第3章 专题2 能量流动图解分析和能量流动的相关计算2023-2024学年新教材高中生物选择性必修第二册同步教学设计（人教版2019）

第3章专题2能量流动图解分析和能量流动的相关计算2023-2024学年新教材高中生物选择性必修第二册同步教学设计（人教版2019）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）第3章专题2能量流动图解分析和能量流动的相关计算2023-2024学年新教材高中生物选择性必修第二册同步教学设计（人教版2019）教学内容本章为《2023-2024学年新教材高中生物选择性必修第二册》第3章专题2，主要内容包括：

1.能量流动图解分析：介绍生态系统能量流动的概念、特点及能量流动的图解表示方法，分析食物链和食物网中的能量传递过程。

2.能量流动的相关计算：阐述能量传递效率的计算方法，包括能量传递效率的定义、计算公式及实际应用。

3.能量流动的意义：分析生态系统能量流动对生物群落结构和生态系统稳定性的影响，以及能量流动在生物进化过程中的作用。核心素养目标分析1.科学探究：培养学生通过能量流动图解分析，自主探究生态系统能量传递规律的能力，提升学生的实践操作和数据分析技能。

2.科学思维：训练学生运用科学思维方法，分析能量流动在生态系统中的作用，培养逻辑推理和批判性思维。

3.生态文明观念：引导学生认识生态系统能量流动的重要性，增强环保意识，形成人与自然和谐共生的生态文明观念。

4.科学态度：培养学生严谨的科学态度，对待生物学问题保持好奇心和探索精神，勇于提出问题和解决问题。重点难点及解决办法重点：

1.生态系统能量流动的图解分析方法。

2.能量传递效率的计算和应用。

难点：

1.能量流动图解的准确绘制和理解。

2.能量传递效率的计算过程中的细节处理。

解决办法：

1.利用实物模型或多媒体教学资源，展示能量流动的图解示例，引导学生通过观察和实践来理解能量流动的过程。

2.采用案例教学法，结合实际生态系统的能量流动数据，讲解能量传递效率的计算步骤，并通过练习题巩固知识点。

3.针对能量流动图解的绘制，设计互动环节，让学生分组讨论并尝试绘制，教师逐一指导，及时发现并纠正错误。

4.在能量传递效率的计算中，提供详细的计算示例，强调单位一致性及计算过程中的注意事项，通过课堂练习和小组讨论，帮助学生掌握计算方法。教学资源准备1.教材：《2023-2024学年新教材高中生物选择性必修第二册》。

2.辅助材料：收集与能量流动相关的图表、视频资料，包括食物链和食物网的示例图、能量传递效率的实例数据等。

3.实验器材：准备能量流动模拟实验所需的道具，如卡片、模型、计算器等。

4.教室布置：设置讨论区域，确保学生可以自由分组讨论，同时保持教室内的安静和秩序。教学流程1.导入新课（5分钟）

详细内容：以学生熟悉的生态系统为例，如校园内的生物群落，引导学生思考生态系统中能量的来源、传递和转化。通过提问：“你们知道生态系统中的能量是如何流动的吗？”来激发学生的兴趣，自然引入新课内容。

2.新课讲授（15分钟）

（1）讲解能量流动的概念和特点，通过展示食物链和食物网模型，让学生直观理解能量在生态系统中的单向流动和逐级递减的特点。

（2）介绍能量流动图解分析方法，通过具体的食物链实例，演示如何绘制能量流动图解，并解释图解中的各项指标和意义。

（3）阐述能量传递效率的计算方法，通过实际数据示例，演示如何计算能量传递效率，并解释其生态学意义。

3.实践活动（10分钟）

（1）分组活动：每组学生根据给定的食物链实例，尝试绘制能量流动图解，并计算能量传递效率。

（2）案例分析：提供不同生态系统的能量流动数据，让学生分析并讨论能量流动图解中的规律和特点。

（3）应用拓展：让学生思考能量流动对生态系统稳定性的影响，并讨论如何通过调整食物链结构来优化生态系统的能量利用。

4.学生小组讨论（10分钟）

（1）讨论内容一：如何准确绘制能量流动图解，以及图解中可能遇到的问题和解决方法。

举例回答：在绘制能量流动图解时，要注意能量流动的方向和箭头表示，避免出现能量循环或反向流动的情况。

（2）讨论内容二：能量传递效率的计算过程中需要注意哪些细节，如何确保计算的准确性。

举例回答：在计算能量传递效率时，要注意单位的一致性，以及正确使用传递效率的计算公式。

（3）讨论内容三：能量流动在生态系统中的作用，以及能量流动对生物群落结构的影响。

举例回答：能量流动是生态系统功能的基础，它决定了生物群落的结构和动态，如顶级捕食者的存在维持了生态系统的平衡。

5.总结回顾（5分钟）

内容：回顾本节课的主要内容，强调能量流动图解分析和能量传递效率计算的重要性，以及它们在生态系统研究中的应用。通过提问：“我们今天学习了什么内容？这些内容对生态系统有什么意义？”来巩固学生的理解和记忆。知识点梳理1.生态系统能量流动的基本概念

-能量流动：在生态系统中，能量通过食物链从一个生物体转移到另一个生物体的过程。

-能量来源：生态系统的能量主要来自太阳辐射能，通过绿色植物的光合作用转化为生物能。

2.能量流动的特点

-单向性：能量在生态系统中只能从食物链的一个方向流动，即从生产者到消费者，再到分解者。

-递减性：能量在食物链中的每个营养级之间传递时，都会有一部分能量以热能的形式散失，导致下一个营养级获得的能量少于上一个营养级。

-非循环性：能量在生态系统中不循环，每一级的能量只能被利用一次。

3.能量流动图解分析

-食物链：生态系统中不同生物之间由于食物关系而形成的链状结构。

-食物网：多个食物链相互交织形成的复杂网络结构。

-能量流动图解：用图形的方式表示生态系统能量从一个生物体到另一个生物体的流动过程。

4.能量传递效率的计算

-传递效率：能量从一个营养级传递到下一个营养级的效率，通常用百分比表示。

-计算公式：传递效率=(下一个营养级获得的能量/上一个营养级获得的能量)×100%

-平均传递效率：在自然生态系统中，能量传递效率一般在10%-20%之间。

5.能量流动的意义

-对生态系统稳定性：能量流动是生态系统维持稳定的基础，它影响着生物群落的组成和结构。

-对生物进化：能量流动影响了生物的生存和繁殖策略，从而对生物进化产生重要影响。

-对人类活动：了解能量流动的规律有助于我们合理利用自然资源，保护生态环境。

6.能量流动的调节

-生物调节：生物体通过行为和生理机制调节能量获取和消耗，以适应环境变化。

-生态调节：生态系统中的生物和非生物因素相互作用，共同调节能量流动的过程。

7.生态系统能量流动的研究方法

-实地调查：通过观察和记录不同生物之间的食物关系，建立食物链和食物网。

-实验研究：在控制条件下，研究能量在食物链中的传递和转化过程。

-数值模拟：利用数学模型模拟生态系统能量流动的过程，预测未来的变化趋势。教学评价与反馈1.课堂表现：

-观察学生在课堂上的参与度，包括提问、回答问题、参与讨论的积极性和质量。

-评估学生对能量流动基本概念和图解分析方法的掌握程度。

-记录学生在实践活动中的表现，如绘制能量流动图解的准确性、计算能量传递效率的熟练度。

2.小组讨论成果展示：

-每组学生展示其绘制的能量流动图解和计算结果，其他小组成员提供反馈和建议。

-教师根据展示内容，评价各组对能量流动规律的理解程度，以及对能量传递效率计算方法的掌握情况。

-鼓励学生相互提问和解答，促进知识的深入理解和交流。

3.随堂测试：

-设计简短的小测验，测试学生对能量流动基本概念、图解分析方法和能量传递效率计算的理解。

-测试题目应包括选择题、填空题和计算题，以全面评估学生对知识点的掌握。

-测试后，教师及时批改并反馈，帮助学生发现并纠正错误。

4.课后作业评价：

-布置相关的课后作业，如绘制特定生态系统的能量流动图解，计算不同食物链的能量传递效率。

-收集并评价学生的作业，注意作业的准确性和创造性，以及学生对知识点的应用能力。

5.教师评价与反馈：

-针对学生的课堂表现、小组讨论成果、随堂测试和课后作业，给予个性化的评价和反馈。

-强调学生的优点，指出需要改进的地方，并提供具体的改进建议。

-对于普遍存在的问题，教师在下一节课上进行集中讲解和复习，确保学生能够扎实掌握相关知识。

-鼓励学生提出问题，对学生的疑问给予耐心解答，促进学生对知识点的深入理解。教学反思与总结这节课我们从生态系统能量流动的概念入手，通过理论讲解、实践活动和小组讨论等多种方式，让学生们对能量流动有了更深刻的认识。现在，我想对整个教学过程进行一番反思，并对教学效果做一个总结。

教学反思：

在教学方法上，我尝试使用了实物模型和多媒体资源来辅助教学，这确实增强了学生的学习兴趣。但在实际操作中，我发现部分学生在面对复杂图解时，仍然感到困惑。这让我意识到，对于复杂概念的教学，除了直观展示，还需要更多的引导和解释。

在策略上，我设计了一些实践活动，让学生亲自动手绘制能量流动图解，并计算能量传递效率。这个环节学生的参与度很高，但我也发现，一些学生对计算过程的理解不够深入，可能在未来的教学中，我需要提供更多的计算示例和练习机会。

在课堂管理方面，我尽量营造了一个开放和互动的学习环境，鼓励学生提问和讨论。然而，我也注意到，有些学生在小组讨论中过于依赖同伴，没有充分发挥自己的思考能力。未来，我可能会更强调个人思考和独立完成任务的重要性。

教学总结：

从学生的课堂表现和随堂测试结果来看，他们对能量流动的基本概念和图解分析方法有了较好的掌握。在小组讨论中，学生们也能够积极地参与到讨论中，相互学习，共同进步。情感态度上，学生们对生态系统的兴趣和环保意识有了明显的提升。

尽管如此，教学中还是存在一些问题和不足。例如，一些学生在能量传递效率的