新课必修三课件能量流动教学设计

1、§52系统的能量黄大军一知识结构过程特点研究意义系统的能量二、分析1 本节课在第五章中的位置分系统的结第1节（网）能量第2节系统的功能物质循环第3节第五章系统系统的信息传递第4节抵抗力稳定性系统的稳定性第5节恢复力稳定性从整个高中生物课程来看，本节课具有承前启后的重要作用。承前：需要光合作用、呼吸作用、系统结构等知识作基础。启后：为系统的稳定性、生物多样性及其保护奠定基础。而且，从难度上看，本节课又是高中生物的一个难点，应当引起足够重视。2内容分析本小节内容主要包括系统中“能量的过程”、“能量的特点”、“研究能量的意义”三部分。首先，提出了一个很好的引课的楔子，即提出了一个“先吃鸡还

2、是先吃米”的问题让学生探讨，学生不论偏向哪一种，都可以藉此很好的将学生引入原本可能相对很枯燥的“能量”的理论学习中来。然后概括性地指出了“系统能量系统的能量的概念”（即系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程叫做）和本节的知识焦点（1.怎样态系统的能量？2.系统中的能量有什么特点？3.什么是能量金字塔？）那么，系统的能量是如何输入、传递和的，就成了能量这一问题的切入点。需要指出的是，新对能量的定义增加了“转化”这一方面的说法。但是接下来并没有马上讲能量的过程，而是先讲述分析能量的方法（详见93页）。这也提示我们教师，“授人以鱼，不如授人以渔”。关于“能量的过程”，以“光合作用”知识为基础，清楚

3、地讲述了系统中用于能量的“能量”来源，并详细地分析了第一营养级（生产者）获得能量的全过程，定性地阐述了该营养级的能量变化。接着趁热打铁又以图示的形式分别说明了第二营养级（初级消费者）中能量的来源和去向，并以类推的方式讲述了能量在第三、第四等营养级中的变化。特别是这种图解类推法的应用，既一目了然地说明了系统中能量在各营养级中的变化，又避免了文字上的重复，同时更有利于发展学生的思维能力。本部分最后，提出来两个思考题1.系统中的能量和转化是否遵循能量系统中来？这两守恒定律？为什么？2.流经某系统的能量能否再回到这个个问题是与物理学相的，能增强学生学科整合能力的培养。第 1 页 共 9 页关于“能量的

4、特点”，列举了美国学家林德曼（R.L.1indeman，19151942）对一个结构相对简单的天然湖泊赛达伯格湖的能量定量分析的例子。采用提纲式的手法让学生动脑分析计算，导出能量在此系统各营养级之间传递的数量关系，并进一步得出相邻营养级之间能量传递的百分比，一环扣一环地提出了为什么流入某营养级的能量不能百分之百地流人后一个营养级。由此，教师可以引导学生从定性和定量（向、量）两方面总结出系统能量的特点，锻炼学生归纳总结的能力。紧接着讲述了能量金字塔的由来。这样既有效地说明了系统中，营养级越高，获得的能量越少，又锻炼了学生的逻辑思维能力和形象思维能力“”。关于“研究能量的意义”，先概要说明了能量的

5、研究可以帮助人们合理地调整系统中能量的关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。然后以事实说话，列举了“农田系统”和“草原系统”中能量流动的变化情况，特别是人类活动在各系统中的作用，这样的说明了合理调整生态系统能量的重要性，从而提醒人们在开发利用能源的同时，一定要遵循学规律，坚持可持续发展的原则。教学时自然而然地要渗透的教育与培养。三.教学目标1.知识目标学观点，注重道德（1）（2）系统能量的过程和特点（D：应用）。态系统能量的意义（D：应用）。2.能力训练点（1）通过分析系统中能量的输入和散失，即“光合作用”和“呼吸作用”与营养级之间的能量变化关系，发展学生的思维迁移和推导能力。（2）学

6、会分析、计算系统的能量传递效率，并学会应用“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）通过系统网中能量的和数量的分析，培养学生耐心细致的观察能力和识图能力。3.德育渗透点通过对研究能量4美育渗透点通过对研究能量意义的学习，增强学生可持续发展的意识。意义的学习，培养学生热爱大自然，保护环境的意识；培养学生自然美、环境美、整体美。四.教学重点、难点1. 重点：2. 难点： 五教学策略系统能量系统能量的过程、特点的过程、特点主要采用设问、讨论、引导、讲述的师生频繁互动的教学策略（1）引导学生复习系统的成分和营养结构，为学习“能量”做好准备。（2）运用灵活多变的板书或能量的多课件

7、，形象地推导或演示前两个营养级的能量变化，使学生直观形象地理解每一个营养级的能量来源和去向，进而为最终学生导出能量的特点奠定基础。（3）实际，实例分析运用能量的传递效率，以验证和巩固系统能量流动的特点。五.课前准备1 鲁滨逊漂流记的片断或海上孤岛图片第 2 页 共 9 页2 能量过程的多课件。六.课时安排：1课时七.教学过程第 3 页 共 9 页程序教师活动学生活动教学目的或注意事项引课放一段鲁滨逊漂流记的或展示一幅海中孤岛图片。欣赏影片或图片【提问】假设你象小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何 。你随身尚存的 只有一只母鸡、15kg玉米。问：你认为以下

8、哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援：1. 先吃鸡，再吃玉米。2. 先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。那么，到底是哪个呢？要想解决这个问题， 我们就得来学习系统的能量。讨论，持不同观点的代表发言注意要讲得神秘、引人入胜， “好的开始是的一半”！一能量 流动 定义一切生命活动都伴随着能量的变化。没有能量的输入，也就没有生命和 系统。 系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程，称为系统的能量 。注意新旧的变动“转化”打 出学 习目标1. 怎样态系统的能量？2. 系统中的能量有什么特点？3. 什么是能量金字塔？（此时学生可能不太明白怎么以接下来要进行思维方法的指导）明确目

9、标指 出分 析能 量的 方法能量流经一个种群的情况可以图示如下：储存在体内的能量呼吸作用散失的能量能量输入储存在体内的能量呼吸作用散失的能量储存在体内的能量呼吸作用散失的能量如果将这个种群作为一个整体来研究，则上图可以简化成下图形式，从中可以看出分析能量的思路。321第 4 页 共 9 页能量输入种群能量储存能量散失（然后教师对学生启发、引导、推导教学）二能量 流动 的过程（复习系统成分和链、网）【师问】：系统所需要的能量来源是什么？【生答】：太阳能。【师问】：太阳能是怎么进入生物群落的？【生答】：主要是绿色植物光合作用。【师问】：那么辐射到地球上的太阳能全进入生物群落了吗？【生答】：没有。【

10、师释】：太阳每天输送到地球的能量大约为1×1019kJ，这些能量绝大部分都被地球表面的大气层所吸收、散射、反射掉了，大约只有1以可见光的形式， 被系统的生产者通过光合作用转化成为化学能，固定在它们所制造的有机物中。这样太阳能就输入了生态系统的第一营养级。【师问】：输入第一营养级（生产者）的能量去向如何呢？【生答】：（略）【师小结】：输入第一营养级的能量，一部分在生产者的呼吸作用中以热能的形式散失了；一部分用于生产者的生长、发育、繁殖等生命活动，储存在植物体的有机物中。 植物体的有机物中的能量，一部分随着残枝败叶等被分解者分解而 出来；另一部分则被初级消费者摄入体内，这样，能量就流入了

11、第二营养级。第 5 页 共 9 页【师问】：那么，流入第二营养级的能量去向又如何呢？【生答】：（略）【师小结】流入第二营养级将发生如图所示的变化。能量在第三、四营养级的变化，与第二营养级的情况大致相同。从而 系统的能量 过程， 可以概括成下图。第 6 页 共 9 页【师问】：1.系统中的能量和转化是否遵循能量守恒定律？为什么？2.流经某系统的能量能否再回到这个系统中来？【生答】：（略）三能量 流动 的特点了解能量 的过程是为了总结能量的特点，那么能量 有什么特点呢？为了研究能量流经 系统的 链时，每一级的能量变化和能量转移效率，美国 学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊的能量 进行了定量分析

12、，得出了如下图所示的数据。【师问】流入第二营养级的能量占第一营养级固定总能量的百分比是多少？【生答】：(62.8/464.6)×10013.5%【师问】：流入第三营养级的能量占第二营养级固定总能量的百分比又是多少？层层设问，步步推进，得出规 律 自 然 是“水到渠成” 的事。第 7 页 共 9 页【生答】：（12.6/62.8）×10020.1%【师问】：那么，流入某一营养级的能量，为什么 百分百的流到下一个营养级？【生答】：因为除了流入下一营养级，还有其它去向。【师问】：通过以上分析，你能总结出什么规律（能量的特点）？【生答】：（略）【师小结】：林德曼的研究发现，系统的能

13、量就有两个明显的特点：1.单向。系统的能量只能从第一营养级流向第二营养级， 再依次流向后面各个营养级，一般不能逆向，也不能循环。2. 逐级递减。输入到一个营养级的能量不可能百分之百流入后一 个营养级，能量在沿链的过程中是逐级减少的。一般来说， 在输入到某一个营养级的能量中， 只有1020的能量能够流到下一个营养级，也就是说，能量在相邻两个营养级间的传递效率大约是1020。能 量金 字塔如果将 时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，可形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔（如下图）。【师问】：如果把各个营养级的生物数量关系， 用绘制能量金字塔的方式表达出来， 是不是也呈金字塔形？第 8

14、 页 共 9 页【生答】：是。【师问】：有没有例外？【生答】:（略）【师小结】:确实有例外情况。如：昆虫从能量金字塔可以看出，在一个 系统中，营养级越多，在能量 的过程中消耗的能量就越多。 系统中的能量 一般不超过45个营养级。四研究 能量 流动 的意义态系统的能量，1 帮助人们科学、设计人工系统， 使能量得到最有效的利用。例如，在农业系统中，如果把作物秸秆当烧掉，人类就不能充分利用秸秆中的能量；如果将秸秆做饲料喂牲畜，让牲畜粪便进入沼气池，将发酵产生的沼气做，将沼气池中的沼渣做肥料，就能实现对能量的多级利用，从而大大提高能量的利用率。我国的“桑基鱼塘”也基本体现了这个原理（如下图）。一棵树食虫鸟八板书设计（详见多课件）：第 9 页 共 9 页第二节系统的能量一定义二过程（详见多课件） 三特点1. 单向2. 逐级递减四研究意义1. 沼气、桑