3.2 生态系统的能量流动教学设计2023-2024学年高二上学期生物人教版选择性必修2

生态系统的能量流动 教学内容与学生分析 1.教学内容分析 本节核心为建立对生态系统能量流动的分析模型,进而理解生态系统能量流动的特点和实践意义。本节基于生态系统的结构,着眼于引导学生从能量的角度重新认识生态系统各组分之间的紧密联系,特别是通过分析能量在生物群落中的传递特点,启发学生学会如何运用规律,更科学、有效地利用生态系统中的资源。 本节有两个核心内容:一是学会用图示的方式表征和说明生态系统能量流动过程和特征,以及用生态金字塔表征食物网各营养级之间在个体数量、生物量和能量方面的关系,通过归纳总结和图文转化帮助发展科学思维;二是通过对生态学实践应用资料的分析和判断,在体悟能量流动的实践意义中培养社会责任。 此调查活动以小组为单位,引导学生从能量的视角去了解一个身边的生态系统,将自己的生活经历转化成生态系统的知识,并从生态学的角度进行重新诠释。要求学生能从自己感兴趣的生态系统出发,明确目的,合理分工,在调查过程中体会能量流动需要从哪些角度和层面进行了解分析。教师应特别关注实验前期的组内实验准备。 2.学生分析 知识基础:学生对“能量流动”这一词汇并不陌生,但对于“能量流动”的概念内涵和其代表的生态系统的功能及特点尚未了解。思维方式:在生态系统结构的概念模型的基础上,尝试用图示的方式表征和说明生态系统的能量流动及其特点,用生态金字塔表征各营养级间的关系,从整体性和系统性的视角发展科学思维。 教学目标 1.从生态瓶情境出发,通过分析得出能量流动的概念,能理解什么是能量输人、传递、转化和散失。 2.通过对调查过程中涉及生态系统的能量流动从某一营养级和整个生态系统的层面进行分析,建立能量流动的模式图。 3.结合定量分析数据,总结归纳生态系统能量流动的特点。 4.通过对生产实践进行分析,明确研究能量流动的实践意义和具体做法。 5.通过调查当地某种生态系统中的能量流动情况,能在更丰富的生态系统实例中了解能量流动。 教学重难点 1.教学重点 (1)通过对某一营养级和整个生态系统的能量流动过程进行分析,建立能量流动的模式图; (2)总结归纳生态系统能量流动的特点; (3)通过对生产实践进行分析,明确研究能量流动的实践意义; (4)分小组调查能量流动情况,尝试建立生态系统能量流动模式图。 2.教学难点 (1)通过对某一营养级和整个生态系统的能量流动过程进行分析,建立能量流动的模式图; (2)总结归纳生态系统能量流动的特点; (3)分小组调查能量流动情况,尝试建立生态系统能量流动模式图。 教学过程 本节教学内容设计3个课时: 第1课时:生态系统的能量流动1 第2课时:生态系统的能量流动2 第3课时:探究 实践 调查当地某生态系统中的能量流动情况 第1课时:生态系统的能量流动1 1.课堂结构 II.实施过程 活动1:以观察生态瓶引入并展开讨论,初步认知生态系统的能量流动。 教师:生态瓶的能量来源是什么? 学生:太阳。 教师:太阳能如何进入生态瓶生态系统? 学生:水草、浮游植物等生产者通过光合作用固定太阳能。 教师:生产者固定的能量以何种形式存在?是否一直以同一种形式永久存在于生产者中? 学生:生产者固定的能量以有机物中的化学能形式存在。此能量一部分会通过生产者自身的呼吸作用以热能的形式散失,一部分会沿着食物链传递给生态瓶中的消费者。 概念生成:生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程,称为生态系统的能量流动。 活动2:能量流动过程分析。 结合教材“科学方法”栏目介绍的研究能量流动的基本思路,以调查实验中的生态系统为例,小组学生分别从某一具体营养级和整个生态系统两个角度讨论分析其能量存在的形式和流动情况,完成下列任务。 任务1:以某一营养级为例,思考能量输入、传递、转化、散失的变化过程分别是什么,并尝试建立能量流经具体营养级的模型图。 任务2:以整个生态系统为例,概括整体的能量变化情况,并尝试建立生态系统能量流动的模型图。 学生展示活动1:能量流经具体营养级的过程分析。 教师引导学生对不同的生态系统进行组成成分的分析,并从营养方式和对生态系统作用等方面对各 组分进行分类分析。 学生分别以第一营养级、第二营养级和最高营养级为例讨论这三个营养级的能量流动情况,并建构能量流动模型图。 能量流经最高营养级的示意图 总结:(1)某一营养级的同化量=此营养级的摄入量一粪便量 (2)某一营养级的同化量=此营养级呼吸作用以热能散失的能量+用于自身生长发育繁殖的能量 (3)某一营养级用于自身生长发育繁殖的能量=以遗体残骸的形式被分解者利用的能量十流入下一营养级的能量 学生展示活动2:生态系统能量流动过程分析。 教师引导学生根据各营养级的能量流动情况,归纳概括生态系统的能量流动情况,特别是生态系统如何完成能量输入、传递、转化和散失这一方面。 学生将展示活动1中的3个