資源簡介

《生態系統的能量流動》教學設計
一、設計指導思想
新課程改革的一個重要理念就是把學生的個人知識、直接經驗、生活世界看成是重要的課程資源，這也是建構主義的重要思想；建構主義認為：知識不是通過教師傳授得到，而是學生在一定的情境，即社會性背景下，借助他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習材料，通過意義建構的方式而獲得。本教學案例就是在這種理念指導下設計實施的。
二、教學目標
1.運用模型與建模思維，構建生態系統中能量流動過程模式圖。
（科學思維、科學探究）
2.運用演繹與推理思維，分析能量流動特點。
（科學思維、科學探究）
3.關注糧食問題，節約糧食，合理平衡膳食。
（生命觀念、社會責任）
三、教學重點和難點
1、教學重點：生態系統能量流動的過程和特點。
2、教學難點：生態系統的能量流動的過程。
四、教學方法
引導法、自主—合作—探究法
五、教學用具
多媒體課件；袁隆平院士及其團隊種植的雜交水稻再獲高產；模型建構材料。
六、教學過程
【時事熱點，引入課題】
首先向學生提問：誰是世界上最富有的人？啟發學生思維。從糧食的角度來考慮，袁隆平是最富有的人，因為他種植的水稻養活了很多人，為我國乃至世界做出了巨大的貢獻。接著像學生介紹時事新聞：11月2日上午，在湖南省衡陽市衡陽縣的水稻基地，袁隆平院士團隊成功沖關1500公斤。并且播放采訪袁隆平院士的視頻，增強學生的民族自豪感。以水稻為切入點，它作為我們的主食之一，在古代的詩句中就有過描述“稻花香里說豐年，聽取蛙聲一片”。向學生拋出問題：在這句古詩中有怎樣的一條食物鏈呢？引導學生回答出“水稻—食蟲螟—蛙”這條食物鏈。物質是能量的載體，以具體的食物鏈為切入點，研究能量流動。
【分級建模，研究“過程”】
（一）對于第一營養級能量流動情況的分析
以水稻為具體的研究對象
設問1：水稻的能量來自于哪里？
設問2：水稻中的能量可以有哪些去向呢？
第一個問題容易回答，但容易忽視對能量的利用程度。向學生補充自然界中的能量大約只有1%的光能能被利用。第二個問題難度較大。在學生回答完后，教師做進一步的講解。通過植物可以從幼苗長到成熟，引導學生回答出“一部分能量可以用來生長和繁殖”這一去向。在利用食物鏈，食稻螟可以吃水稻，水稻的殘枝敗葉可以流向分解者，將用于生長發育和繁殖的能量分為兩個方向。
設問3：食稻螟吃掉水稻后，水稻中的能量能全部被食稻螟利用嗎？
讓學生討論回答，學生會有不同的答案。教師總結并指出“糞便是未消化的食物殘渣，因此糞便中的能量屬于水稻”，幫助學生理解這一難點。糞便同樣會被分解者分解。
分析完水稻中的能量流動情況，由具體到抽象，在這一環節上所有生物的能量流動和水稻相同，因此可以把一個營養級作為研究對象。從而得出第一營養級的能量流動示意圖。根據示意圖，讓學生根據課前提供的材料進行第一營養級的模型建構。并請一位同學到黑板上板畫。
引導學生對板畫結果做評析，教師再做進一步總結。
（二）對于第二營養級能量流動情況的分析
在詳細分析了第一營養級能量流動的基礎上，請學生回答，第二營養級的能量的來源與去向分別是什么？教師做評析。小組討論交流，建構出第二營養級以及第三營養級的模型。請一位同學去講臺板畫，完成對能量流動過程的模型構建。
【設置問題，總結“概念”】
通過模型構建以及對能量流動過程的分析，拋出問題串，讓學生小組討論，完成表格：
通過學生的回答，總結出概念：生態系統的能量流動是指能量輸入、傳遞、轉化和散失的過程。
【定量分析，得出“特點”】
引導學生思考，從能量輸入的角度，在哪一營養級的能量最多，學生能夠回答出生產者。并且根據對過程的理解可以定性分析出：逐級遞減，單項流動的特點。教師進一步引導：要得到準確的答案，需要進行定量分析。從而引出林德曼對賽達伯格湖的定量研究。以生活實際入手，詳細講解“未利用”的含義。得出在一個時間點或較短時間內，有未利用的能量。而學生所建構的能量過程圖，是長時間內的能量去向。
分組討論，分析數據，計算出能量傳遞的效率，完善表格。
得出能量計算的公式，并總結能量“單向流動，逐級遞減”的特點。進一步分析，形成這兩個特點的原因。
【聯系實際，學以致用】
根據能量流動特點，拋出問題串：
1、食物鏈上一般不超過五個營養級，為什么？
2、為什么說“一山不容二虎”?
3、在市場上，肉一般比蔬菜貴，試從生態系統能量流動的角度分析原因？
學生小組討論，得出答案。并回顧本節內容，做出總結。

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