高中生物-【课堂实录】生态系统的稳定性（第二课时）教学设计学情分析教材分析课后反思

教学设计一、教材内容分析本节内容是人民出版社普通高中课程标准实验教科书生物必修三第五章生态系统及其稳定性第5节《生态系统稳定性》中的实验内容，包括设计和制作生态缸，并观察其稳定性，本节是在学习生态系统的结构、生态系统的功能、生态系统的稳定性基础上进行的实验，既涉及前面所学的相关知识，又是对教材始终贯彻的精神人与自然和谐发展的始终诠释。目的在于培养学生尊重发展规律，亲近大自然，保护大自然的情怀，并寻求人与自然和谐发展的途径。二、教学目标1.知识目标：学会观察生态系统稳定性的方法，并理解影响生态系统稳定性的各种因素。2.能力目标：学会设计并制作生态缸，探究各种因素对生态系统稳定性的影响，提高动手操作和探究能力。3.情感态度与价值观目标：关注影响生态系统稳定性的因素，认同人与自然和谐相处的意义，提高保护生态环境的意识。教学重点：生态缸的设计和制作，观察其稳定性。教学难点：观察影响生态系统稳定性的因素。三、基本原理：1.在有限的空间内，依据生态系统原理，将生态系统具有的基本成分进行组织，构建一个人工微型生态系统是可能的。2.要使人工微生态系统正常运转，在设计时还要考虑系统内不同营养级生物之间的合适比例。3.应该注意，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是短暂的。四、实验材料：(学生根据自己的实验计划课前准备好实验材料，有些是购买的，有些是采集的。)制作生态缸的材料主要包括四部分：一是非生物的物质：按100cm×70cm×50cm的标准制作玻璃生态缸框架、水（放置48小时以上的自来水足量或无污染河水）、沙土(8～10kg)、花土（含腐殖质较多，40kg～50kg）、鹅卵石、小石块；二是生产者：浮萍、水草、蕨类和一些低矮杂草，仙人掌或仙人球(2～3株)；三是消费者：蜗牛(5～7只)、鲫鱼(2条)、小乌龟

(1～2只)。四是分解者：蚯蚓(8～10条)、腐殖质中的分解者。五、学情分析：学生是高一学生，知识技能、实验能力、合作学习能力、自主学习能力等有一定的欠缺，有待于提高。学生在学习本节之前已学习了生态系统的结构、能量流动、物质循环、信息传递、生态系统稳定性的内容，对生态系统稳定性有了一定的了解，为本节学习奠定了基础。高一学生好奇心较强，善于观察，敢于提问，对现实生活中的自然现象有一定的了解，有利于本节课的学习。六、教学策略与方法：本节课运用了探究法、实验法、观察法、讨论法等教学方法，问题解决教学模式，教师为主导，学生为主体，让学生在问题指导下自主探究，在探究中感受成功。七、教学过程:一、导入:播放视频：地球上生态系统的多样性。激发学生的学习兴趣，和对大自然的热爱之情。师：请同学们看一段视频，地球上生态系统的多样性，显示了大自然中生物与其生存环境间的和谐的美，那么这种和谐能否长久维持呢？今天这节课，我们就来尝试设计并制作小型生态系统生态缸，并观察其稳定性。二、新授：师：请同学们看这节课的教学目标。课件展示：教学目标：包括知识目标、能力目标、情感态度与价值观目标。师：请同学们思考问题:1、生态系统的结构包括哪些？巩顾前面学到的知识，同时为这节课的学习做好铺垫。生：（一）生态系统的组成成分：非生物的物质和能量:阳光、热能、水、空气、无机盐等。生产者：自养生物，主要是绿色植物。消费者:动物，包括植食性动物、肉食性动物、杂食性动物和寄生动物等。分解者：主要是细菌和真菌。能将动植物遗体残骸中的有机物分解成无机物。（二）营养结构：食物链和食物网（物质循环和能量流动的渠道）师：2.稳定性的特征是什么？生：1.结构相对稳定：动植物种类及数量保持相对稳定2.功能相对稳定：物质和能量输入和输出相对平衡师：3.抵抗力稳定性与哪些因素有关呢？生：抵抗力稳定性与生物种类、营养结构的复杂程度有关：生物种类越多，营养结构越复杂，自我调节能力越强，抵抗力稳定性越高。课件展示多种多样的生态瓶，让学生结合实例了解生态瓶中的组成成分。活动一：学习设计和制作生态缸课件展示：基本原理由学生读课件展示：实验材料学生将实验材料进行归类，各属于生态系统的哪一成分。课件展示实验设计要求师：设计和制作生态缸应注意哪些问题呢？教师引导学生总结如下：设计要求相关分析1.生态缸必须是封闭的防止外界生物或非生物因素的扰2.生态缸中投放的几种生物必须具有很强的生活力，成分齐全（必须具有生产者、消费者、分解者）生态缸中能够进行物质循环和能量流动，在一定时期内保持稳定3.生态缸的材料必须透明为光合作用提供光能；保持生态缸内温度；便于观察4.生态缸宜小不宜大，缸中的水量应占其容积的4/5，要留出一定的空间便于操作；缸内储备一定量的空气5.生态缸的采光用较强的散射光防止水温过高导致水生生物死亡6.选择生命力强的生物，动物数量不易太多，个体不易太大减少对氧的消耗，防止生产量＜消耗量（四）各小组讨论实验操作步骤：（1)

制作玻璃缸：长100cm，宽70cm高50cm。（2)

堆放生态缸的土层：在生态缸底部铺垫沙土和花土，花土在下，一边高，一边低；沙土在上，沙土层层厚5-10cm。（3)种植植物：仙人掌或仙人球移植到沙土上，蕨类植物和杂草移植到花土上。（4)放鹅卵石或小石块：在土层的下沿铺上一圈鹅卵石或小石块，防止滑坡。（5)加水：先测试pH，用氢氧化钠或盐酸调到适宜PH，把水加入生态缸，水深以8cm为宜。（6)

投放动物和水生植物：浮萍、水草与小鱼、小乌龟放在水中。（7)

加盖封口用凡士林油膏涂抹缸沿，盖上平板玻璃，制成封闭生态系统。（8)

粘贴标签，放置玻璃缸。在生态缸外面帖上标签，写上制作者的姓名与日期，然后将把它放在通风，有光但并非直射（较强散射光）的室内。

另外，在整个实验过程中，不要随意移动生态缸的位置。也不能往缸中投放食物。活动二：设计实验并进行探究师：请同学们思考问题科学探究的步骤包括哪些？生：提出问题作出假设设计实验进行实验分析结果表达和交流各小组设计实验进行探究。实验流程：（一）提出问题生态缸应如何设计，才能维持稳定性更长时间？影响因素有哪些？（可设置对照生态缸，遵循对照原则和单一变量原则等，实验变量如:水质、植物数量、动物数量、基质内容、见光与否等。）各小组确定探究的问题。（二）作出假设生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物因素等都有着密切的关系，放入的生物生活力越强，生物的数量比例越适宜，环境条件越适宜，整个生态系统维持时间更长。针对小组探究的问题做出假设。（三）设计实验方案制作生态缸--观察生态缸稳定性--记录结果--分析结果得出结论--表达和交流。（四）进行实验各组按照自己组的实验设计操作：动手制作玻璃缸、生态瓶播放视频：各组制作的生态缸。各组交流要探究的问题及如何设计实验。观察并记录结果：师：观察稳定性时应注意哪些问题呢？（从观察内容、时间、稳定性破坏的标志等考虑）生：（1）、设计观察记录表，内容包括植物、动物的生活情况，水质情况（由颜色变化进行判别）及基质变化等。（2）、定期观察，同时做好观察记录。（3）、如果发现生态缸中的生物已经全部死亡，说明此时该生态系统的稳定性已被破坏，记录下发现的时间。（4）、依据观察记录，对不同生态缸进行比较、分析，说明生态缸中生态系统稳定性差异的原因。附：观察记录表：姓名：小组：日期气温水质植物生活情况动物生活情况基质变化

播放视频：观察生态缸的稳定性观察并记录结果：结果如下:一周后，生态缸内的生态基本保持完好，植物生机勃勃；小鱼正在水里欢快得游动，小乌龟不见了踪影。二周后，生态缸内的生态仍保持基本稳定。小草嫩绿，长高了许多，小鱼正常游动，小乌龟不见踪影。三周后，植物开始发黄，小鱼死掉了一条，小乌龟不见踪影。思考问题：小组讨论：（1）生态缸多长时间达到了稳定状态？稳定的原因是什么？（2）稳定后，各生物数量最后有无变化？怎样变化的？说明什么问题？生：（1）在该生态系统中，植物在光照下能够进行光合作用，并且放出氧气，除了供它们自身利用外，还可供其他动物和需氧型微生物生物进行呼吸。植食性动物以植物为食，其排出物和动植物遗体遗骸被微生物分解，并为植物提供养料。一些动物、微生物和浮游生物呼吸时放出的二氧化碳，可供植物进行光合作用。由此可见，在这个密闭的微型生态系统中，既有生产者、消费者和分解者，又有非生物的物质和能量；既有物质循环，又有能量流动。人工生态系统的各组分相互依存，相互协调，可以保持一定时间的相对稳定性。（2）人工生态系统由于生态缸中的生态系统营养结构较为简单，自我调节能力差，抵抗力稳定性低，生态系统的稳定性易被破坏。因此，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是较短暂的而不是永久性的。播放视频：观察各组制作的生态缸的稳定性各组记录结果：观察记录表：姓名：小组：日期生态缸号水质植物生活情况动物生活情况基质变化各组交流观察结果。讨论问题：（1）每组所制作的生态缸中生态系统稳定性时间的长短出现差异的原因。（2）影响生态系统稳定性的因素有哪些？（六）分析结果得出结论：各小组对实验记录下来的生态缸内的生物种类与数量变化的现象、数据、结果进行整理、分析，分别得出结论：经过各组的探究，验证了影响生态缸稳定性的因素有：植物数量、动物数量等生物因素，光等非生物因素。可见：人工生态系统的各组分相互依存，相互协调，可以保持一定时间的相对稳定性。但由于生态缸中的生态系统营养结构较为简单，自我调节能力差，抵抗力稳定性低，生态系统的稳定性易被破坏。因此，人工生态系统的稳定性是有条件的，也可能是较短暂的而不是永久性的。验证假设，得出结论：生态系统的稳定性与它的物种组成、营养结构和非生物因素等都有着密切的关系，放入的生物生活力越强，生物的数量比例越适宜，环境条件越适宜，整个生态系统维持时间更长。同学下来展示制作的生态缸：激发同学们的动手实践热情和分享成功的喜悦之情。生态缸评价：可以从以下几方面进行评价：1、你所制作的生态缸中成分齐全吗？2、你所制作的生态缸物质能不能自给自足？生产者的能量能满足消费者、分解者的需要？3、生态缸能够长期保持相对稳定吗？（七）

表达与交流：各小组汇报探究过程和结果、经验、教训或体会，包括在科学态度、科学方法和科学精神方面的收获。学生获得科学探究活动的经验，初步确立严谨的作风。学会分享成功的快乐，敢于面对失败，积极分析原因，尊重客观事实。师：请同学们思考问题：生物圈2号实验失败说明了什么问题？由此你能得到什么启发？生：该实验说明，迄今为止，人类还没有能力在生物圈之外建造一个适合于人类生存的生态系统。启示：生物圈是人类及其他生物生存的唯一家园，我们应该积极地保护它。激发学生保护生物圈的意识和强烈责任感。引导学生总结：理论联系实际，提高生态系统的稳定性措施：1.一方面要控制对生态系统干扰的程度，对生态系统的利用应适度，不应超过生态系统的自我调节能力。2.对人类利用强度较大的生态系统，应实施相应的物质、能量投入，保证生态系统内部结构与功能的协调。如：对农田生态系统要不断施肥、灌溉，增加投入，控制病虫害，才能保证高产出。激发学生保护生态环境的意识，保护生态系统稳定性的意识。三、小结：这节课学习了设计并制作生态缸，观察其稳定性，并探究了影响生态系统稳定性的一些因素。增强了对大自然的热爱之情和保护意识。四、评测练习：1.下列关于“设计并制作生态缸，观察其稳定性”的叙述，合理的是（）A、不同营养级生物之间的合适比例可作为设计的依据。B、氧气的含量平衡主要由生产者和消费者维持。C、生态缸中生物数量越少，达到稳定状态所需的时间越短。D、生态缸达到稳定状态后，各生物种群数量均达到K值。2.许多同学都制作过小生态缸，评价其设计制作水平的主要标准是（）A、生态系统维持的时间的长短B、生态系统营养结构的复杂程度C、生态系统有机物积累的程度D、生态系统的成分是否全面3.下列关于生态缸制作的说法正确的是()A.生态缸制作完成后，放在光线良好但不是阳光直射的地方。B.生态缸中放入较多的小鱼有利于该生态系统的稳定。C.生态缸中的生物之间最好不要有捕食关系，否则稳定性就差。D.生态缸的密封性越差，其生物死亡就越快。五、巩固：回顾本节课所学内容。六、课外拓展：调查哪些人类活动造成了生态系统稳定性的破坏，进而引发了一系列环境问题，并提出你的保护生态系统稳定性的措施。保护生物圈，人人有责!学情分析学生是高一学生，知识技能、实验能力、合作学习能力、自主学习能力等有一定的欠缺，有待于提高。本节课的实验材料需要提前准备好，这都给学生造成了一定的困难，把实验材料准备齐，给学生带来了一定的难度。学生在学习本节之前已学习了生态系统的结构、能量流动、物质循环、信息传递、生态系统稳定性的内容，对生态系统稳定性有了一定的了解，为本节学习奠定了基础。高一学生好奇心较强，善于观察，敢于提问，对现实生活中的自然现象有一定的了解，有利于本节课的学习。效果分析围绕这节课的教学目标和内容组织教学，达到课堂的高效性、和谐性。引导学生亲自参与设计和制作生态缸，并探究影响生态系统稳定性的因素。整节课引导学生积极参与，体现了学生为主体的新课改理念。学生学到了生态系统稳定性相关的知识，培养了动手能力和探究能力，将科学知识与艺术观赏完美地结合到一起，学习积极性高涨。课堂中一系列问题引导学生思维活跃，从感性到理性，从具体到抽象的飞跃，实现了课堂上师生互动的高效性，培养学生热爱大自然和保护生物圈的意识和责任感。教学设计合理，重点突出，教学节奏紧凑，教学方法灵活，通过小组讨论、合作、引发质疑，引导学生思维活跃，让学生归纳总结，突破重点和难点，全过程让学生带着问题学习、探究、寻找答案，实现了课堂师生互动的高效性。教材分析本节内容是人民出版社普通高中课程标准实验教科书生物必修三第五章生态系统及其稳定性第5节《生态系统稳定性》中的实验内容，包括设计和制作生态缸，并观察其稳定性，本节是在学习生态系统的结构、生态系统的功能、生态系统的稳定性基础上进行的实验，既涉及前面所学的相关知识，又是对教材始终贯彻的精神人与自然和谐发展的始终诠释。目的在于巩固所学知识，将所学知识应用于实践，培养学生的动手探究能力和创新精神，培养学生尊重发展规律，亲近大自然，保护大自然的情怀，并寻求人与自然和谐发展的途径。教材的重点是指导学生设计制作生态缸，观察其稳定性，难点是设计对照实验进行探究，培养学生严禁的科学探究态度。评测练习1.下列关于“设计并制作生态缸，观察其稳定性”的叙述，合理的是（）A、不同营养级生物之间的合适比例可作为设计的依据。B、氧气的含量平衡主要由生产者和消费者维持。C、生态缸中生物数量越少，达到稳定状态所需的时间越短。D、生态缸达到稳定状态后，各生物种群数量均达到K值。2.许多同学都制作过小生态缸，评价其设计制作水平的主要标准是（）A、生态系统维持的时间的长短B、生态系统营养结构的复杂程度C、生态系统有机物积累的程度D、生态系统的成分是否全面3.下列关于生态缸制作的说法正确的是()A.