紧紧依托这些知识展开教学。

本节的引入直接从教材中“问题探讨”提供的素材引入。可以激发学生学习的兴趣，建立能量在食物链中流动的感性认识。然后，引导学生理解能量流动的概念，用“问题探讨”的素材展开能量流动的过程的学习。在学习能量流动的.特点之前，讨论能量流动的分析方法，再以林德曼的研究为资料进行分析。最后，通过“思考与讨论”，探讨研究能量流动的实践意义。

在教学中，要重视对学生“分析和处理数据”技能的训练，让学生体验整理数据、处理数据、分析数据，以及用数据说明生物学现象和规律的过程。

二、教学目标的确定

知识目标

1、使学生理解能量流动是生态系统的两大功能量之一。

2、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。

3、使学生体会研究人员研究生态系统能量流动的意义。

能力目标

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。

情感目标

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、教学实施的程序

教师的组织和引导

学生活动

教学意图

提出问题：

（1）生态系统的结构是什么？

（2）食物链和食物网的作用是什么？

讲评：生态系统中生物之间最重要联系是通过食物链和食物网成一个整体，所以食物链和食物网是生态系统中能量流动和物质循环的主渠道。制约生态系统结构组成的重要因素之一是群落成员间的营养关系，但是人们也可以从生态系统的能量流动中看出能量转变规律对生态系统的制约。

回答问题。

复习巩固旧知识并引入新课。

多媒体展示牛吃草的图片。

提出问题：

(1)草的能量是怎样得来的？

(2)草的能量将何去何从？

(3)牛吃草后，草的能量能被牛全部利用了吗？

(4)牛是如何利用草的能量？

阅读“能量流动的过程”,并思考下列问题：

(1)生态系统中能量流动的起点是从什么地方开始的?

(2)生态系统中能量是如何输入的，为什么起点不可以是动物?

(3)能量在沿食物链传递的过程中，是如何传递和散失的?

(4)流经一个生态系统的总能量是多少?

多媒体播放“生态系统的能量流动”动态图解，然后师生共同讨论上述问题。

以草与兔两者之间能量的关系讨论能量流动的途径。

阅读课本，思考回答。

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。

生态系统的能量流动教学设计3

1教学目标

1.知识目标

（1）分析理解生态系统能量流动的过程和能量流动的特点

（2）概述研究能量流动的意义

（3）应用能量流动规律进行相关的计算

2.能力目标

通过引导学生定量分析具体的生态系统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

3.情感态度与价值观目标

（1）注重培养学生发现问题、解决问题的能力。

（2）注重培养学生生态学观点，形成合理利用资源应遵循生态学原理和可持续发展的观念。

（3）注重培养学生实事求是的科学态度，树立科学服务于社会的观念。

2学情分析

学生对生态系统能量流动的知识了解得很少，特别是对每一个营养级能量来源与去向问题，学生难以理解、难以掌握；生态系统能量流动的特点，也是学生学习这一章节一大难点。根据学生以形象思维为主的特点，教师应提供各种教学素材，运用多种教学媒体，从生活实际出发，引导学生学习本节内容，同时激发他们的学习兴趣。

3重难点

1. 学习重点：生态系统能量流动的过程和特点

2. 学习难点：能量流动具有单向、逐级递减的原因；每一个营养级能量的来源与去向。

4教学过程

4.1第一学时

教学活动

活动1【导入】

完成课本P91问题探讨，尝试回答讨论题，并思考选择此种生存策略的理由，导入新课。

活动2【活动】自学提炼，梳理要点

一、能量流动的概念：指生态系统中能量的 、和 的过程。

二、能量的流动过程

1．能量的来源

除极少特殊空间以外，地球上所有的生态系统所需要的能量都来自 。生 产者固定的 便是流经这个生态系统的总能量。

2．能量流动的渠道

能量流动的渠道是生态系统的营养结构 和 。

3．能量流动的形式

有机中的 。

4．某个营养级的能量流动

如能量流经第二营养级的过程

①输入： 中的能量被摄入到初级消费者体内。

②散失：初级消费者通过 作用散失大部分能量；初级消费者的粪便、遗体残骸中的 能量被 分解释放。

③传递：部分初级消费者被 捕食。

三、能量流动的特点

生态系统的能量流动具有两个明显的特点： 和 。能量在相邻

的两个营养级间的`传递效率大约是 。

四、研究能量流动的意义

研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理地调整生态系统中的 关系，使能

量 持续高效地流向 的部分。

活动3【活动】重点、难点分析

一、生态系统能量流动的过程及特点

投影能量流动示意图，学生分析思考，讨论如下问题：

1、能量的输入

①能量的来源？②能量流动的起点？③能量输入的总量？

2、能量的传递

①传递的途经？②传递的形式？③传递的过程？

3、示意图中的箭头的含义？

4、能量能否逆向流动、循环流动？

学生交流汇报讨论结果，并用实物展示仪展示部分学生成果。

教师点评并重点引导分析：

①在方向上：单向流动

（由于捕食关系不能颠倒，营养级也不能逆向，所以能量的流动是单向的。）

②在数值上：方框大小、箭头大小→逐级递减

（呼吸中以热能形式散失的能量是不可再利用的，因此能量的流动是逐级递减的。）

二、定量分析能量流动

投影赛达伯格湖的具体数据，引导学生分析图解，并用一个表格来处理赛达伯格湖的生态系统中各个营养级的能量流入和流出途径。讨论回答下列问题：

1、从第一营养级流入第二营养级的能量，占生产者所固定的能量 总量的百分比是多少？从第二营养级流入第三营养级的能量，占初级消费者所同化的能量总量的百分比是多少？

2、能量在流动、转化后，流入下一个营养级的能量、呼吸作用散失、分解者分解及未被利用的能量总和是多少？

3、通过上述分析，你可以得出什么结论？

学生交流展示成果，教师点评。让学生总结能量流动的特点。

三、分析每个营养级的能量来源与去向

投影以第二营养级为例的能量来源与去向图解，引导学生分析并建立能量流动模式图。

学生交流展示成果，教师点评并总结：投影知识框架，形成知识体系。

活动4【测试】反馈矫正与巩固提升

1.下列关于生态系统能量流动的叙述中正确的是（ ）

A.通过消费者的粪便流入到分解者体内的能量属于消费者同化作用所获得的能量的一部分

B.能量可以循环流动

C.生产者可通过光合作用合成有机物，并把能量从无机环境带入生物群落

D.当捕食者吃掉被捕食者时，捕食者便获得了被捕食者的全部能量

2．有关生态系统中能量流动的叙述，不正确的是 （ ）

A．生态系统中能量流动是太阳能辐射到系统内生产者上的能量

B．生态系统中能量几乎全部来自太阳能

C．生态系统离开外界环境的能量供应就无法维持

D．生态系统中能量流动是单向流动和逐级递减的

3．流经一个生态系统的总能量是 （ ）

A．生产者用于生长、发育和繁殖的总能量 B．流经各个营养级的能量总和

C．各个营养级生物同化的能量总和 D．生产者固定的太阳能的总量

4．下列有关生态系统能量流动的叙述中，错误的是 （ ）

A．当狼吃掉一只兔子时，狼不可能获得兔子的全部能量

B．当狼捕食兔子并转化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级

C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落

D．生态系统的能量流动是单向的，逐级递减的

5. 某一生态系统中，已知一只鹰增重2kg要吃l0kg小鸟，小鸟增重0．25kg要吃2kg昆虫，而昆虫增重l00 kg要吃1000kg植物。在此食物链中这只鹰对绿色植物的能量利用百分率为 ( )

A．0．05％ B．0．5％ C．0．25％ D．0．025％

6. 稻田中农民要拔掉稗草，鱼塘中要不断清除肉食性的“黑鱼”，用生态学观点看，是为了( )

A．保持生态平衡 B．保持生物群落的单一性

C．调整能量在生态系统中流动的方向 D．使物质能够尽快地循环流动

7．“一山不容二虎”这一谚语，用生态学观点可以解释为 ( )

A．虎所需的生活空间很大 B．身强体壮的虎以身体弱小的虎为食

C．虎性情孤独，不群聚

D．营养级越高的生物，能得到的能量越少，个体数量也就越少

生态系统的能量流动教学设计4

1教学目标

1.知识目标

(1) 理解生态系统能量流动的概念。

(2) 描述生态系统能量流动的过程和特点；

(3) 构建生态系统能量流动的物理模型---能量金字塔。

2.能力目标

(1)通过对“赛达伯格湖能量流动图解”的积极思维，培养学生耐心细致的观察能力和识图能力；

(2)通过分析能量的来源和去路，发展学生的思维和迁移能力；

(3)应用“传递效率”解决相关问题，进而培养学生的运算能力和思维能力。

3.情感态度与价值观目标

(1) 通过自主性学习与小组讨论相结合，培训同学发现问题、解决问题以及与他人合作交流的能力；

(2) 通过学习能量流动的实践意义，形成合理利用资源应遵循生态学原理和可持续发展的观念，树立科学服务于社会的观点。

2学情分析

高二学生已经具有一定的生物学基础知识和数学计算能力、独立思维能力，他们渴望对事物本质的探究，但思维的系统全面还有待提高。

3重点难点

1.重点：生态系统中能量流动的过程和特点。

重点落实方案：

(1)引导学生复习生态系统的成分和营养结构，为学习本课作好准备。

(2)运用能量流动的多媒体课件，使学生直观形象地理解一个营养级的能量来源和去向，进而掌握能量流动的特点。 (3)联系实际，用实例分析运用能量流动的传递效率，以验证和巩固其特点。

2.难点：生态系统能量流动的特点及其形成原因。

难点突破策略：

(1)引导学生围绕思考题讨论，并对具体实例作详细分析。

(2)通过“能量金字塔”模型图形象说明能量流动特点。

4教学过程

4.1第一学时

教学活动

活动1【导入】复习引入

激趣设疑，引入新课

由“神奇的生态球”短片引入生态系统能量流动的学习。

1.多媒体展示教学情境：播放“神奇的生态球”，问：

(1) 生态系统应有哪些成分？上述生态球中的生产者、消费者、分解者各是什么？

(2) 生态系统的营养结构指什么？ 请说出上述生态球中的食物链,并写出通用的食物链。

(3)要使小生态球长时期保持原状，需要把它放到有适宜阳光的地方。为什么？

2.引入：从以上可知，生态系统中的各营养级都需要能量的供给。那么生态系统中能量是如何输入、传递和散失的？这就是我们今天要学习的内容：生态系统的能量流动。

活动2【讲授】新课目标达成

一、生态系统中能量流动的概念

主动构建，生成概念

1.问：什么是生态系统的能量流动？让学生尝试用简洁的语言说出。

2.多媒体展出生态系统中能量流动的概念，并强调重点：

概念：生态系统中能量的输入，传递和 散失 的过程，称为生态系统中的能量流动。

提示：生态系统中能量流动包括三部分：无机环境到群落，群落内，群落到无机环境。

二、生态系统能量流动的过程

自学提炼，梳理要点

1.学生自主性学习：

学生自学89页能量流动的过程，教师通过课件展示递进式问题：

(1)生态系统的能量来源于哪里？

(2)能量主要以哪种形式和方式输入到生态系统内的？

(3)生产者固定的太阳能有哪些去路？

(4)每个营养级获得和传递能量的方式是否相同？

(5)生态系统的能量流动中能量散失的主要途径是什么？以什么形式散失？

2.借助生态系统能量流动图解，师生共同归纳能量流动过程：

(1)生态系统的能量来源于太阳能。在单位时间内输入生态系统的总能量应是该生态系统中全部生产者在单位时间内所固定的太阳能总量。

(2)能量输入：生态系统中能量流动的起点是生产者（主要是植物）通过光合作用固定的太阳能开始的。能量流动的渠道是食物链和食物网。

(3)能量传递：生态系统能量流动中，能量以太阳光能→生物体内有机物中的化学能→热能散失的形式变化。能量在食物链的各营养级中以有机物（食物）中化学能的形式流动。

(4)能量散失：生态系统能量流动中能量散失的主要途径是通过食物链中各营养级生物本身的细胞呼吸及分解者的细胞呼吸，主要以热量的形式散失。

三、生态系统能量流动的特点

剖析实例，合作探究

1.介绍美国生态学家林德曼及赛达伯格湖,引出能量流动图解。

2.用多媒体课件展示：赛达伯格湖的能量流动图解，要求学生据图合作分析赛达伯格湖的能量流动过程，列出以下讨论题：

(1)请以任一营养级为例，分析其能量的“流入”与“流出”数值。

(2)分析每一营养级上能量的“流入”和“流出”是否平衡？

(3)请根据图中营养级之间能量流动的数据计算能量传递的效率。

(4)能量传递效率为什么比较低（或高）？

(5)通过以上分析，你能总结什么规律？

3.小组讨论并交流后，师生共同梳理：

(1)赛达伯格湖中生产者的总能量为464.6 J/（cm2﹒a），植食性动物的总能量为 62.8 J/（cm2﹒a），肉食性动物的总能量为12.6 J/（cm2﹒a）。由第一营养级到第二营养级的传递效率为13.5%，由第二营养级到第三营养级的传递效率为20%。

(2)能量在相邻两个营养级间的传递效率只有10％～20％，其余80％～90％能量的一部分用于自身呼吸消耗、一部分未被下一个营养级利用、还有一部分被分解者分解。

通过以上实例分析可得出能量流动的特点：单向流动、逐级递减。

过渡：我们能否将生态系统各营养级的能量数值用一个图形表示出来呢？

4. 展示能量金字塔的构建过程，引导学生分析图形的意义，再由能量金字塔迁移至生物数量金字塔等。

提示： “能量金字塔”一般呈正金字塔，而数量金字塔可能会出现倒置现象。

活动3【练习】教学目标巩固

1．从生态学角度分析，生态系统中流动的能量最初来源于（ ）D

A．光合作用 B．高能化学键 C．绿色植物 D．太阳光能

2．下列关于生态系统中能量流动的描述错误的是（ ）B

A．食物链和食物网是能量流动的渠道

B．食物链中初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少

C．各营养级从低到高能量呈金字塔形

D．食物链越短，可供养的`消费者越多

3．下列有关生态系统能量流动的叙述中，正确的是（ ）C

A．一种蜣螂专以大象粪为食，则该种蜣螂最多能获取大象所同化能量的20％

B．当狼捕食兔子并同化为自身的有机物时，能量就从第一营养级流入第二营养级

C．生产者通过光合作用合成有机物，能量就从非生物环境流入生物群落

D．生态系统的能量是伴随物质而循环利用的

4．根据右图所表示的食物网,结合能量流动的特点进行计算:

如果牧草固定了1000焦耳的能量, 则猫头鹰最少能获得____焦耳能量, 最多能获得____焦耳能量.（1、40）

5．假设你流落在荒凉的孤岛上，只有少量玉米和鸡可以食用，那么使你自己活得最长的办法是（ ）A

A．先吃鸡，然后吃玉米? B．先吃玉米，然后吃鸡?

C．用玉米喂鸡，然后吃鸡? D．用玉米喂鸡，先吃鸡蛋，然后再吃鸡

活动4【活动】课堂小结

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。能量是一切生命活动的动力，是生态系统的基础。能量的流动维持各个营养级的生命和繁衍，使得一个生态系统得以存在和发展。 主要内容总结如下：

概念： 生态系统中能量的输入、传递和散失过程

过程： 能量的源头是阳光； 输入该生态系统的总能量为生产者固定的太阳能；食物链 （网）是能量流动的总渠道

特点： 单向流动：生产者初级消费者次级消费者； 逐级递减：传递效率为10％～20％

活动5【作业】课后巩固拓展

1.自学内容：研究生态系统的能量流动在农业生产实践上的意义。

2.作业本作业：课本课后复习题二。

生态系统的能量流动教学设计5

一、教材分析

1.1 本节内容的地位：

《生态系统的能量流动》是人教版高中教材必修三第五章第二节的内容。本节安排两个课时，这节课完成第一课时，内容是生态系统能量流动的过程和特点两部分。

在学习本节内容之前，学生已经学习了光合作用、呼吸作用以及生态系统的结构，为本节课的学习奠定了基础。本节内容也为以后要学习的物质循环、生态系统稳定性等内容作铺垫，因此起着承上启下的作用，并且对人们在实际生活中的行为有着非常重要的指导意义。

从应试的角度来看，本节内容常作为考试热点，往往把分析和计算结合在一起，也是生态学中为数不多的可以定量研究的知识模块。

1.2 教学重点和难点

教学重点:生态系统能量流动的过程和特点

教学难点: 对生态系统中能量的输入和输出加以分析，培养学生的知识迁移运用能力和计算能力

1.3教学目标

知识目标、能力目标、情感目标，三位一体、相互支撑。

【知识目标】：

ⅰ、理解生态系统能量流动的概念。

ⅱ、分析生态系统能量流动的过程和特点（重点）。

【能力目标】：

ⅰ、指导学生构建能量流动的概念模型、数学模型。

ⅱ、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。

ⅲ、对生态系统中能量的输入和输出加以分析，培养知识迁移运用能力和计算能力。

【情感目标】：

ⅰ、通过小组分工与自主性学习，培养发现问题、解决问题以及与他人合作交流的能力。

ⅱ、站在生态道德的角度，理解一些生态学观点，使学生懂得对资源的利用应遵循生态学原理和可持续发展原则，为形成科学的世界观做准备。

二、教法分析

2.1教学方法：

根据这节课的特点，本节课采用了以建构主义教学法为主，以问题导学法、分组讨论法为辅的策略。

针对能量流动的过程和特点，可以提出许多开放性、探究性的问题，所以本节内容是运用问题导学法的好材料。针对本校高二学生有较多小组合作经验等情况，在教学中我还运用了分组讨论法。此外，我还设计了本节课的导学案、制作了相关的教具以及多媒体课件，力求使知识更为直观，使课堂更加有趣。

2.2 重难点突破策略:

（1）提前让学生复习生态系统的成分和营养结构以及预习本节课，为学习本节做好准备。

（2）上课前发给学生课堂导学案，在讲课的过程中引导学生完成。

（3）通过建构主义教学法，让学生主动建构能量流动概念模型和数学模型，通过小组内和小组间的横向对比和纵向对比，以及教师的修正，让学生进一步认识和掌握建构模型的重要性。

（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,以验证和巩固生态系统能量流动的特点，重视用数据说明生物学现象和规律的过程。

（5）通过设置几个命题进行分组讨论，加强理论联系实际。

2.3教学工具：课堂导学案，多媒体课件及相关教具。

三、教学过程

新课导入：

【ppt】大家看到这个班次的飞机应该并不陌生，马航mh370客机失联已有三个多月了，人们对此有很多的联想和猜测，那么飞机去哪儿了？假如飞机安全的降落到了印度洋一个美丽的小岛上，岛上没有任何食物，飞机上每一名乘客随身携带的只有15kg玉米和一只母鸡可以食用，你认为以下哪些生存策略能让乘客们维持更长的时间来等待救援：

a、先吃鸡，然后吃玉米

b、先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡

教师：（分组讨论并统计各个选项的人数）解决这个问题的关键是哪种策略能使乘客们获得最多的能量，从而能维持最长的时间来等待救援。为了更合理、更科学的选择，这一节课咱们来学习生态系统的能量流动。

新课内容：

【ppt】能量与能量代谢

教师：请同学们想一想，在已学过的生物学知识中与能量相关的概念有哪些

学生回答：糖类、脂肪、atp、热能、光能、化学能、光合作用、呼吸作用

【ppt】与能量有关的概念

糖类、脂肪、atp、热能、光能、化学能、光合作用、呼吸作用

教师：糖类、脂肪、atp是能源物质；热能、光能、化学能是能量的不同形式；光合作用和细胞呼吸是与能量相关的生理过程。

教师：图中a、b分别代表什么生理过程，c、d分别代表什么形式的能量?

(通过建构主义理论,能唤起学生已有的知识和经验，在此基础上初步建构与能量流动相关的概念:能量输入、储存、转化和散失等，从而为后续学习做好知识铺垫和顺延。)

教师：朋友聚会时，经常玩一种“老虎、杠子、鸡”的游戏，大家有没有知道这个游戏规则的？谁来介绍一下

学生讨论，回答游戏规则。

教师：在这个游戏中生物之间有制约作用。其中除了杠子对老虎的机械作用外，其他生物之间的关系是靠捕食起到制约作用的。它们之间的捕食可形成完整的食物链。

【ppt】“杠子、虫、鸡、老虎”的食物链

教师：说出食物链中各生物所属营养级，以及在生态系统中的具体成分。

学生集体回答。

在这个环节中，我设计了这样一个问题：“在食物链中，各营养级的能量来源来源是什么？能量去路又有哪些？”为了解决这个问题，我给每个小组发了一套教具。然后指导学生以杠子为例进行探究，让学生在卡片指定的位置写出它的能量来源和去路，并用箭头标示清楚。

教师组织学生分组讨论，并让学生把构建好的概念模型按照营养级从低到高的顺序排列粘贴在黑板相应位置上，而且在每一个小组中，学生推荐一名代表来讲解自己的成果。

【ppt】屏幕上打出正确的第一营养级的概念图，学生自主对比并作修改。并总结第一营养级的能量来源和去路。（左图为原图，右图为简化图。）

来源：生产者通过光合作用固定的太阳光能

去路：

（1）自身通过呼吸作用分解一部分有机物,释放能量（散失）；

（2）随残枝败叶等流入到分解者中（最终通过分解者的呼吸作用散失能量）；

（3）有一小部分有机物中的能量流入到下一个营养级。

教师：通过小组讨论，比较找出第一营养级（杠子）和第二营养级（虫）的异同

学生：三条能量去路完全相同，只有能量来源有差别。

教师：生产者能量从哪里来？初级消费者的能量从哪里来？

学生：生产者的能量来自于太阳能；初级消费者的能量来自于生产者。

教师：第二营养级 （虫）的摄入和同化之间有什么关系？（通过小组讨论）

学生：摄入量=同化量+粪便量

教师：把每个营养级通过食物关系连接起来，就可以形成一条完整的食物链。

【ppt】生态系统的能量流动

教师：每一个营养级都有能量的输入、传递、转化、散失。所以生态系统的能量流动的定义就是生态系统中的能量的输入、传递、转化、散失的过程。

通过小组交流合作，回答出屏幕上的问题并写在学案上：

1.生态系统中能量的源头是什么？能量流动的起点是什么？

2.流经一个生态系统的总能量是什么？

3.能量流动的渠道是什么？在食物链（网）中能量以什么形式传递？

4.能量最终的归宿是什么？

5.在“杠子-虫-鸡-老虎”的食物链中，能量是沿着“杠子-虫- 鸡-老虎”途径单方向流动的。该食物链能否发生能量逆向流动？或者是循环使用?

学生回答：

1.太阳能；从生产者固定的太阳能开始

2.生产者固定的太阳能的总量

3.食物链和食物网；有机物

4.以热能的形式散失

5. 不会。生态系统内生物之间的吃与被吃的关系是不能逆转的，因而能量传递的方向也是不可逆转的；同时，各生物成分通过呼吸作用将有机物的化学能转化为热能散失，这部分散失的能量是不能被生物重新利用的。

【ppt】生态系统能量流动的特点一：单向流动

教师：以上对能量流动过程的分析，使我们对能量流动有了定性的认识。下面我们通过赛达伯格湖的学习，对生态系统的能量流动进行定量的分析。

【ppt—赛达伯格湖的能量流动】

老师：仔细观察赛达伯格湖的能量流动图解，请将图中的数据进行整理，完成学案中“知识探究”中的表格。

营养级

流入能量

输入下一营

养级的能量

呼吸作用散失

分解者分解

未利用

能量传递效率

生产者

植食性动物

肉食性动物

教师：在刚才的赛达伯格湖预习的过程中，有些同学对这样几个知识点不是很了解，现在我将这几个问题反映出来，我们大家共同讨论，研究。

1、能量传递效率如何计算？

2、赛达伯格湖中“未利用的能量”是哪一部分的能量？

学生展开讨论，说出自己的认识。

教师引导、总结：

1、能量传递效率=输入到后一营养级的能量（同化量）/本营养级的能量（同化量）

2、未利用的.能量：未被呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者所利用的能量，可依然存在于生物体内，也可能以煤、石油等形式存在。

【ppt——赛达伯格湖数据的整理】

学生思考讨论以下问题：

（1）分析每一营养级能量的 “流入” 和 “流出（包含未利用）” 是否平衡？

（2）随着食物链的延伸，能量在各营养级的含量上有什么特点？赛达伯格湖的能量流动图解中哪些方式表现了该特点？

学生讨论,回答：

（1）每一营养级能量的“流入”和“流出”总量是相等的，遵循了能量守恒定律。

（2）能量逐级递减。每个营养级的数字和箭头面积逐渐减小。

教师：表格中各营养级能量传递效率是多少？

学生：能量从第一营养级流入第二营养级占生产者所固定能量的百分比是13.5%；第二营养级流人第三营养级的能量，占初级消费者所同化的能量总量的百分比是20%。

结论：能量在两个营养级之间传递效率一般为10%--20%.

学生思考讨论：

（3）能量在两个营养级之间传递效率一般为10%--20%。为什么某一营养级的能量不能百分之百地流到下一个营养级？

学生讨论、回答：

①各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量

②各营养级总有一部分生物的能量未被下一个营养级的生物所利用

③各营养级的残枝败叶或遗体残骸等流入到分解者被利用

教师：由此我们可以得出生态系统的能量流动另一个特点是什么？

学生：能量流动有逐级递减的特点。

【ppt】生态系统能量流动的特点二：逐级递减

教师：请大家利用刚学过的知识分析最开始的那个问题，应该选择哪种策略？为什么？

学生小组讨论···

学生回答：选用策略a。用玉米喂鸡，增加了人在食物链中的营养级数，增大了能量浪费，违背了人对有限能源的最大利用原则。

【ppt】随堂检测

教师：（课后思考题）结合以上实践经验，考虑到中国国情，在日常生活中我们如何调整饮食结构，做到粮食类能源的节约呢？

【ppt】以第一营养级为主的饮食结构

四、教学反思：

本节课摒弃了原来的教学模式，意外收获了很多。采用以上教学模式，通过教具模拟、讨论交流，学生的思维被充分调动起来，主动参与学习，成为学习的主人。在此次教学过程中，充分体现了生活化、活动化、情感化的新课程理念。但仍然存在一些问题：课堂气氛活跃，时间长短不易把握，课堂时间稍显紧张，因此教师要果断安排学生讨论时长。学生表达不清楚和不规范时，教师应当及时纠正。在教学中毫不吝啬的给予学生机会，让学生展现自我，让学生都有一定的表现机会，但要控制好时间和照顾到不同层次的学生。发挥学生主体作用的同时，教师要充分发挥自己的主导作用，预设好每一节课。

五、板书设计：

生态系统的能量流动

学生成果展示

一、定义

生态系统中的能量的输入、传递、转化、散失的过程。

二、特点

单向流动

逐级递减。能量传递效率：10%---20%

新课引入：

【PPT】假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是： 1.先吃鸡，然后吃玉米

2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡 学生：每组学生各选一名代表，做出选择。（绝大部分学生选择的是2）

教师：真理往往掌握在少数人手里。我们共同来看看鲁滨逊的选择是——先吃鸡，后吃玉米。【PPT】母鸡提出抗议。

教师：对于母鸡的抗议，我们是可以理解的。我们必须给母鸡一个合理的解释，消除母鸡的不满情绪，这就得用到我们这节课的内容“生态系统的能量流动”。

新课内容：

【PPT】生态系统的能量流动（板书）那么这节我们需要掌握三个内容： 1.生态系统的能量流动过程，2.生态系统能量流动的特点，3.能量流动的意义。我们先来解决第一个问题：

什么叫做生态系统的能量流动？（板书：

一、生态系统的能量流动概念）学生回答：生态系统中能量的输入、传递和散失。

对，输入从哪输入、怎么传递的，有些用不完的又散失到哪去了呢？

怎样研究生态系统的能量流动？阅读课本，研究生态系统中能量流动一般在群体水平上，这种将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的的研究方法。

师：请同学们利用上节课所学的知识把问题讨论中的两个策略所蕴含的食物链表示出来。我们就以食物链为线索研究生态系统能量流动的过程。这两组策略中食物链较长的是：玉米→鸡→人。玉米、鸡和人在生态系统中的成分分别是什么？ A：鸡 → 人

玉米↗ B：玉米→鸡→人

生：玉米—生产者

鸡—初级消费者

人—次级消费者 请以食物链中的“生产者”为例，分析该营养级能量流动的来源和去路。板书：

二、能量流动的过程 请同学们独立思考1分钟，然后小组内同学进行交流2分钟，统一意见后派个代表来解释一下。（哪个小组想好了，这个小组„很好，那个小组也要表达一下，还有其他小组有不同意见的吗„,好，听了各个小组的解释，我发现同学们基本上都掌握了解决这个问题的要领，相信同学们也有了更明确的答案。

【PPT】以“生产者”为例的能量来源和去路。

来源：生产者通过光合作用固定的太阳光能

去路：（1）自身通过呼吸作用分解一部分有机物,释放能量（散失）；

（2）随残枝败叶等流入到分解者中（最终通过分解者的呼吸作用散失能量）；（3）有一小部分有机物中的能量流入到下一个营养级。

以此类推，能量流入下一个营养级后，又发生什么样的变化呢？让我们带着这个问题继续探究。同样给大家5分钟的时间思考与交流！时间到，哪个小组来解释一下？那个小组，这位同学从比较独特的视觉去分析这个问题，有同学要补充吗？好这个问题可以这么理解，初级消费者的摄入量=同化量+粪便量，对于初级消费者所同化的能量，一个营养级所同化的能量=呼吸散失的能量+分解者分解释放的能量+被下一营养级同化的能量。但最高营养级的情况除外。

总结：每个营养级能量的去向都有三个：流向下一个营养级、通过呼吸作用散失和分解者分解。得出能量流动图

【PPT】食物链整体的能量流动图。课本图5-7 刚才的分析同学们回答得非常不错，我想知道同学们是否真正掌握了能量传递的过程？：

1、能量是如何“输入”生态系统的？

2、能量“传递”的途径是什么？

3、能量是通过什么方式“散失”的？

学生：

1、能量是生产者通过光合作用将光能转化为有机物中化学能“输入”到生态系统；

2、能量“传递”是通过生物捕食的食物链和食物网进行；

3、能量最终通过各个营养级生物和分解者的呼吸作用，将有机物的化学能最总转化为热能散失。教师：

1、生态系统中能量流动的源头在哪儿？

2、能量流动的起点是什么？

3、生态系统能量的总值为多少？

4、什么是能量流动的渠道？ 学生分组讨论。

学生回答：

1、阳光；

2、从生产者固定的全部太阳能开始；

3、生产者所固定的全部太阳光能；

4、食物链、食物网。

课堂当堂训练：

师生核对习题答案，当堂讨论有疑问的问题。

教师：时间过得真快，大半节课已经过去了。母鸡妈妈该等急了吧。【PPT】母鸡的等待

【PPT】荒岛上的场景再现

教师：请大家利用已学知识分析，为什么鲁滨逊会选择“先吃鸡，后吃玉米”？ 学生讨论···

学生回答：用玉米喂鸡，增加了人在食物链中的营养级数，增大了能量浪费，违背了人对有限能源的最大利用原则。