高中二年级下学期生物《生态系统概念和结构模型构建》教学设计

生态系统概念及结构模型构建教学设计授课班级级班年月日课题《选择性必修2生物与环境》生态系统概念及结构模型构建教学目标利用教材问题探讨提供的素材，层层设问，逐步引导学生在探究中得出生物与环境、生物与生物之间相互作用、相互影响，密不可分的结论；启发学生总结出生态系统的概念、明确生态系统的范围及类型。理解生物圈繁衍着各种各样的生物，每种生物生活在特定环境中，它们利用环境资源满足自身生长发育的需要，使种群得到延续，同时与其他生物相互作用构成变化中的群落，影响环境。课堂采取探究式教学，向学生传递系统科学的研究方法，使得模型构建系统化、整体化。教学重点①生态系统概念和类型②生态系统的结构教学难点运用结构与功能观构建生态系统概念模型和结构模型教学方法讲授、讨论、探究学法指导自主学习法、任务驱动法、系统科学法教具（资料）课件、学案板书设计生态系统概念及结构模型构建1、概念2、类型3、结构模型教学后记本节课借助教材篇首的问题探讨，采取探究式教学，指导学生分析生物与环境、生物与生物的关系，启发学生由浅到深，层层递进的思考生态系统的组成和结构。教学采用互动讨论的形式，即教学巧设不同场景的环境和优势物种，在平等、活跃、民主的气氛下展开师生活动，调动学生的热情和积极性，让学生思考问题、提出问题、解决问题等模式中参与教学活动的全过程，教师利用图片、文字启发学生思考，有目的、有计划的引导学生构建概念模型。教学过程组织教学：一、情境问题导入教师活动——借助教材引导学生思考无机环境和生物、生物与生物之间的关系。任务驱动：学生结合生活经验、交流讨论情境材料：大豆是发源于我国的重要粮食作物。大豆田里生长着稗(bài)草、苘(qǐnɡ)麻、鸭趾草等多种杂草，分布着七星瓢虫、大豆蚜等动物，土壤里还有蚯蚓、线虫，以及多种微生物。每公顷大豆与共生根瘤菌每年固氮可以超过100kg。讨论1.大豆根系会给土壤带来哪些变化？讨论2.大豆与其他生物之间存在什么关系？学生：……1、教师展示大豆与根瘤菌、和大豆根尖结构图示启发学生，并引导归纳总结：教师讲述：大豆细胞时刻进行细胞呼吸，将植物有机物分解为无机物并释放热量。所以大豆根能改变土壤的哪些性质？学生归纳：①大豆根的呼吸作用会增加土壤中CO2教师讲述：大家看这是根尖的成熟区，有什么作用？（学生：……）对，根系吸收土壤水和无机盐后，土壤颗粒理化性质改变，增强了土壤从地表吸收水的能力保水能力进一步增强。学生归纳：②大豆根会吸收土壤中的水和无机盐，使土壤的水和无机盐减少，增强土壤吸水保水能力。教师讲述：当根瘤菌入侵大豆根部，会刺激大豆根部膨大形成瘤状物，根瘤菌的代谢反应有什么特点？（学生：……）对，根瘤菌可将空气中N2经固氮作用转变为NH3，NH3在其他土壤微生物作用下最终转化为NO3-，所以在大豆和根瘤菌的共同作用下，土壤营养得到改善。学生归纳：③大豆与根瘤菌互利共生固氮，增加土壤氮肥。教师讲述：在细胞分裂分化共同作用下，大豆根会生长延伸使土壤松动；当根枯死后，枯死根组织会增加土壤中有机物的含量，增加腐殖质，在微生物作用下，土壤肥力得到较大改善。学生归纳：④大豆根生长延伸、使土壤松动；枯死根组织会增加土壤中有机物的含量2、教师依次展示稗草、苘麻等农田杂草、大豆蚜、根瘤菌等示意图，引导学生归纳总结：稗草苘麻大豆蚜教师讲述：这是稗草、苘麻等农田常见杂草，大豆与杂草共同生存在农田，争夺环境空间阳光、水肥等资源。故两者之间的种间关系是什么？学生归纳：种间竞争教师讲述：蚜虫，豆科作物的重要害虫，会啃食叶片，严重危害农民收成。故两者之间的种间关系是什么？学生归纳：捕食教师讲述：入侵大豆根部的根瘤菌，在和其他微生物共同作用下增加土壤氮肥，有利于豆科植物含氮有机物的合成。大豆植物通过光合作用将光能转化为化学能并储存在有机物中，保证了根瘤菌的生长和繁殖。故两者之间的种间关系是什么？学生归纳：互利共生教师总结：环境中的生物不是单独存在，彼此间有着复杂的关系。现在请大家用一句话概括生物与环境的关系。学生：……教师依次展示示意图并引导归纳：环境决定了哪些生物可以在这里生存，生物反过来会影响和改变环境；如骏马在草原驰骋、灵活猴子能在森林攀援，这都是环境决定的特定生物才能在此生存；蚯蚓能疏通土壤，改善环境。这就是生物能影响环境的表现。那同学们还能用更简单的语句来总结生物与环境的关系吗？学生讨论后回答：生物与环境是统一的整体。过度：生物与环境相互作用，不可分割，形成了统一整体，这个整体就是生态系统。教材这样定义生态系统的。（PPT展示概念）生态系统的概念及其概念概念：在一定空间内，由生物群落与它的非生物环境相互作用而形成的统一整体。任务驱动——启发思维：引导学生将文字转变为概念模型，结合生命系统结构层次完善拓展概念模型，并引出生物圈概念。概念模型：教师解释：群落和非生物环境相互作用构成统一整体为生态系统。同一时间一定空间内所有种群的结合构成了群落，而同一区域同种生物所有个体构成了种群。如果我们把地球上所有个体及地球这个无机环境看成一个整体，这个整体就构成了地球上最大的生态系统，我们也称之为生物圈。可见生态系统的空间大可大到整个地球，小可小到一个生态瓶。地球上的一片森林、一个湖泊、一片草原、一条河流、一座城市、一片农田都能构成一个生态系统，都可以独自构成一个生态系统。过度：地球上有着多种多样的生态系统。为了方便分析，我们可以将地球上的生态系统予以归类。现在我们来尝试构建分类的概念模型。生态系统的类型（1）任务驱动——依据人为管理程度，我们可以将生态系统分为自然生态系统和人工生态系统，那自然生态系统、人工生态系统又分别包括哪些子生态系统呢？请同学们结合生活经验依据教材介绍来完善概念模型的构建。（2）学生动手建模，教师指导完善（3）抛砖引玉，启发思维提问：不同生态系统的优势种有哪些？尝试说出不同生态系统特点、功能教师：我以森林生态系统为例，分析优势种、特点、功能。优势种为高大的乔木，森林生态系统中物种丰富，结构稳定，能够调节气候，涵养水分，防风固沙，能够为人类生活提供木材资源。现在请同学们各自挑选一个喜欢的生态系统，说出优势种，特点，功能。学生：……教师：通过同学们的归纳，我们再次感受了地球上多种多样的生态系统。不同生态系统类型多样、结构却大致相似，生态系统有着什么样的结构呢？接下来我们以池塘生态系统为例进行分析。三、生态系统的结构及模型（一）任务驱动1（1）按照不同种类生物的营养方式（利用有机物方式），将生物进行归类学生看图说话：……教师引导归纳：①生产者：栅藻、团藻、水草、荷花、睡莲等自养生物②消费者：水蚤、草履虫、田螺、虾、草鱼、黑鱼、青鱼等异养生物③分解者：细菌、真菌等异养生物教师强调：依据生物生长所需营养物质来源不同，可把异养生物分为消费者和分解者；鱼虾等往往以活的动植物为物质来源，我们称之为消费者；部分细菌、真菌往往以死亡的动植物遗体和动物排遗物为物质来源，我们称之为分解者。过渡：生态系统中还有什么成分呢？图示中还有阳光、水等，为生物生存提供资源和空间，这就是生态系统的第4种成分——非生物物质和能量。这四种组成成分的作用各是什么呢？请同学们依据教材结合生活经验归纳总结。（2）该生态系统中还有什么成分？不同成分在生态系统中的作用各是什么？学生看书讨论：……教师引导归纳：①非生物物质和能量：为生物提供物质和能量，是群落生存和发展的基础②生产者【基石】：通过光合作用，将太阳能转化为化学能并储存在制造的有机物中，被其他生物所利用③消费者：加快物质循环，帮助植物完成传粉和种子的传播④分解者：将动植物遗体和动物排遗物分解为无机物，促进物质循环利用教师强调：可见生态系统的四种成分紧密联系，缺一不可。正因为它们的紧密联系将生态系统构成了一个特定的整体，有着特定的结构和功能。任务驱动2学生活动：参照一般系统的结构模式图，尝试画出生态系统的结构模型。教师引导：依据箭头的单向和双向，结合自然界中生物代谢类型和细胞代谢，可将生态系统的三种生物成分对号入座。过渡：当然生态系统的结构模型不是这幅简单的模型图能表示的，教材还有一幅更科学系统的模型图，能反应生态系统各成分组成及复杂联系任务驱动3：课外拓展：各箭头代表的生理过程是什么？学生活动：……过渡：请同学们利用课后时间，查阅资料，完善各箭头代表的生理过程，接下来我们进入课堂强化和拓展环节。四、课堂强化和拓展1、判断常考语句，澄清易混易错（1）一个完整的生态系统应包括生物群落及其非生物环境（）（2）所有的植物都是生产者，所有的动物都是消费者（）（3）细菌在生态系统中可能是生产者，也可能是消费者或分解者（）（4）生产者都是自养生物，消费者都是异养生物（）（5）生产者、分解者是联系非生物的物质和能量与生物群落的桥梁，其中生产者处于主导地位（）答案：√×√√√2、下列有关生态系统及其结构的叙述，正确的是（C）A.城市生态系统属于自给自足的陆地生态系统B.动物都是消费者，可加快生态系统的物质循环C.光合作用是生态系统能量输入的主要途径D.营腐生生活的细菌不一定是分解者，也有可能是生产者或消费者3、人的管理是果园生态系统的关键因素，离开人的管理，原有果树将被野生树种替代而演变为树林。回答下列问题：（1）离开人的管理，原有果树将被野生树种替代而演变为树林，称为群落的__________（填“初生”或“次生”）演替。（2）从生态系统的组成成分上看，果园生态系统的蘑菇属于__________，该成分的作用是______________________