3.3生态系统的物质循环教学设计2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

《生态系统的物质循环》教学设计 “生态系统的物质循环”是人教版版高中生物学教材选修2第3章第3节的内容。根据《普通高中生物学课程标准（2017 年版 2020 年修订）》选修模块2《生物与环境》概念2 的内容要求，生物群落与非生物的环境因素相互作用形成多样化的生态系统，完成物质循环、能量流动和信息传递。为了达成教学目标，教材分别安排了从学生日常生活经验出发，用拟人化的手法，描绘了CO2分子离开人体后的去向，想象“碳”是怎样进入体内的，进一步激发学生的学习兴趣，并顺理成章地引入对碳循环的探究。接下来，教材就以“碳循环”为例，引导学生探究物质循环的过程。在“碳循环”的小标题下，先介绍了有关碳的基本知识背景，然后安排“思考·讨论”活动，并进一步给出碳在自然界中的存在形式、变化等。 一、教学目标 基于《课程标准》，并围绕学生的核心素养，制定如下教学目标： 1.通过分析“碳循环”的过程，概述生态系统的物质循环过程。 2.通过分析生物富集的过程，说明生物富集的危害，认同应采取措施减少危害，形成环保意识和社会责任意识。 3.说明能量流动和物质循环的关系，将生态系统这两项主要功能进行综合理解。 4.尝试探究土壤微生物的分解作用，逐步形成运用生物学概念或原理解决实际问题的能力。 二、教学重点 1.分析“碳循环”的过程 2.概述生态系统的物质循环过程。 3、 教学难点 1.说明能量流动和物质循环的关系。 2.尝试探究土壤微生物的分解作用。 4、 教学策略 本节课采用建构概念学习模型的教学策略，主要是“物质循环”概念的建构，其中需要获取生物学事实为支撑，如提供“碳循环”示意图、文本、视频等感性材料，引导学生感知多种形式的生物学事实；然后，通过创设问题情境，激发学生的学习欲望，启迪学生的思维，帮助学生透过现象看本质，为概念形成奠定基础。 5、 教学过程 5.1 情境驱动 本节课先引导学生一起做吸气呼气的动作,然后询问学生呼出的气体中含有什么,学生根据已有的经验回答有二氧化碳。再询问学生二氧化碳是从哪里来的,又会去到哪里,以此作为引导学生思考“碳循环”的过程。 设计意图：学生亲自感受，激起学习的兴趣，带动课堂气氛。询问的问题也是在学生已有的基础上进行提问,学生能够通过思考来回答。可以回答到二氧化碳是人体细胞的有氧呼吸释放出来的，二氧化碳会被植物光合作用吸收。 5.2 建构模型，深入分析讨论 根据“思考与讨论”活动中的问题，结合“碳循环”示意图，找出“碳”在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在，以及“碳”是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节。以此为基础，用关键词、线段、箭头、方框等构建“碳循环”的概念模型。 1） 分析情境问题：“碳”在非生物环境和生物体内分别以什么形式存在？“碳”是如何分别进出生产者、消费者、分解者各个环节(以什么形式、通过哪些生命活动、形成哪些产物等)？“碳”的进出除生产者、消费者、分解者外，还有没有其他途径？ 2）教师出示“碳循环”模型框架图，请学生小组合作构建，将不同生物的图片和颜色不同的箭头贴纸（箭头的颜色代表不同生理活动）贴至相应的位置（图 1）。完成模型的初步构建后，小组展示讨论，修正模型后教师总结“碳循环”图解中各成分的判定方法，加深学生理解与解题技巧。 图 1 碳循环的概念模型 3）基于模型，思考讨论以下问题： ①碳主要以什么形式在非生物环境和生物群落之间循环？ ②碳循环是指CO2循环还是碳元素循环？ ③碳循环属于物质循环中的一种，什么是物质循环？ ④碳在生物群落内部传递的主要途径和形式分别是什么？ ⑤碳进入生物群落的途径： ⑥碳返回非生物环境的途径： ⑦实现碳循环的关键因素： ⑧你如何看待人类活动对碳循环的影响? 设计意图：借助以上模型建构和问题辨析，以图文结合的方式阐述了“碳循环”的过程，然后归纳物质循环的概念。思考人类活动对“碳循环”的影响，对煤和石油等资源的利用，会向大气中排放大量的二氧化碳，打破了生物圈中“碳循环”的平衡，加剧温室效应，引起全球性的气候变化。针对这个问题我国大力开展植树造林、开发新能源、发展节能产业等，有利于降低大气中的二氧化碳浓度，维持生物圈的碳平衡。这部分内容也有助于学生形成环保意识和社会责任意识。 5.3资料分析，解释生物富集现象 资料展示生态系统中的生物富集现象。发生生物富集的物质也进行着物质循环，但因这类物质难以被生物体消化、降解，不易被生物体排出，因此会积聚在生物体内，从而产生生物富集现象。 1） 实例1：铅在生物体内的积累 2） 实例2：DDT在生物体内的积累 根据两个实例思考讨论以下问题： 1) 发生生物富集的物质的特点 2) 生物富集的主要途径 3) 生物富集的特点 4) 生物富集的危害 设计意图：学生知道初中生物学教材曾介绍过DDT的生物富集现象，对此