2024-2025学年高中生物 第5章 素能提升课 能量流动的相关计算教案 新人教版必修3

2024-2025学年高中生物第5章素能提升课能量流动的相关计算教案新人教版必修3科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）2024-2025学年高中生物第5章素能提升课能量流动的相关计算教案新人教版必修3教学内容分析本节课的主要教学内容选自2024-2025学年高中生物新人教版必修3第5章，围绕“能量流动的相关计算”展开。内容包括生态系统能量流动的基本原理、能量传递效率的计算、食物链和食物网中能量传递的数学模型构建等。这些内容与学生在之前学过的生态系统结构、功能以及能量流动的基本概念紧密联系，旨在通过具体的计算实例，加深学生对能量流动过程的理解。

教学内容与学生已有知识的联系在于，学生在初中阶段已经学习了生态系统能量流动的基础知识，高中阶段又进一步学习了生态系统的结构与功能。在此基础上，本节课将帮助学生运用数学方法，通过具体的能量传递效率计算，将理论知识与实践相结合，强化对生态系统能量流动过程的认识。核心素养目标本节课的核心素养目标旨在培养学生的生命观念、科学思维与科学探究能力。通过能量流动的相关计算，使学生能够：

1.形成生态系统能量流动的生命观念，理解能量在生态系统中的传递与转化规律；

2.培养学生的科学思维能力，使其能够运用数学模型分析生态系统能量流动问题；

3.提高学生的科学探究能力，学会运用所学知识解决实际生态问题，具备一定的生态数据分析能力。学情分析本节课面向的是高中年级的学生，他们在知识、能力、素质方面具备以下特点：

1.知识层面：学生在初中阶段已经接触过生态学基础知识，了解了生态系统的基本结构和功能。进入高中后，通过新人教版必修3的学习，他们对生态系统能量流动的概念、特点有了进一步的认识。然而，在具体能量流动的计算方面，学生的知识储备尚显不足，需要通过本节课的学习来加强。

2.能力层面：高中生在逻辑思维、分析问题和解决问题的能力上有了较大的提升。但在运用数学模型进行生态系统能量流动计算方面，学生的能力参差不齐。部分学生对数学知识的应用较为熟练，而另一部分学生可能在此方面存在困难。

3.素质层面：学生在生命观念、科学思维、科学探究等方面有一定的基础，但在跨学科整合能力、团队合作能力等方面仍有待提高。此外，学生的环保意识、生态保护观念对于本节课的学习具有重要意义。

4.行为习惯方面：高中生在学习过程中，自主学习能力较强，但部分学生可能存在学习积极性不高、课堂参与度不足等问题。此外，学生的课堂笔记、作业完成等学习习惯也对课程学习产生影响。

对课程学习的影响：

1.知识层面：学生已有的生态学知识为学习能量流动的计算奠定了基础，但计算能力的不足可能影响学生对课程内容的掌握。

2.能力层面：学生能力的差异可能导致在能量流动计算方面的学习效果出现分化，需要教师针对不同层次的学生进行差异化教学。

3.素质层面：提高学生的生命观念、科学思维和科学探究能力是本节课的核心素养目标。学生的素质水平将直接影响他们在课程学习中的表现。

4.行为习惯方面：良好的学习习惯有助于学生更好地吸收课程知识，提高学习效果。教师需关注学生的学习习惯，引导他们积极参与课堂，提高课堂学习效果。教学资源1.硬件资源：

-投影仪

-讲台与白板

-学生用计算器

-生态系统能量流动模型教具

2.软件资源：

-PPT教学课件

-生态系统能量流动计算题库

-教学视频资料（能量流动原理与计算示例）

3.课程平台：

-学校教学管理系统（发布作业、学习资料等）

-课堂互动教学软件（学生回答问题、投票、小组讨论等）

4.信息化资源：

-电子教材（新人教版必修3）

-电子教案

-在线生态学教育资源（不含网址）

5.教学手段：

-探究式教学

-小组合作学习

-案例分析

-课堂提问与讨论

-课后作业与辅导

-过程性评价与反馈教学流程（一）课前准备（预计用时：5分钟）

学生预习：

发放预习材料，引导学生提前了解能量流动的相关计算内容，标记出有疑问或不懂的地方。设计预习问题，如“能量传递效率是如何计算的？”激发学生思考，为课堂学习能量流动的计算方法做好准备。

教师备课：

深入研究教材，明确教学目标和重难点。准备教学用具和多媒体资源，确保教学过程的顺利进行。设计课堂互动环节，提高学生学习的积极性。

（二）课堂导入（预计用时：3分钟）

激发兴趣：

回顾旧知：

简要回顾上节课学习的生态系统能量流动的基本概念，帮助学生建立知识之间的联系。提出问题，检查学生对能量流动基本知识的掌握情况，为新课学习打下基础。

（三）新课呈现（预计用时：25分钟）

知识讲解：

清晰、准确地讲解能量流动的计算原理，结合实例帮助学生理解能量传递效率的计算方法。突出重点，强调难点，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。

互动探究：

设计小组讨论环节，让学生围绕能量流动计算问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。鼓励学生提出自己的观点和疑问，引导学生深入思考，拓展思维。

技能训练：

总结归纳：

在新课呈现结束后，对能量流动计算知识点进行梳理和总结。强调重点和难点，帮助学生形成完整的知识体系。

（四）巩固练习（预计用时：5分钟）

随堂练习：

随堂练习题，让学生在课堂上完成，检查学生对能量流动计算知识的掌握情况。鼓励学生相互讨论、互相帮助，共同解决问题。

错题订正：

针对学生在随堂练习中出现的错误，进行及时订正和讲解。引导学生分析错误原因，避免类似错误再次发生。

（五）拓展延伸（预计用时：3分钟）

知识拓展：

介绍与能量流动相关的生态学拓展知识，拓宽学生的知识视野。引导学生关注学科前沿动态，培养学生的创新意识和探索精神。

情感升华：

结合能量流动内容，引导学生思考学科与生活的联系，培养学生的社会责任感。鼓励学生分享学习心得和体会，增进师生之间的情感交流。

（六）课堂小结（预计用时：2分钟）

简要回顾本节课学习的能量流动计算内容，强调重点和难点。肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。

布置作业：

根据本节课学习的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。提醒学生注意作业要求和时间安排，确保作业质量。知识点梳理1.生态系统能量流动的基本原理

-生态系统能量流动的定义与特点

-能量在生态系统中的来源、传递与转化过程

-能量流动与物质循环的关系

2.能量传递效率的计算

-能量传递效率的概念与计算公式

-影响能量传递效率的因素

-生态系统能量传递效率的实际情况分析

3.食物链与食物网中的能量流动

-食物链的构成及其能量流动特点

-食物网的形成与能量流动的关系

-不同营养级之间的能量传递与损耗

4.生态系统能量流动的数学模型

-营养级联立方程模型

-林德曼模型

-米氏方程及其在能量流动中的应用

5.能量流动在实际生态系统中的应用

-农业生态系统的能量流动分析

-湖泊与河流生态系统能量流动的研究

-城市生态系统能量流动的特点与调控

6.生态系统能量流动与生态平衡

-生态系统能量流动与生态平衡的关系

-能量流动对生态系统稳定性的影响

-人类活动对生态系统能量流动的影响及生态保护措施

7.能量流动与生物多样性

-能量流动与生物多样性的关系

-生物多样性与生态系统功能的关系

-保护生物多样性的意义与措施

8.能量流动在生态工程设计中的应用

-生态工程设计原理与目标

-能量流动在生态工程设计中的关键作用

-生态工程案例分析与评价典型例题讲解例题一：

已知一个简单食物链：草→兔→狼。如果草的能量为10000千焦，求狼获得的能量是多少？假设能量传递效率为10%。

解答：

草的能量：10000千焦

能量传递效率：10%

兔获得的能量：10000千焦×10%=1000千焦

狼获得的能量：1000千焦×10%=100千焦

答案：狼获得的能量为100千焦。

例题二：

一个湖泊生态系统中，浮游植物的能量为20000千焦，浮游动物、底栖动物和小型鱼类的能量传递效率分别为15%、20%和10%。求小型鱼类获得的能量是多少？

解答：

浮游植物的能量：20000千焦

浮游动物能量传递效率：15%

底栖动物能量传递效率：20%

小型鱼类能量传递效率：10%

浮游动物获得的能量：20000千焦×15%=3000千焦

底栖动物获得的能量：3000千焦×20%=600千焦

小型鱼类获得的能量：600千焦×10%=60千焦

答案：小型鱼类获得的能量为60千焦。

例题三：

在一个森林生态系统中，植物的能量为100000千焦。如果植物与植食性昆虫、蜘蛛、鸟类和哺乳动物之间的能量传递效率分别为5%、10%、20%和15%，求这些动物获得的能量。

解答：

植物的能量：100000千焦

植物与植食性昆虫能量传递效率：5%

植物与蜘蛛能量传递效率：10%

植物与鸟类能量传递效率：20%

植物与哺乳动物能量传递效率：15%

植食性昆虫获得的能量：100000千焦×5%=5000千焦

蜘蛛获得的能量：100000千焦×10%=10000千焦

鸟类获得的能量：100000千焦×20%=20000千焦

哺乳动物获得的能量：100000千焦×15%=15000千焦

答案：植食性昆虫获得的能量为5000千焦，蜘蛛获得的能量为10000千焦，鸟类获得的能量为20000千焦，哺乳动物获得的能量为15000千焦。

例题四：

在一个农场生态系统中，玉米的能量为8000千焦。如果玉米与鸡、猪和牛之间的能量传递效率分别为15%、20%和25%，求这些家禽和家畜获得的能量。

解答：

玉米的能量：8000千焦

玉米与鸡能量传递效率：15%

玉米与猪能量传递效率：20%

玉米与牛能量传递效率：25%

鸡获得的能量：8000千焦×15%=1200千焦

猪获得的能量：8000千焦×20%=1600千焦

牛获得的能量：8000千焦×25%=2000千焦

答案：鸡获得的能量为1200千焦，猪获得的能量为1600千焦，牛获得的能量为2000千焦。

例题五：

在一个海洋生态系统中，浮游植物的能量为50000千焦。如果浮游植物与浮游动物、鱼类和鲸类的能量传递效率分别为8%、5%和3%，求这些动物获得的能量。

解答：

浮游植物的能量：50000千焦

浮游植物与浮游动物能量传递效率：8%

浮游植物与鱼类能量传递效率：5%

浮游植物与鲸类能量传递效率：3%

浮游动物获得的能量：50000千焦×8%=4000千焦

鱼类获得的能量：50000千焦×5%=2500千焦

鲸类获得的能量：50000千焦×3%=1500千焦

答案：浮游动物获得的能量为4000千焦，鱼类获得的能量为2500千焦，鲸类获得的能量为1500千焦。板书设计①生态系统能量流动的定义与特点

②能量在生态系统中的来源、传递与转化过程

③能量流动与物质循环的关系

2.能量传递效率的计算

①能量传递效率的概念与计算公式

②影响能量传递效率的因素

③生态系统能量传递效率的实际情况分析

3.食物链与食物网中的能量流动

①食物链的构成及其能量流动特点

②食物网的形成与能量流动的关系

③不同营养级之间的能量传递与损耗

4.生态系统能量流动的数学模型

①营养级联立方程模型

②林德曼模型

③米氏方程及其在能量流动中的应用

5.能量流动在实际生态系统中的应用

①农业生态系统的能量流动分析

②湖泊与河流生态系统能量流动的研究

③城市生态系统能量流动的特点与调控

6.生态系统能量流动与生态平衡

①生态系统能量流动与生态平衡的关系

②能量流动对生态系统稳定性的影响

③人类活动对生态系统能量流动的影响及生态保护措施

7.能量流动与生物多样性

①能量流动与生物多样性的关系

②生物多样性与生态系统功能的关系

③保护生物多样性的意义与措施

8.能量流动在生态工程设计中的应用

①生态工程设计原理与目标

②能量流动在生态工程设计中的关键作用

③生态工程案例分析与评价

板书设计应简洁明了，突出重点，同时具有艺术性和趣味性，激发学生的学习兴趣和主动性。教学评价与反馈1.课堂表现：

-学生积极参与课堂活动，认真听讲，主动提问，展示出较高的学习积极性。

-学生在小组讨论中能够互相协作，共同解决问题，展现出良好的团队合作精神。

-学生在课堂提问环节能够积极思考，提出有深度的问题，体现出良好的思维品质。

2.小组讨论成果展示：

-学生通过小组讨论，对能量流动的计算方法有更深入的理解，能够准确计算能量传递效率。

-学生通过展示小组讨论成果，提高了口头表达能力和逻辑思维能力。

3.随堂测试：

-学生在随堂测试中表现出较好的知识掌握能力，能够正确回答相关问题。

-学生在测试中出现