資源簡介

教學設(shè)計模板
課名
《生態(tài)系統(tǒng)的功能-能量流動》
一、教材分析（包括學情分析）
1.教材分析
《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》是上教版初中生命科學第二冊第五章第二節(jié)中生態(tài)系統(tǒng)功能的第一課時。《課標》要求為B級，屬于理解水平。主要講述了生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程、生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點和生態(tài)（能量）金字塔等內(nèi)容；本部分是在學習了生態(tài)系統(tǒng)的組成和食物鏈食物網(wǎng)的知識后，對生態(tài)系統(tǒng)功能的進一步深入理解，也為后續(xù)學習生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性奠定基礎(chǔ)。
2.
學情分析
（1）學生已有的知識技能
學生在初中的科學課程中已學過能量的形式、傳遞和轉(zhuǎn)化等相關(guān)內(nèi)容，在吸入空氣和呼出氣體比較一節(jié)中學過了呼吸作用；光合作用，生態(tài)系統(tǒng)的組成及食物鏈相關(guān)知識也在生命科學前面章節(jié)中提到了。
（2）學生的認知方式和習慣
初二年級同學具備了一定的邏輯思維能力，但主動學習的能力還相對薄弱，需要教師根據(jù)學生的反應設(shè)置一定梯度的問題串，才能有效引導他們進行理性思維，并在分析和解決問題的過程中學習新知識。
教學目標及難重點（知識與技能，方法和過程，情感態(tài)度與價值觀）
教學目標：
通過比較生態(tài)系統(tǒng)輸入和散失能的形式推測出能量流動是單方向的,不循環(huán)的
通過流入某一個營養(yǎng)級的能量為什么沒有百分百被下一個營養(yǎng)級利用的原因分析，推測出能量流動是逐級遞減的
通過經(jīng)歷用模型分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程，培養(yǎng)推理、遷移、歸納等思維能力
應用生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點，解釋相關(guān)的生物學現(xiàn)象
感悟生態(tài)系統(tǒng)價值的意義
教學重點、難點：
重點：生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點
難點：生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點
三、教學策略選擇與設(shè)計
本節(jié)課的教學重點是能量流動的特點，但是能量流動的特點（規(guī)律）是在科學的長期發(fā)展中形成的。探究一個規(guī)律性內(nèi)容，如果沒有具體的數(shù)值做定量分析，顯得沒有說服力。所以我把重點放在探究“流入某一個營養(yǎng)級的能量能否百分之百地流入下一個營養(yǎng)級”上，通過問題串降低難度，通過活動1，使學生理解為什么流入某一個營養(yǎng)級的能量沒有百分之百被利用，也為能量流動是逐級遞減的做好鋪墊；分析了原因之后，順勢讓同學用簡練的語言描述生產(chǎn)者、初級消費者的能量來源和去路，在老師指導下，學生自主探究下完成活動2生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程分析；在分析能量流動的過程中使學生自己推測出能量流動的特點；最后學會用能量流動的特點解釋一些生物學現(xiàn)象。
四、教學環(huán)境及設(shè)備、資源準備
卡片道具,PPT
五、教學過程
教師活動
學生活動
設(shè)計意圖
情境導入：
展示圖片：假如你像小說中的魯濱遜那樣流落在一個荒島上，除了飲用水之外，島上沒有任何可供人類和動物食用的東西。你隨身攜帶的食物只有一只母雞，15kg玉米。
設(shè)疑：你認為以下哪種生存策略能讓你活得更久來等待救援？
策略：
A.先吃雞，再吃玉米
B.先吃玉米，同時用一部分玉米喂雞，吃雞產(chǎn)下的蛋，最后吃雞。
思考和討論。
引起學生的興趣。希望學生產(chǎn)生不同的觀點，但不深入討論。以此引出課堂主題：《生態(tài)系統(tǒng)的功能-能量流動》。
能量流動的過程
出示圖片：
問題1：請寫出這條食物鏈；它們分別屬于生態(tài)系統(tǒng)中的哪種生物成分？
老師講解：食物鏈各個環(huán)節(jié)和營養(yǎng)級的關(guān)系。
問題2：生物體的生命活動是離不開能量的，生物需要不斷地從外界獲取能量來維持生存。食物鏈中各級消費者的能量從哪里來？
問題3：生產(chǎn)者的能量來自哪里？能是如何轉(zhuǎn)化的？
問題4：兔子吃草，固定在草中的能量百分之百地被兔子利用了嗎？
（根據(jù)學生的回答情況，給出相應的提示）
①草呼吸作用釋放的能量只用于生長、發(fā)育和繁殖嗎？
②草在生長的過程中，有些正常生長，有些出現(xiàn)“殘枝敗葉”，還有些死掉了；請問殘枝敗葉和遺體中的能量能被兔子利用嗎？
③兔子能把一片草原上的草全部吃掉嗎？得到的草多，還是未得到的草多？
④兔子會不會挑食？會不會吃剩下？
⑤即使把草吃到肚子里，就能被兔子全部消化吸收嗎？
問題5：草固定的太陽能只有一部分流向了兔子，兔子沒有利用到能量，可以歸納為幾個去向？
呼吸作用以熱能形式散失
微生物分解
未利用
老師講解未利用的含義。
（即未被下一個營養(yǎng)級利用；未被呼吸散失；未被微生物分解利用）
問題6：未利用的能量留在了哪里？
問題7：用簡練的文字表示草（生產(chǎn)者）的能量來源和去路。
投影儀展示學生答案。
問題8：用簡練的文字表示兔子（初級消費者）的能量來源和去路。
問題9：我們剛才分析的是生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者和初級消費者的能量來源和去路，以此類推，你認為其他消費者的能量來源和去路會是怎樣呢？請同學們以小組為單位，利用卡片道具，嘗試歸納生態(tài)系統(tǒng)的能量流動過程。
（提示：一種顏色的箭頭表示一種能量去路；紅色剪頭表示能量沿食物鏈流動、藍色箭頭表示呼吸散失、黃色箭頭表示分解者利用。）
學生思考、回答。
學生聆聽。
學生利用《科學》學習的能量轉(zhuǎn)化和傳遞的知識，分析食物鏈中各個營養(yǎng)級的能量來源。
學生小組討論、交流。根據(jù)學習活動單上提示問題的順序，利用卡片道具完成“流入某一個營養(yǎng)級的能量能不能百分之百地被下一個營養(yǎng)級利用”的原因分析。
（一組同學上臺分享成果。）
學生思考、分析、回答。
學生聆聽。
學生思考，回答。
學生思考并完成學習活動單活動二的相關(guān)內(nèi)容。
學生思考并完成學習活動單活動二的相關(guān)內(nèi)容。
學生利用卡片道具，完成活動2生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程分析。一組同學上臺分享成果。
（容易出現(xiàn)的問題有三：①漏了輸入生態(tài)系統(tǒng)的光能；②除了生產(chǎn)者和消費者，分解者也要呼吸；③箭頭的粗細沒注意）
復習食物鏈、生態(tài)系統(tǒng)的組成相關(guān)知識。
引出“營養(yǎng)級”概念，為下面內(nèi)容鋪墊。
通過分析食物鏈中各個營養(yǎng)級的能量來源，為能量是沿食物鏈流動的做好鋪墊。
通過設(shè)計問題串，降低思維難度；通過模型建構(gòu)，幫助同學理解難點。
為學習“流入某個營養(yǎng)級的能量有哪些去路”做準備。
在活動1的基礎(chǔ)上乘熱打鐵，培養(yǎng)學生歸納能力。
為歸納生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程做準備，統(tǒng)一箭頭指向表示的含義。
卡片道具設(shè)計：①設(shè)計了三種顏色的箭頭，目的使學生了解流入某一個營養(yǎng)級的能量有三種去路；②每種箭頭有四種粗細，目的使學生理解能量在流動過程中是逐級遞減。
生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點
問題1：活動二中，從箭頭的變化上，大家有沒有發(fā)現(xiàn)能量流動有一個什么特點？
在學生回答基礎(chǔ)上，規(guī)范術(shù)語。并請同學朗讀課本中逐級遞減的規(guī)律。
能量流動逐級遞減的這個特點形象化的表示是能量金字塔。
展示圖片：能量金字塔
老師講解能量金字塔中能量和各個營養(yǎng)級的關(guān)系。
（PPT展示）
食物鏈越長，能量流動過程中損耗的能量就越________；
營養(yǎng)級越高，該營養(yǎng)級生物體內(nèi)所含的能量就越______。
問題2：在生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程中，從方向上看，散失的能量能不能被植物循環(huán)利用？從中能推測出能量流動有什么特點？
（引導學生分析生態(tài)系統(tǒng)比較輸入、散失能的形式）
老師引導，學生讀圖：“生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程”，加深理解能量流動的特點。
能量流動過程圖中箭頭由粗到細表示什么？方塊面積越來越小表示什么？
呼吸散失的是什么能？生態(tài)系統(tǒng)輸入的是什么能？能量沿食物鏈流動，食物鏈上各個營養(yǎng)級之間吃與被吃的關(guān)系會改變嗎？
學生思考、回答。
（學生會回答能量流動過程中會越來越少。）
學生聆聽。
學生回答。
學生思考，回答。
散失的主要是熱能，熱能很顯然不能被綠色植物循環(huán)利用，光合作用需要的是光能。所以能量流動是不循環(huán)的。
學生回答：
表示能量流動越來越少，隨著營養(yǎng)級的升高，該營養(yǎng)級生物體內(nèi)含的能量越來越少。
散失的是熱能，輸入的是光能；食物鏈上各種生物之間的捕食關(guān)系是在長期自然選擇的結(jié)果，不會改變。所以能量流動的特點是單方向的，不循環(huán)的。
培養(yǎng)學生推理能力。
生態(tài)金字塔（能量金字塔、數(shù)量金字塔和生物量金字塔）中，只有能量金字塔一定呈現(xiàn)正金字塔形，所以避開了數(shù)量金字塔和生物量金字塔。著重講解能量金字塔。
培養(yǎng)學生的分析歸納能力。
課堂檢測
練一練：
1.在食物鏈“浮游植物→浮游動物→蝦→小魚”中，假設(shè)能量傳遞效率為10%，如果要得到10kg小魚，至少需要消耗浮游植物……（
）
A.10kg
B.100kg
C.1000kg
D.10000kg
2.為什么食物鏈一般不超過5個營養(yǎng)級呢？……（
）
A．營養(yǎng)級越高，該營養(yǎng)級生物所獲得的能量越多
B．營養(yǎng)級越高，每個營養(yǎng)級生物的個體數(shù)量越多
C．食物鏈越長，最高營養(yǎng)級生物獲得食物所需的面積越來越大
D.
食物鏈越長，損失的能量就越多，到達第六營養(yǎng)級時，傳遞到該營養(yǎng)級的能量不足以維持一個種群的生存了。
3.展示圖片（課本83食物網(wǎng)圖）
在“植物→蠅→蜻蜓→蛙→蛇→鷹”這條食物鏈中，鷹處于第幾營養(yǎng)級？營養(yǎng)級越高，獲得的能量就越少，這些能量是無法維持鷹的生存的，鷹是不是都會餓死了？在生態(tài)系統(tǒng)中，生物種類越多，個體數(shù)量越大，食物鏈就越多，這樣便形成了復雜的食物網(wǎng)。人幾乎能從每條食物鏈中獲取食物，所以我們要保護物種的________。
4．
在下列食物鏈中，假設(shè)初級消費者從生產(chǎn)者處獲得的能量數(shù)值相同，則提供給鷹的能量最多的一條食物鏈是…………………（
）
A．綠色植物→蚱蜢→蜘蛛→蜥蜴→蛇→鷹
B．綠色植物→鼠→蛇→鷹
C．綠色植物→蚱蜢→青蛙→蛇→鷹
D.
綠色植物→鼠→鷹
學生回答。
因為能量傳遞效率是10%，所以要得到10kg小魚，就要蝦100kg,浮游動物1000kg,浮游植物10000kg。
學生回答。
學生回答。
處于第6營養(yǎng)級，鷹不會餓死，因為鷹還可以以田鼠為食物，在“植物→田鼠→鷹”這條食物鏈中，鷹位于第三營養(yǎng)級。
學生回答。
保護物種的多樣性。
學生回答。
能量在流動過程中是逐級遞減的，所以食物鏈越長，流動過程中能量損耗越多；食物鏈越短，能量損耗越少，能量利用率就越高。其實這題就是比較食物鏈的長短。
知識鞏固。
幫助學生理解食物鏈為什么不能無限延長。
感悟生態(tài)學價值的意義。
理解食物鏈越短，能量損失就越少，能量利用率就越高，為解決情境任務做準備。
四
、解決情境問題
提示：選擇哪個策略能活更長的時間，可以讓學生嘗試把2種策略對應的食物鏈寫出來，根據(jù)能量流動逐級遞減的思路，可以發(fā)現(xiàn)食物鏈越長，損失的能量就越多，從而做出正確的選擇。
學生思考，回答。
策略1：
策略2：
食物鏈越長，能量損失就越多，能量利用率就低。
學以致用。
小結(jié)
引導學生進行小結(jié)
梳理所學知識
小結(jié)梳理
六．課后思考
人們不能改變能量流動的客觀規(guī)律，但人們能合理調(diào)整能量流動方向，使能量流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧?br/>從能量流動的角度思考：
如果你是一個農(nóng)民，種一片莊稼時，為什么要經(jīng)常除草和殺蟲呢？
如果你是一個農(nóng)場主，你會如何放牧，才能達到產(chǎn)畜量高，又不會導致草場退化？
學生課后思考。
產(chǎn)生新的問題，激發(fā)學生課后學習的動力。
六、教學板書
七、課后反思
本課從荒島求生的問題情境引入，大大激發(fā)了學生的學習興趣；從活動一“流入某一個營養(yǎng)級的能量有沒有百分之百地流向下一個營養(yǎng)級”的原因分析，為能量流動是逐級遞減的這個特點做好鋪墊；接著分析“兔子沒有利用到的這部分能量”，有哪幾個去路，為“流入某一個營養(yǎng)級的能量去路”做準備；然后請同學歸納生態(tài)系統(tǒng)中生產(chǎn)者和初級消費者的能量來源和去路，并在此基礎(chǔ)上提高難度，完成活動二“生態(tài)系統(tǒng)能量流動過程”的分析，并著重比較生態(tài)系統(tǒng)中能量輸入和能量散失的形式，為能量流動是單方向的，不循環(huán)的特點做鋪墊；在活動一和二的基礎(chǔ)上，請同學推測、歸納能量流動的特點；最后學以致用，分析和解決情境問題。比較好地把握了學習管理和指導，適時適切地提供了問題導向式思維臺階，保障了學習任務的有效達成。

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