資源簡介

生態系統中的能量流動
教學分析及設計思路
本節課是上海市九年義務教育課本《生命科學》初中第二冊第五章“生物系統”第二節“生態系統的結構和功能”中“生態系統功能”第1課時的內容。主要內容為能量的流動和物質循環。依據課標，本課學為B級。在理解了生態系統的組成之后，深入分析生態系統能量流動和物質循環的功能，認識到生態系統是一個各成分之間相互作用、相互依存的整體。
能量流動和物質循環是生態系統的兩個基本過程，是本課的中重點也是難點。這兩個基本過程使生態系統各個營養級之間和各種成分之間成為一個完整的功能單位，學生理解起來有一定的難度，好在初二的學生已具備一定的抽象思維能力。描述生態系統能量流動、物質循環的過程及理解推動食物鏈中能量流動、物質循環正常流向的動因，思維導圖是很好的突破口。另教師從六年級開始就不斷在課堂滲透光合作用、呼吸作用的本質及其對自然界的作用，如基礎扎實就可化解難點；以食物鏈和食物網作為生態系統的功能主線，配合思維導圖開展課堂活動將抽象復雜變得具象而系統。
課程導入從聆聽森林的聲音開始，感受生態美學、體驗生態的律動。緊接著教師設計了建造森林的活動，組織學生繪制食物鏈和食物網，引導學生回憶光合作用和呼吸作用的實質，為后續學習夯實基礎；之后引導學生虛擬假設食物鏈中生物的數量，教師指導學生閱讀教材對假設產生疑問，小組合作多途徑推理生態系統的結構發現能量金字塔定律，捕捉善于發現問題的敏銳意識、培養閱讀能力、訓練推理的邏輯思維方式、在合作探究中解釋科學的真相；在收獲能量流動學習成果的基礎上結合視頻和碳循環示意圖順利搭建物質循環的思維導圖探討生態系統物質循環的過程，更通過本課學習感受到生態系統環環相扣，相互作用、相互依存，樹立人與自然和諧的生態觀。
教學目標
1、以“我有幾個家人”活動為載體，通過閱讀、推理等方法探究生態系統能量流動的規律，提升科學思維能力，感受生態系統能量守恒之美。
2、借助視頻讀懂碳循環示意圖，理解物質循環的過程，感悟生態系統各成分相依相存，互不可缺的重要地位。
3、在合作探究中揭開生態科學的真相，懂得人類活動對維護生態平衡的重要意義。
重點和難點
重點：生態系統的功能之能量流動、物質循環的過程
難點：生態系統能量流動、物質循環的過程
教學策略與手段
教學方法：討論法 合作探究法
教學用具：多媒體課件、學案
五、教學過程
教學內容 教師的組織和引導 學生活動 教學意圖
引入 播放：森林的聲音聆聽森林的聲音，感受森林的律動，讓我們以森林生態系統為例來探討生態系統的功能。 想象森林的畫面 感受森林動態之美，引出課題。
從生態系統功能鞏固光合作用、呼吸作用等概念 活動一：“建造”森林指導任務：1.尋找生活在森林的動物；2.編制食物鏈和食物網提問：從生理角度分析，森林中的動物或植物物生長會依賴哪種方式？提問：1.光合作用和呼吸作用分別是個怎樣的過程？反應的實質？（多媒體投影 光 水+二氧化碳 → 葡萄糖+氧 葉綠素葡萄糖+氧氣 → 二氧化碳+水+能量） 小組討論，運用老師提供的生物圖片篩選森林動植物，編制森林食物鏈和食物網。回答：植物的光合作用和呼吸作用/動物的呼吸作用實現了物質的轉換和能量的轉化。進一步猜測生態系統的功能與物質、和能量有關。 食物鏈和食物網是生態系統得以運轉的基礎。光合作用和呼吸作用是生態系統中生物能量和物質傳遞的基礎，在探討生態系統功能之初復習光合作用和呼吸作用的實質，有助于幫助學生理清思路，化解難點。
一、森林生態系統功能之能量流動 活動二：我有幾個家人？（列舉活動一中的一條食物鏈如：植物→昆蟲→蛙→蛇→貓頭鷹，給每個活動組每組動物5個貼紙，圈一圈食物鏈中每種動物的數量），老師指導巡視記錄。引導學生閱讀書P84最后一段信息庫第一段引導提問：單個高一營養級生物的能量比低一級生物的能量多會出現什么問題？引導思考：食物鏈中不同等級的生物數量如何分布才會合理呢？視頻：食物鏈與能量流動講解：美國耶魯大學教授林德曼1942創立的“1/10”定律。引導討論： 9/10能量去了哪里呢？（請學生討論并多媒體交流）小結：生態系統能量流動的特點：單向流動、逐級遞減。 以組為單位完成圈畫活動，交流結果。閱讀書本，產生疑問，如果貓頭鷹>=蛇>=蛙>=昆蟲>=植物（注：只要有一組符合其中一條，即可作為疑問對象）回答：動物餓死，食物鏈中斷，生態失衡。猜測修正圈畫活動結果：閱讀教材P86信息庫并討論，與老師共同完成能量流動圖 合作探究的方法不僅能提高學生的研究興趣，更能激發學生用科學方法學習科學知識的意愿，其中引導學生從閱讀中獲得知識解決問題。運用比較法和圖形結合的方法發現生態系統中生物的數量規律，引導學生適時的運用教材解決問題的能力。同時，學生能運用前情知識聯想到光合作用和呼吸作用在能量傳遞中穿針引線式的作用，知識遷移的能力大大提高。
二、森林生態系統功能之物質循環 提問：物質是由元素組成的，那么生物體內會有哪些元素？（依據光合作用和呼吸作用反應式）以碳為例，播放視頻，引導思考：1.生物體體內的碳從哪里來？2.流向哪里去？出示碳循環示意圖尋找生物體內的碳從哪里來？流向哪里去？從圖中引導學生體會低碳行動的意義。引導討論和交流碳循環途徑填圖，理解碳循環的概念。 碳、氫、氧、氮等物質傳遞的依托依然是食物鏈和食物網。思考1.植物的光合作用。2.動植物的呼吸作用；微生物分解動植物尸體和排泄物的呼吸作用、及化石燃料燃燒向環境排放二氧化碳。交流合作共同完成填圖活動交流并劃書。 由上段小結自然過渡，從切身體會中感受大自然的贈與，產生感恩大自然的情懷。視頻和示意圖化解難點。已經在老師指導下理解能量的過程，即可以此類推物質循環的過程。
小結 板書小結生態系統的兩個特點。習題鞏固 參與小結并習題鞏固。
六、板書設計
生態系統功能——
能量 物質
周而復始被反復利用 全球性
作業設計
完成練習冊P16一(一)3.4、P17(二)5、（三）1-3
八、課后記
物質循環
能量流動
生物 環境
單向流動，逐級遞減
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