生态系统的能量流动教学设计 高二上学期生物人教版必修3

生态系统的能量流动教学设计教学目标内容要求：1、生态系统能量流动的概念。2、掌握生态系统能量流动的过程和特点。核心素养对接：生命观念：通过分析生态系统能量流动的过程，建立生命系统的物质和能量观。科学思维：通过赛达伯格湖图解的具体数据推算生态系统的能量传递效率，并学会运用传递效率解决相关问题，培养学生的运算能力和思维能力。科学探究：通过生态系统能量流动的特点，解决生活中的实际问题。社会责任：关注生态农业。教学内容教学重点：生态系统能量流动的过程和特点。教学难点：1、生态系统能量流动的特点及其形成原因。2、利用生态系统能量流动的规律，从系统的角度分析并提出科学有效利用生态系统资源的改进措施。教学过程一、新课导入【多媒体展示学生去超市买菜的视频】创设情境视频中两位学生去超市买菜，发现白菜和猪肉价格悬殊太大，发问：为什么猪肉和白菜价格不同呢？猪肉PK白菜（引发学生思考，激发学生学习的兴趣及探究欲望，调动其积极性，教师可以不给出确切答案，但要引导学生从生存、从获得能量的角度分析，从而引入本节课。）二、讲授新课（一）能量流动的概念如何来研究能量流动的规律呢？教师展示，上节所学的食物网中一条简单的食物链“草-兔-狐”，引导学生，在食物链中研究能量流动的规律：首先以“草”为例,来研究第一营养级能量的来源和去路:【微课动画解析图解】同学们，观看一则微课，并思考以下问题:1.该食物链所需要的能量最初来自哪里？（绿色植物通过光合作用，把无机物合成为有机物，同时，光能便转化成了化学能，固定在所制造的有机物中。能量的源头是太阳能）2.太阳能都能被利用吗？（不是，照射在植物身上的太阳能，一部分被植物固定吸收，但大多数又反射回去）3.草把能量固定下来以后，能量又有哪些去向？（草的同化量中，一部分会被兔子摄入体内，一部分在呼吸作用中以热能形式散失，还有一部分则会随植物的落叶、遗体等被分解者分解。）（通过三个问题，让学生从彼此补充中，教师对同化量的最终去处，进行补充，总结。）【学习任务一】分析兔子能量来源与去路：（查阅资料，并进行对比，总结）a.兔子摄入的草全部被吸收了吗？b.摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系？输入初级消费者的总能量指的是三者中的哪个？c.兔子的同化量的去处有哪些？（学生能掌握住摄入量、同化量、粪便量三者之间的关系，但对同化量的去处有些混乱，但通过补充说明，学生有了很好的理解。老师需要对难点，如兔子粪便中的能量属于谁，进行讲解。）【小结】能量来源和去路都是什么？来源：来自于上一营养级。去路：①呼吸作用散失的能量（热能形式）。②分解者释放的能量（也是热能形式）。③沿食物链被下一营养级同化的能量。（有具体的生物到某一营养级，来总结能量的来源去路，进而总结出能量流动的概念）

生态系统的能量流动是指：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。能量流动的过程（由某一营养级能量流动规律，推广到整个食物链或食物网，就得到生态系统能量流动的示意图）【投影能量流动示意图分析，学生思考，讨论。】（图中方框，代表流入各个营养级的总能量，即同化量。每一个同化量基本都有三个去处。但要除去最高营养级，因为它没有下一营养级，所以它只有两个去处。通过图解能否解决以下问题）能量流动的来源？（太阳能）2、流入生态系统的总能量？（生产者所固定的太阳能）3、能量的去路？（呼吸散失、下一营养级、分解者分解）4、能量流动的渠道？（食物链、食物网）（从这张图中，我们也能初步总结出能量流动的规律）1、图中的箭头有哪些含义？

2、能量能否逆向流动、循环流动？

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（从方框代表的同化量来看，能量的流动是逐级递减的。）【解答问题】可以用能量流动“单向流动、逐级递减”的特点来解释为什么“猪肉要比白菜贵”。相同质量的猪肉和白菜相比，猪所占的营养级较高，消耗的太阳能较多，所以贵。（能量流动的特点是通过图解总结出来的，然而，如果想解释能量流动中“逐级递减”的特点，还需要用数据进行定量的分析。让我们一起来看看生态学家林德曼是如何进行定量分析的？）能量流动的特点（先抛出赛达伯格湖的图解，进行初步分析，一步步引导学生解决问题。）【学习任务二】分析教材P56“赛达伯格湖的能量流动图解”，对能量传递进行定量计算。营养级流入能量流出能量（输入下一个营养级）呼吸作用散失分解者利用未利用能量传递效率生产者464.662.596.312.529313.5%植食性动物62.82.1肉食性动物12.67.5友情链接：能量传递效率=该营养级的同化量/上一营养级的同化量a.该营养级的能量能百分之百传递给下一营养级吗？b.能量逐级递减的特点与能量守恒定律矛盾吗？c.第一营养级到第二营养级的传递效率是多少？（学生们进行通过计算、讨论等形式，将本节课的难点一步步解决，也让学生充分体会到了科学探究的一般过程，掌握科学探究的基本方法。老师需要重点讲解的是：1.在塞塔伯格湖这个生态系统中，能量的去处多了一个“未被利用”的，“未被利用”是指在某一时间点统计一具体生态系统上，某一营养级中的还未被分解者利用，未流入下一营养级，未呼吸散失，暂时储存在生物体内的能量；但从长远角度出发，这些能量最终是要被分解者分解，或呼吸散失，或者流入下一营养级。2.以第一营养级为例，教师引导学生进行分析，发现第一营养级的能量除了流向下一营养级外，还有呼吸散失、流入分解者和未被利用的。从而证实能量流动逐级递减的特点。教师以此为契机，接着发问，逐级递减的特点与能量守恒定律是否矛盾？让学生通过第一营养级的数据，来总结。能量流动逐级递减的特点和能量守恒定律不相背。能量不能百分之百传递给下一营养级，一般来说，在自然界中能量的传递效率在10%-20%之间！我们也可以通过各营养级之间是捕食关系，这种捕食关系是不可逆转的，从而得出能量流动是单向的。）小结流动特点：单向流动，逐级递减，且传递效率在10%-20%之间。为了形象地说明这个问题，可以将单位时间内各个营养级所得到的能量数值，由低到高绘制成图，这样就形成一个金字塔图形，叫做能量金字塔。从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多。（由能量金字塔出发，老师系统讲解数量金字塔，以及两者的区别。一般情况下，能量呈现金字塔状，而数量一般呈现金字塔状，但有特例，如树-虫-鸟）能量流动的意义【视频微课：桑基鱼塘】

（让学生通过观看视频，总结桑基鱼塘生态系统的优点，老师通过举例，让学生明白生态系统的功能如此强大，进而总结出生态系统能量流动的意义。）

意义：1.实现对能量的多级利用，提高能量的利用率；2.合