3.2 生态系统的能量流动（教学设计）-2025-2026学年高二上学期生物人教版选择性必修2

2026年道县优质教学资源评选活动 高二年级选择性必修二第3单元第2节 《生态系统的能量流动》教学设计 课程基本信息 主备人 周蓉（道县第二中学） 课型 新授课 学科 生物 年级 高二 学段 高中 版本章节 人教版选择性必修二第三章 教学目标 1.通过分析能量在生态系统中的传递与转化，强化“物质与能量观”；结合营养级间的关联，深化“系统观”，让学生理解生态系统是物质与能量相互依存的统一整体。 2.分析能量流动的特点，运用归纳与概括、演绎与推理等方法，培养逻辑思维能力。 3.通过分析生态系统能量流动的相关实验和数据，提升科学探究能力。 4.通过举例说明利用能量流动规律科学、有效地利用生态系统资源，增强关注生物学社会性议题的社会责任感。 教学重难点 【教学重点】 1.能量流动的过程（明确各营养级能量的来源与去向）。 2.能量流动的两大特点（单向流动、逐级递减）及传递效率的理解。 【教学难点】 1.每个营养级“能量去向的细节辨析”（如区分“流入下一营养级的能量”与“未被利用的能量”）。 2. 能量传递效率的计算（如“相邻营养级间能量传递效率=下一营养级同化量/上一营养级同化量×100%”的公式应用，以及对“同化量”概念的准确理解）。 3.从“局部能量流动”到“生态系统整体能量平衡”的系统认知构建。 学情分析 利用“豆包”和“口袋易测”生成前置性诊断测试，针对学生的答题情况，快速分析学生的知识薄弱点。发现学生问题集中在：“概念混淆”“细节遗漏”和“逻辑误区”三个维度。如：学生未深入能量的具体来源、转化过程及传递规律，对“能量单向流动、逐级递减”的认知停留在表面，缺乏对“为什么不能循环”“递减比例如何形成”等深层逻辑的理解，需在本节课通过定量分析和逻辑推导填补认知空白。 高中生仍以具象思维为主，对“能量”这种看不见、摸不着的抽象概念，易出现理解障碍。例如，学生能直观认同“兔子吃草、狼吃兔子”的物质流动，但难以理解“草固定的太阳能，一部分被兔子呼吸消耗，一部分用于生长”的能量分配逻辑；且容易将“能量流动”与“物质循环”混淆，误认“能量也能在生态系统中循环利用”。 教学准备 1.学生进行课前预习，教师再利用“豆包”和“口袋易测”分析学生学情，实现精准备课 2.制作AI动画帮助学生理解能量流动过程 3.制作多媒体课件进行能量流动的模型构建和分析能量流动的特点 4.制作林德曼智能体，实现人机对话，阐明能量流动特点 教学过程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 情境导入 播放一段自己制作的草原生态系统的视频，展示草原上草、兔子、狼以及各类分解者的能量传递。请学生思考：1. 在这个生态系统中，能量的最终来源是什么？2. 太阳能是怎样流入这个生态系统的？3. 写出视频中的食物链，并思考能量在该食物链中是怎样传递的？接着引出主题：今天我们就一起深入探究生态系统的能量流动，揭开能量在生态系统中传递的神秘面纱。 1. 观看视频，结合已有知识回答问题 2. 小组讨论，初步掌握能量传递的过程 通过生动的视觉情境与启发性问题，引发学生思考，自然引出本节课的学习内容，为后续教学活动的开展营造良好氛围。 合作 探究 一、能量流动的过程 环节一：输入第一营养级的能量去向 播放一段AI制作的某草原生态系统中草的能量来源和去向的视频，让学生根据视频和教材知识在希沃上构建能量流经第一营养级的示意图。并由此归纳出能量在第一营养级的来源和去向。 根据自制AI图片提问学生：“兔子把草吃进肚里，这些能量就转变成兔子的能量了吗？”引导学生得出：同化量=摄入量—粪便量，粪便量是属于上一营养级的能量。 环节二：输入第二营养级的能量去向 播放一段通过AI制作的某草原生态系统中兔子的能量来源和去向的视频，让学生根据视频和教材知识构建归纳出能量流经第二营养级的示意图，之后教师进行归纳与总结。 环节三：生态系统能量流动示意图 通过希沃让学生构建生态系统能量流动示意图，并归纳能量流动的过程。 环节四：引导学生思考人工生态系统和自然生态系统的能量输入有何不同？ 教师通过多媒体课件展示人工林生态系统和人工蟹塘生态系统，提问学生：“上面我们分析的是自然生态系统，那么请同学们结合生活实际想一想，人工生态系统和自然生态系统的能量输入有何不同？” 环节一学生活动：观看AI视频，根据视频和教材知识，小组自主讨论并构建能量流经第一营养级的示意图。 环节二学生活动：观看AI视频，根据视频和教材知识小组自主讨论并构建能量流经第二营养级的示意图。 环节三学生活动：小组合作探究，构建生态系统能量流动示意图。 环节四学生活动：小组讨论辨析两种生态系统能量输入的不同 环节一设计意图：以视频的形式引导学生进行思考和归纳总结，并进行模型构建，化抽象的能量流动为生动形象的具体过程，便于学生理解与记忆。 环节二设计意图：这一过程与能量输入第一营养级的能量来源和去向是一致的。经过两次动—模构建，进一步强化了能量在各个营养级之间的来源和去向。 环节三设计意图：通过模型构建，培养学生建模与分析问题的能力。 环节四设计意图：通过比较这两种生态系统的不同，培养学生灵活运用所学知识，具体问题具体分析的能力。 二、 能量流动的特点 环节一：分析林德曼选择赛达伯格湖进行研究的动机 利用豆包制作林德曼智能体，教师引导学生与智能体对话，并进行分析：1. 为什么选赛达伯格湖进行研究？2. 种群如此之多，如何研究？ 环节二：对赛达伯格湖的研究数据进行分析 教师进一步引导学生与林德曼智能体对话，从而获得林德曼在赛达伯格湖进行研究时，数据的分析方法：即把数据转化成相应的表格形式，并对表格中的数据进行横向和纵向的比较。 引导学生对表格中数据进行横向和纵向的比较。并得出相应规律：横向比较说明各个营养级的能量流入量等于流出量；纵向比较说明能量流动过程中逐级递减。教师用多媒体课件展示能量传递效率公式，让学生计算各个营养级的能量流出与流入之比。引导学生得出：能量在相邻两个营养级间的传递效率为10%—20%。接着教师展示思考题：能量在兔子和狼之间的传递效率为10%—20%。进一步强调能量传递效率是指两个营养级之间，而不是指两个种群之间。 环节三：能量传递的特点及原因分析 通过对前面知识的学习，学生已经明白了能量流动的特点是单向流动、逐级递减。此时，引导学生以自主探究以及询问豆包的方式，探讨并归纳出能量单向流动、逐级递减的原因。让学生知其然并知其所以然。 环节四：引导学生思考食物链上为什么一般不超过5个营养级？ 教师PPT展示一个食物网示意图，并提问学生：不知道大家注意到没有，食物链上一般不超过5个营养级，这是为什么？ 环节一学生活动：进行课本预习，搜集林德曼在赛达伯格湖进行能量流动实验的背景，并与林德曼智能体进行深入对话。 环节二学生活动：思考林德曼进行数据分析的方法，并与林德曼智能体共同探讨，得出结论。 环节三学生活动：小组合作讨论能量流动的特点及原因。 环节四学生活动：根据已有知识小组讨论分析原因。 环节一设计意图：既增加课堂趣味性，又能让学生体验科学家科学探究的严谨性，深入理解林德曼先生研究赛达伯格湖的背后动机。 环节二设计意图：让学生体验科学家们的量化思维和逻辑推导能力，同时通过数据转化，并进行合理分析，更清晰地理解能量流动的特点。 环节三设计意图：这一知识点是对前面知识的一个高度概括。通过让学生思考、归纳，既能充分发挥学生的主观能动性，培养学生带着问题探索的思维能力。也可以检验学生对前面知识的掌握情况。 环节四设计意图：通过对这一问题的探究与思索，引导学生回顾、整合所学知识，形成运用所学知识解决实际问题、分析现实情境的核心能力。 课堂小结 板书设计 生态系统的能量流动 1、 生态系统的能量流动过程 1.同化量的去向 呼吸作用 同化量 流向下一营养级 用于生长、发育、繁殖 流向分解者 未利用的能量 2.能量的流动过程：输入、传递、转化、散失 二、生态系统的能量流动特点 1.单向流动 2.逐级递减 教学反思 本节课在课前已经做了充足准备，能精准定位学情，实现 “靶向教学”；在课堂教学中通过AI动画和模型构建化抽象为具象，突破教学难点，激发科学思维；在课后能为学生提供个性化辅导，兼顾差异学习。 — - 1 - — 学科网（北京）股份有限公司 $