資源簡介

《生態(tài)系統(tǒng)的功能——物質(zhì)循環(huán)》教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)任務(wù)分析
教材分析
1.單元分析
本節(jié)課的內(nèi)容出自上海教育出版社出版的八年級第二冊第五章第二節(jié)《生態(tài)系統(tǒng)的功能》。教材中介紹了生態(tài)系統(tǒng)的主要功能有能量流動、物質(zhì)循環(huán)以及信息傳遞。物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的載體；能量流動是物質(zhì)循環(huán)的動力；而信息傳遞則決定物質(zhì)循環(huán)和能量流動的方向，這三者相互作用，相互依存，使生態(tài)系統(tǒng)稱為一個統(tǒng)一的整體。
首先，由于“物質(zhì)循環(huán)”是生態(tài)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，這節(jié)課的內(nèi)容能與上節(jié)課《生態(tài)系統(tǒng)的組成》中的知識進(jìn)行銜接，以達(dá)到溫故知新的目的，又能作為下一節(jié)能量流動做鋪墊，起到了承上啟下的作用。其次，相對于“能量”來說，學(xué)生對于“物質(zhì)”的理解更加直觀和具象。在教學(xué)中，教師可以通過學(xué)生比較熟悉的現(xiàn)象，由現(xiàn)象提出問題；也可以通過安排實(shí)驗(yàn)和探究活動，使學(xué)生感受到物質(zhì)的真實(shí)存在，幫助學(xué)生完成從感性到理性的認(rèn)識，從而在下一課時(shí)中，學(xué)生能夠很水到渠成地理解能量在物質(zhì)合成和分解過程中被利用和釋放，對物質(zhì)循環(huán)起到了推動作用，這樣的教學(xué)順序使得學(xué)生更好地進(jìn)入到后續(xù)的學(xué)習(xí)。基于以上兩點(diǎn)，我對《生態(tài)系統(tǒng)的功能》這一節(jié)中的課時(shí)作了如下安排：
第一課時(shí)《生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)》，通過重點(diǎn)學(xué)習(xí)碳循環(huán)使學(xué)生理解物質(zhì)循環(huán)的概念和特點(diǎn)，物質(zhì)循環(huán)對生態(tài)系統(tǒng)的意義，以及人類活動對物質(zhì)循環(huán)的影響等；第二課時(shí)《生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動》，著重學(xué)習(xí)能量流動的過程與特點(diǎn)，通過與物質(zhì)循環(huán)比較，歸納能量流動的特點(diǎn)，以及人類研究生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的意義；第三課時(shí)《生態(tài)系統(tǒng)中的信息傳遞》，學(xué)習(xí)信息傳遞的三種形式，學(xué)生能對信息傳遞舉一反三，并結(jié)合前兩節(jié)課的知識，歸納出生態(tài)系統(tǒng)的內(nèi)涵。
2.本課時(shí)分析：
在《課程標(biāo)準(zhǔn)》的具體內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中，與本節(jié)內(nèi)容“生態(tài)系統(tǒng)的功能——物質(zhì)循環(huán)”的掌握需達(dá)到B級水平。
關(guān)于物質(zhì)循環(huán)的概念，教材將其簡潔地進(jìn)行了概括；關(guān)于碳循環(huán)，這是本課時(shí)的重點(diǎn)內(nèi)容，教材通過碳循環(huán)模式圖形象地描述了碳循環(huán)的過程，并用較長的篇幅講述了碳循環(huán)的形式和范圍。
在教材內(nèi)容的基礎(chǔ)上，為更好地落實(shí)教學(xué)目標(biāo)和突破教學(xué)重難點(diǎn)，我安排了兩個學(xué)生實(shí)驗(yàn)：“尋找生物體內(nèi)的碳”、“采集和觀察落葉”，使學(xué)生感受到生物體內(nèi)的“碳元素”和土壤中肉眼不可見的微生物是真實(shí)存在的，樹立學(xué)生的唯物主義思想；以本校綠色生態(tài)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)“魚菜共生”為例，簡單介紹“氮循環(huán)”，使學(xué)生感受到物質(zhì)循環(huán)的普遍性以及在實(shí)際生活中的體現(xiàn)；加入了碳過量排放以及有毒有害物質(zhì)的全球性循環(huán)等內(nèi)容，使學(xué)生能將理論聯(lián)系實(shí)際，體會到學(xué)習(xí)物質(zhì)循環(huán)的意義所在。
（二）學(xué)情分析
初二的學(xué)生在之前的科學(xué)和生命科學(xué)課程中已經(jīng)學(xué)習(xí)了空氣的成分、光合作用和呼吸作用等內(nèi)容，對生態(tài)系統(tǒng)的功能這一部分的知識已經(jīng)有了初步的了解，生活經(jīng)驗(yàn)也提供給了他們一些相關(guān)的信息，學(xué)生對生命科學(xué)主題中與實(shí)際應(yīng)用和社會問題相關(guān)的內(nèi)容興趣濃厚，這是學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容的有利條件。但學(xué)生對于物質(zhì)循環(huán)仍停留在較簡單的水平，如：知道光合作用能利用空氣中的二氧化碳，而呼吸作用會產(chǎn)生二氧化碳釋放到空氣中，分解者將動植物尸體進(jìn)行分解等知識，還沒有建立起物質(zhì)之間系統(tǒng)性的聯(lián)系，也未完全構(gòu)建起生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能間的聯(lián)系。通過本課的學(xué)習(xí)，希望學(xué)生能夠較深入地理解生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的形式、特點(diǎn)，并且感受到人類活動對自然界物質(zhì)循環(huán)的干擾、危害以及如何緩解，樹立起關(guān)心周圍環(huán)境的意識。
教學(xué)目標(biāo)
通過對常見動植物材料燃燒的實(shí)驗(yàn)和對土壤中的落葉進(jìn)行觀察，學(xué)生學(xué)會觀察生命現(xiàn)象，初步學(xué)會科學(xué)探究的方法，形成尊重事實(shí)和證據(jù)的觀念和提升求真務(wù)實(shí)的態(tài)度。
通過對碳循環(huán)具體分析和概念圖構(gòu)建，以及微塑料全球循環(huán)及氮循環(huán)的簡單分析，知道自然界物質(zhì)循環(huán)的普遍性、物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)，幫助理解物質(zhì)循環(huán)的概念。
通過學(xué)習(xí)碳過量排放對自然的危害以及解決方法，積累生態(tài)學(xué)知識，培養(yǎng)學(xué)生環(huán)保意識。
重點(diǎn)和難點(diǎn)
重點(diǎn)：1.以碳循環(huán)為例，構(gòu)建碳循環(huán)概念圖。
2.以碳循環(huán)為例，分析物質(zhì)循環(huán)的過程，理解物質(zhì)循環(huán)的概念。
難點(diǎn)：1、構(gòu)建碳循環(huán)概念圖
2、理解物質(zhì)循環(huán)的概念。
教學(xué)設(shè)計(jì)思路
本節(jié)課以微型生態(tài)系統(tǒng)——生態(tài)瓶中物質(zhì)為何不需外界物質(zhì)補(bǔ)充作為導(dǎo)入，引發(fā)學(xué)生對生物圈內(nèi)物質(zhì)來源的思考。通過增設(shè)學(xué)生實(shí)驗(yàn)“尋找生物體內(nèi)的碳”、“采集與觀察落葉”，補(bǔ)充知識——化石燃料的形成等方法幫助學(xué)生構(gòu)建起碳循環(huán)概念圖，降低了個體學(xué)習(xí)的難度，也培養(yǎng)了學(xué)生合作學(xué)習(xí)的能力；在概念圖的構(gòu)建過程中，以及概念圖構(gòu)建之后，通過一系列的問題，引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)出生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念。補(bǔ)充了“魚菜共生”中系統(tǒng)中氮循環(huán)的例子，使學(xué)生體會到物質(zhì)循環(huán)的普遍存在，自然界的物質(zhì)，如二氧化碳可以隨著大氣環(huán)流等進(jìn)行活動，氮的化合物可以通過水循環(huán)等進(jìn)行運(yùn)動，從而使學(xué)生理解物質(zhì)循環(huán)全球性的特點(diǎn)。最后，通過對大氣中二氧化碳的來源進(jìn)行分析并舉出一些目前倡導(dǎo)低碳生活的例子，培養(yǎng)起學(xué)生保護(hù)環(huán)境，并將所學(xué)知識應(yīng)用于生活的意識。
教學(xué)技術(shù)與學(xué)習(xí)資源應(yīng)用
PPT課件、自制圖片教具、綠色生態(tài)實(shí)驗(yàn)室“魚菜共生”系統(tǒng)、實(shí)驗(yàn):尋找生物體內(nèi)的“碳”、活動：觀察和采集落葉
教學(xué)過程
教學(xué)環(huán)節(jié)
教師活動
學(xué)生活動
設(shè)計(jì)意圖
新課導(dǎo)入
展示微型生態(tài)系統(tǒng)——生態(tài)瓶。在一段時(shí)間內(nèi)，沒有向其中補(bǔ)充過水、空氣、食物等物質(zhì)，生物依然能夠存活。
引導(dǎo)學(xué)生思考，如果生物圈是一個巨大無比的生態(tài)瓶，地球生物為維持生命活動每天都要消耗大量的物質(zhì)，同樣地球上的物質(zhì)沒有外界的補(bǔ)充，為什么億萬年來這些物質(zhì)沒有被用完？
課題：《生態(tài)系統(tǒng)的功能——物質(zhì)循環(huán)》
觀、聽、思考生物圈中物質(zhì)的來源。
從學(xué)生較熟悉、容易觀察的小型生態(tài)系統(tǒng)入手，從而引發(fā)學(xué)生對生物圈物質(zhì)來源的思考，引入新課。
以碳循環(huán)為載體，歸納物質(zhì)循環(huán)的概念和特點(diǎn)
引導(dǎo)學(xué)生閱讀課本P.86《物質(zhì)循環(huán)》第一段
提出問題：具體是哪些“物質(zhì)”參與循環(huán)？
提出問題：碳存在于哪些物質(zhì)中？怎么知道物質(zhì)中有沒有碳？
活動一：尋找生物體內(nèi)的“碳”
引導(dǎo)學(xué)生以小組為單位，根據(jù)所給材料，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，尋找這些生物體內(nèi)有沒有碳的存在，請其他學(xué)生評價(jià)實(shí)驗(yàn)方案的可行性。
根據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，以小組為單位進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
3、匯報(bào)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和結(jié)論，引導(dǎo)學(xué)生得出碳普遍存在于生物體內(nèi)。
通過觀察生物體和環(huán)境內(nèi)的含碳物質(zhì)的種類，幫助學(xué)生理解生物體和環(huán)境中物質(zhì)的種類不太一樣，但是構(gòu)成這些物質(zhì)的成分（碳、氫、氧、氮等）卻有重復(fù)，并且這些成分會在這兩者之間進(jìn)行轉(zhuǎn)移。
活動二：用“→”來表示碳的“轉(zhuǎn)移”路線，并寫出生理過程的名稱
引導(dǎo)學(xué)生得出碳從環(huán)境進(jìn)入生物體內(nèi)的路徑，以及在生物體內(nèi)的傳遞路徑。
通過課外探究小組對落葉的采集和觀察活動，幫助學(xué)生理解生物遺體和排泄物中的碳回到環(huán)境中的路徑。
3、補(bǔ)充化石燃料的形成知識，引導(dǎo)學(xué)生得出人類對化石燃料的開采和利用向大氣中排放大量的二氧化碳，為后續(xù)“低碳”的學(xué)習(xí)打下鋪墊。
引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建較為完善的碳循環(huán)概念圖，通過對碳循環(huán)概念圖的小結(jié)引導(dǎo)學(xué)生歸納“物質(zhì)循環(huán)”的概念。
通過綠色生態(tài)實(shí)驗(yàn)室的魚菜共生系統(tǒng)的氮循環(huán)過程，使學(xué)生感受物質(zhì)循環(huán)的普遍性。
通過碳循環(huán)和氮循環(huán)，歸納物質(zhì)循環(huán)的兩大特點(diǎn)以及物質(zhì)循環(huán)全球性的原因。
閱讀教材并搜集相關(guān)信息，回答問題，將教材中的“物質(zhì)”與生活中具體的物質(zhì)相聯(lián)系。
觀、聽、思，做，學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)及科學(xué)課所學(xué)知識，對生物體內(nèi)的“碳”進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并通過動手實(shí)驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)，從而感受到“碳”在生物體內(nèi)是廣泛分布的。
觀、聽、思，通過教師的講述，學(xué)生理解雖然環(huán)境于生物體內(nèi)物質(zhì)不同，但構(gòu)成這些物質(zhì)的基本成分（元素）卻是統(tǒng)一的，就好比字母和單詞的關(guān)系。
觀、聽、思、做、悟，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，通過課外探究及補(bǔ)充知識等途徑，逐步構(gòu)建較為完整的碳循環(huán)概念圖，并歸納碳循環(huán)的過程、物質(zhì)循環(huán)的概念及特點(diǎn)，知道除碳循環(huán)外其他的物質(zhì)循環(huán)過程，感受到物質(zhì)循環(huán)在自然界是普遍存在的。
通過設(shè)計(jì)對常見動植物材料燃燒的實(shí)驗(yàn)，并進(jìn)行操作，使學(xué)生學(xué)會觀察生命現(xiàn)象，初步掌握科學(xué)探究的方法，以及提升對知識的綜合運(yùn)用能力，形成尊重事實(shí)和證據(jù)的觀念和提升求真務(wù)實(shí)的態(tài)度。引導(dǎo)學(xué)生基于事實(shí)得出結(jié)論，基于結(jié)論對生理現(xiàn)象進(jìn)行解釋、分析。
通過對生物體內(nèi)及環(huán)境中含碳物質(zhì)的觀察和分析，幫助學(xué)生初步理解物質(zhì)循環(huán)的實(shí)質(zhì)是構(gòu)成這些物質(zhì)的成分（元素）在循環(huán)。
通過課外活動——觀察落葉、補(bǔ)充化石燃料形成等知識，使學(xué)生對碳循環(huán)具體分析和概念圖進(jìn)行構(gòu)建，學(xué)生對碳循環(huán)的過程有了整體性、系統(tǒng)性地認(rèn)識，為歸納物質(zhì)循環(huán)的概念和特點(diǎn)打下基礎(chǔ)。
通過對魚菜共生系統(tǒng)氮循環(huán)的分析，使學(xué)生感受到自然界物質(zhì)循環(huán)的普遍性，物質(zhì)循環(huán)能指導(dǎo)生活和生產(chǎn)。
物質(zhì)循環(huán)在環(huán)境保護(hù)中的意義
展示近年來以“碳”為核心的一系列產(chǎn)業(yè)熱詞，引發(fā)學(xué)生對于碳過量排放的思考，引導(dǎo)學(xué)生從碳循環(huán)的角度分析碳過量排放的原因及如何從自身做起，采取的應(yīng)對措施。
介紹國家的政策扶持、有影響力的企業(yè)做的實(shí)事，使得中國在節(jié)能減排、綠化國土方面取得了斐然的成績，從而引發(fā)學(xué)生的自豪感以及環(huán)保意識。
觀、聽、思、說，學(xué)生對物質(zhì)循環(huán)的實(shí)際意義進(jìn)行更深層次的思考，聯(lián)系實(shí)際，積極思考和表達(dá)
使學(xué)生理解研究物質(zhì)循環(huán)在環(huán)保中的實(shí)踐意義
小結(jié)
對本節(jié)課所學(xué)知識進(jìn)行小結(jié)
通過練習(xí)進(jìn)行反饋
思、憶、練
反饋學(xué)生對知識的掌握程度
課后拓展作業(yè)
指導(dǎo)學(xué)生以小組為單位，在課后進(jìn)一步了解全球有毒有害物質(zhì)循環(huán)。
對相關(guān)資料進(jìn)行收集、準(zhǔn)備，并進(jìn)行交流匯報(bào)。
延伸課堂知識，增加課堂學(xué)習(xí)的深度和廣度
板書：
副板書：
主板書：
生態(tài)系統(tǒng)的功能——物質(zhì)循環(huán)
一、概念
生物體
環(huán)境
特點(diǎn)：
循環(huán)性
全球性
主板書：

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