高中生物-生态系统的能量流动教学设计学情分析教材分析课后反思

“生态系统能量流动”一节课的教学设计

一、学习目标

1.通过对生产者（青草）能量的来源、转化及去向等问题的分析

写出能量流经第一营养级的示意图。

2.通过对消费者（野兔）能量的来源、去向等问题串的分析画出

能量流经第二营养级的示意图。

3.通过利用软磁板进行小组构建生态系统能量流动示意图来定

性理解整个生态系统中能量流动的过程。

4.通过定量分析赛达伯格湖能量输入与输出的数据，学会整理数

据、分析数据，进而总结出生态系统中能量流动的特点并对之前构建

的模型进行修正，并总结生态系统能量流动的概念。

二、重点

1.生态系统能量流动的过程

解决方法：教师通过课件进行动态分步演示，加深学生对能量流

动过程的理解；学生通过分组讨论形成共识，并自主构建能量流动过

程的模型，进一步将知识内化。

2.生态系统能量流动的特点

解决方法：学生小组合作进行数据的整理和分析，利用定量分析

得到的数据来进一步修正前面构建的模型，得到符合实践的正确的结

论。

三、难点

生态系统能量流动的过程

突破方法：教师通过课件，运用学生较为熟悉的生物形成相应的

食物链，联系学生生活实际尝试让学生分组讨论，集众家思维形成对

某营养级能量流动的共识；并利用模型（各营养级、呼吸作用、分解

者、箭头等）让学生根据讨论形成的共识构建能量流动过程。

四、教学方法

通过定性和定量分析能量的输入与输出，让学生学会整理数据、

分析数据，进而得出科学结论。

五、教学过程

教学教学

教师组织和引导学生活动

过程意图

1.教师准备好学生使用的导学

课为课堂

学生熟练掌握生

案。教学的

刖态系统的成分、食物链

顺利进

2.教师制作好课堂使用的多媒

和食物网的相关知识。

准

体课件。行做好

准备。

备3.教师准备好课堂使用的模

型。

教师PPT展示相关图片通过现

学生观看PPT展示

实生活

师：《孤岛生存》中有这样的图片，并思考老师提

中的故

一个情景：鲁滨逊流落在一个荒出的问题。

事情节

岛上，那里除了有饮用的水以

引出问

外，几乎没有任何食物。假设你

情题，从

现在就是鲁滨逊，随身尚存的食

而引起

物只有一只母鸡、15kg玉米。

学生对

你会如何选择让你维持更长的

境

问题的

时间等待救援：

关注，

A、先吃鸡，再吃玉米。

以及让

导

学生回答：

B、先吃玉米，同时用一部学生带

着疑问

分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最A：鸡一人

入后吃鸡。来学

玉米/

习，激

请在导学案中写出两种策

B：玉米-*鸡一人发学生

略中的食物关系以及你做出的

的求知

选择。全班同学齐声回答B,

欲和好

个别回答A。

哪位同学来说说你写的食奇心。

物关系？

请同学们大声告诉我你的

选择是A还是B?

师：毫无疑问，人获得的

能量越多，生存的时间会越长。

哪种选择更合理呢？答案我暂

且保留，在学完这节课后自然会

见分晓。

一切生命活动都伴随着能量的

变化。生态系统也是如此，这节

课我们就来学习《生态系统的能

量流动》。请同学们合上课本跟

着我的思路走。

在这片绿油油的草地上，学生思考并在学案充

野兔正得意地津津有味地咀嚼上完成答案，学生代表分发挥

探着青草，偶尔飞过一只老鹰将野

到讲台上写出答案并学生的

究兔带走。进行讲解。独立思

考能力

活首先以生产者为研究对象

思考下列5个问题，请同学们在和语言

动

导学案上先自己完成之后再小表达能

组统一答案，5分钟时间完成。力。

我们来总结一下，对于生

产者来说，有能量的输入和输

能

出，输入的能量是生产者固定的

量太阳能，也就是生产者同化量。

大家思考输出的能量通过什么

流

生理过程进行的？呼吸作用。很

动好，我们在必修1细胞呼吸一节

中学到细胞中有机物呼吸作用

的

大部分以热能的形式散失，少部

过

分形成ATP,用于生物体的各向

程生命活动，如生长、发育和繁殖

等，也就是生物体储存的有机物

的量，还是刚才那片青草，它们

在茁壮成长的同时，有一部分被

野兔也就是下一营养级摄食，还

学生思考、讨论后，小

有些枯枝败叶被分解者分解。

组代表利用投影仪将

请参考这幅图继续进行探答案展示给大家，并进

究活动，还是这样的背景，以消行讲解。

费者（野兔）为研究对象思考下

列5个问题，还是先在导学案上

自己完成之后再小组统一答案。

通过分析，可以发现，以青学生小组利用教

通

草为代表的第一营养级和以野师提供的材料合作完

过制作

兔为代表的第二营养级，能量最成生态系统能量流动

探

生态系

终都有三个去向。。。。。请利用课模型的初步构建。

究统能量

桌上的材料构建能量流经各营

学生将构建好的

说）云动二的iVi

活养级的模型。其中正方形代表

模型到讲台上讲解。

蜡开||

各营养级，大长方形代表分解

动

在展示模型的同充分发

者，小长方形代表呼吸作用，箭

—*时，进行讲解：四个营挥学生

头代表能量的去向，请小组同学

养级自左向右依次是的合作

合作完成。

第一营养级、第二营养能力、

分解

能1级、第三营养级和第四探究能

1［喇］

营养级。每个营养级能力和动

量

在学生完成模型的构建之量的去向都有三个：流手操作

流

后，教师让小组代表到讲台上来向下一个营养级、通过能力。

动展示他们的结果。呼吸作用散失和分解

加

者分解。

的师：大家都同意这位同学的深对能

观点吗？有同学站起来：他量流动

过

的解释是正确的，但是过程的

程

构建的模型有些问题，理解。

比如说能量流动在营

养级中应该是逐渐减

少，所以代表营养级的

师：为什么营养级的能量越方块和代表能量流动

往后会越少呢？的箭头应该是越来越

小才对。

师：看来这位同学理解问题

非常到位，他已经引出我们下面生：因为除了流向下一

要解决的问题，很好。前面我们个营养级之外，还有其

定性分析了能量流动的去向。他的两个去向：流向分

解者和呼吸作用散失。

师：前面我们只是定性研究学生根据图示，完学生学

生态系统的能量流动，下面我们成问题。会整理

探就来定量研究。屏幕上的这幅图

学生自愿起来回数据，

是美国生态学家林德曼对一个

究答，其他同学和老师进分析数

结构相对简单的天然湖泊一赛据，得

活行评价。

达伯格湖的能量流动进行了定出科学

1.(1)单向流动。

动量分析。太阳光能绝大部分都被结论。

地球表面的大气层所吸收、散射(2)逐级递减。

和反射掉，流入生态系统的能量

2.(1)能量单向

只是很少的一部分，这部分能量

流动的原因是：①组成

台匕

目匕去向的数值都呈现在图中。从图

食物链的各营养级顺

中可以看出每个营养级的能量序不可逆转；②各营养

量

去向，除了三个去向之外还多了级散失的能量不能被

通过对

流一个去向，当年未被利用的能重新利用。

模型的

量。这部分能量又指的什么？现

动（2）能量逐级递修正，

在我们现在就是生态学家，有了

的减的原因是①呼吸作进一步

这些数据，你能得到什么结论。

用以热能的形式散失；加深学

特请根据图解完成导学案“探究活

②流向下一营养级；③生对生

动2”。

点分解者分解。态系统

1、生态系统能量流动的特点：

能量流

小组同学利用已

结论1：______________o

动特点

学过的能量流动的特

原因是：

的理

点对前面制作的模型

①组成食物链的各营养级顺

解。

进行修正，呈现结果如

序_______逆转（可/不可）；

②各营养级通过呼吸作用以下：

热能形式散失的能量_____被

重新吸收利用（能/不能）。

请同学们根据能量流动的

定量分析进一步修正能量流动

模型。

教师总结：除了体现能量流

动的三个去向外，还要注意以下

三个方面：①代表营养级的正方

形逐渐减小；②代表营养级散失

能量的箭头逐渐减小；③流向分

解者和热能形式散失的能量逐

级递减。

师：通过对生态系统能量流动的过程和特点的分

以

析，可以生成生态系统能量流动的概念。

分匕抢答的

HL下面是抢答题，请同学们在我说出题目和开始之后

形式激

量抢答。

起学生

太阳光能通过光合作用进入生态系统的过程就是

流学习的

能量的输入。

兴趣。

动能量流动的的起点是生产者固定的太阳能，能量流

通过教

动是沿着食物链进行的，能量由第一营养就流向第二营

的师的总

养级，由第二营养级流向第三营养级，这就是能量的传

结，学

概

递。

生对生

念能量流动过程中的能量转化形式是太阳光能首先被

态系统

绿色植物通过光合作用固定成有机物中的化学能，各种

能量流

生物通过呼吸作用以热能的形式散失。从太阳光能到有动的概

机物中的化学能，再到热能，这就是能量的转化。念有了

能量散失的途径是呼吸作用，能量散失的形式是热明确的

能。认识。

生态系统的能量流动就是指生态系统中能量的输

入、传递、转化和散失的过程。

教师再次呈现“情景导入”同学们在对不同观

学生再

回的问题，让学生再次选择答案。点的相互讨论之后，最

次思

教师：学习了上述的内容，请同后认为答案为A,理由

归考，得

学们再来看《情境问题》，现在，是：食物链越长，消耗

情出正确

你会做怎样的选择？为什么？的能量就越多，流向次

的解

景级消费者的能量就越

释。

少。

课使学生

「概念：输入、传递、转化、散失

形成对

堂■呼吸作用以热能形式散失

本节课

能量流动-过程（去向）-流向下一营养级

总被分解者分解的知识

_特点：单向流动、逐级递减网络。

结

《生态系统的能量流动》学情分析

学生经过初中生物、高中一个多学期的生物学知识的学习，再

加上自身的生活经验，已具有一定的思维迁移能力、运算能力、观察

能力和识图能力，但本课时内容比较抽象，需要从宏观角度去理解。

“能量”是科学教学中的核心概念，高中学生已逐步建立了能

量、能量传递、能量守恒等一些基本概念；在生物学中，学生已学习

了“储存能量的物质”、“能量代谢”、“生态系统结构”等内容,

这些都是理解本节内容的基础知识。学生对于生态系统功能的认识

容易停留在简单识记水平，难以建立起结构功能间的联系，通过本节

学习，可以深入理解生态系统结构和功能的关系，形成结构和功能相

适应观点。通过讨论，模型构建引起学生对一些问题的思考，激发学

生深入探究。

《生态系统的能量流动》效果分析

该节课学生主要学习了生态系统能量流动的过程、能量流动的特

点并利用所学知识解决了孤岛生存的问题。

整堂课围绕“提高生物科学素养”制定学习目标,呈现3个特点：

1.从学生的已有知识和生活经验出发，将生物学知识简单化。如:

青草能量的来源，青草固定能量的方式，能量转化等知识学生都能从

已学过的必修1《能量之源一一光与光合作用》一节中获取。通过

必修1《ATP的主要来源一一细胞呼吸》一节中有机物的氧化分解能

量的去向以及必修1《细胞的能量“通货”——ATP》一节中ATP的

作用来分析生产者固定能量的去向，学生很容易接受。

2.充分利用问题探讨中问题引起学生探究的兴趣，并解决实际问

题。《孤岛生存》的问题引起学生的好奇，在课堂上通过互相讨论，

学生的思维被充分调动起来，主动参与学习，成为学习的主人。

3.充分利用教材中的插图，让学生通过自主构建模型的方式来理

解能量流经各营养级的示意图。

4.教师从生态系统能量流动的过程和特点分析，通过总结使学生

对生态系统的能量流动的概念有了更深刻更全面的认识。

《生态系统的能量流动》教材分析

1.教材内容

《生态系统的能量流动》是《普通高中课程标准试验教科书生

物必修3》第5章第2节的内容，本课时是第1课时，内容包括能

量流动的过程和特点两部分。

2.教材的地位及知识的前后联系

“能量”是科学教育中的核心概念，高中学生已逐步建立了能量、

能量传递、能量守恒等一些基本概念，在高中生物学中，学生已学习

了“光合作用”、“细胞呼吸”、“生态系统的成分组成”、“生

态系统的营养结构”等内容，这些都是本课时教学的基础；本课时内

容也是为学生继续学习物质循环和能量流动的关系、生态系统的稳态

及调节奠定基础，是生态知识中的重点和难点，也是高考容易出题的

内容。

第4章《种群和群落》是学习本章的基础。生态系统是比种群、

群落层次更高的生命系统，需要以种群和群落这两个层次的生命系统

的理解为基础。生态系统中的能量流动、物质循环，可以与必修1中

细胞的物质输入和输出、细胞的能量供应和利用（包括光合作用）建

立联系。

3.重难点分析

本节课的教学重点包括：

（1）生态系统能量流动的过程。

（2）生态系统能量流动的特点。

本节课的教学难点是生态系统能量流动的过程。突破方法：教师

通过课件，运用学生较为熟悉的生物形成相应的食物链，联系学生生

活实际尝试让学生分组讨论，集众家思维形成对某营养级能量流动的

共识；并利用剪好的图片（各营养级、呼吸作用、分解者、箭头等）

让学生根据讨论形成的共识构建能量流动过程。

《生态系统的能量流动》测评练习

基础篇

1.流经生态系统的总能量是指（）

A.照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全部太阳能

B.射进该系统的全部太阳能

C.该系统全部生产者所固定的太阳能的总量

D.生产者传递给消费者的全部能量

2.调查得知一年中流经某河流生态系统的4个营养级（以a、b、c、

d表示）的数值如下，则该生态系统中初级消费者是（）

A.aB.bC.cD.d

营养级abcd

能量141.10X15.91X0.88X871.27X

(J.m-2)105105105105

巩固篇

3.假设一个生态系统的总能量为100个单位，按最高传递效率计算,

第二营养级和次级消费者所获得的能量应为多少个单位。（）

A.20和20B.20和4C.4和0.8D.10

和1

4.大象吃草，晚螂吃大象的粪便，问大象流向蜕螂的能量传递效率

应为（）

A.10-20%B.20%C.10%D.0%

提高篇

5.一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如下图所示。

下列能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是（选项方

框面积表示能量的大小）（）