3.2 生态系统的能量流动教学设计2026-2027学年高二上学期生物人教版选择性必修2

该高中生物学教学设计聚焦生态系统能量流动的过程、特点、生态金字塔及实践意义。以“荒岛生存”情境导入，通过讨论生存策略感知能量损耗，衔接食物链食物网旧知，搭建科学方法支架，引导学生从种群到营养级整体分析能量流动路径。 特色在于融合物质与能量观，通过赛达伯格湖数据定量分析培养科学思维，对比三类金字塔深化理解。采用情境教学、图示分析与定量计算，如设计农业生态方案提升探究实践能力，助力学生构建系统认知，为教师提供清晰教学逻辑与实用资源。

教学课题 第3章第2节 生态系统的能量流动 课时安排 1 课时 主备人 参备人 教学班级 教学课型 新授课 备课 分备时间 集备时间 课标要求 阐明能量流动的过程；概述能量流动的特点；说明实践意义。 教材分析 本节是生态系统功能的核心内容，分为过程与特点两大板块，为物质循环打基础。 学情分析 已掌握食物链食物网，但对同化量、能量去向、传递效率等抽象知识理解困难。 教学目标 1.通过分析能量在营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统中能量流动的过程和特征。 2.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。 3.概述研究生态系统能量流动的意义。 教学重点 生态系统的能量流动过程 教学难点 分析生态系统能量流动的过程 教学方法 情境教学法、图示分析法、讲授法 教学准备 PPT课件、能量流经第二营养级的示意图、生态系统能量流动的示意图 教学思路 情景导入→科学方法→能量流动的过程及概念 教 学 过 程 教学环节 教学内容及教师活动 学生活动 设计意图 新课导入 【问题探讨】 假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。 讨论 你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？ 1.先吃鸡，再吃玉米。 2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。 结合生活讨论生存策略，初步感知能量损耗 激发探究兴趣，为能量单向递减做铺垫 科学方法— 研究能量流动的基本思路 【科学方法】研究能量流动的基本思路 能量流经一个种群的情况可以图示如下： 如果将这个种群作为一个整体来研究，则左图可以概括成下图形式，从中可以看出分析能量流动的基本思路。 如果将一个营养级的所有种群作为一个整体，那么左图将概括为何种形式呢？ 生态系能量流动的研究一般是在群体水平上进行。将群体视为一个整体进行研究是系统科学常用的研究方法。 明确系统研究方法 把握研究能量流动的基本方法 新知探究：能量流动的过程及概念 过渡：地球上几乎所有的生态系统所需的能量来自哪里？这些能量是如何输入生态系统的？ 【知识讲解】能量流经第一营养级的过程 【知识讲解】能量流经第二营养级的过程 摄入量=同化量+粪便量 粪便量属于上一营养级固定或同化的能量 输入：生产者固定的太阳能 传递：食物链和食物网 转化：太阳能→有机物中的化学能→热能 散失： 途径：呼吸作用（各营养级生物本身的呼吸作用和分解者的呼吸作用） 主要形式：热能 生态系统能量流动的概念：生态系统中能量的输入、传递、转化和散失的过程。　　　　　　　 结合图示梳理能量流经生产者与消费者的全过程，标注能量去向并区分同化量与粪便量。 直观理解能量流动路径，突破重难点，建立能量流动的系统认知。 巩固新课 小结回顾 梳理：能量流动的概念→能量流动的过程 课堂检测 PPT 原题，当堂订正。 作业设计 基础性作业 完成教材课后练习与应用 拓展性作业 画图表示能量流动全过程 板书设计 3.2 生态系统的能量流动 1.概念： 2.过程： 生产者：固定太阳能→呼吸作用消耗的能量→用于生长、发育和繁殖的能量→被分解者利用的能量/下一营养级同化的能量 消费者：同化量 = 摄入量−粪便量 总过程：输入→传递→转化→散失 教学反思 本课时以荒岛生存情境导入，有效激发学生学习兴趣，顺利引出能量流动的学习主题。教学中围绕能量流经第一、第二营养级的过程展开，通过图示分解、关键词标注等方式，将抽象过程直观化，学生基本能够掌握能量的输入、传递、转化与散失路径。在摄入量、同化量、粪便量的辨析环节，学生通过讨论与练习，突破了本节核心难点。 课堂检测反馈显示，学生对能量流动过程的识记与理解较好，但部分学生对各营养级能量去向的表述仍不够规范，逻辑不够清晰。整体课堂节奏适中，小组参与度较高。后续教学可增加动态流程图，强化学生对能量去向的归纳表达，进一步夯实基础，为下一课时学习做好铺垫。 教学课题 第3章第2节 生态系统的能量流动 课时安排 1 课时 主备人 参备人 教学班级 教学课型 新授课 备课 分备时间 集备时间 课标要求 阐明能量流动的过程；概述能量流动的特点；说明实践意义。 教材分析 本节是生态系统功能的核心内容，分为过程与特点两大板块，为物质循环打基础。 学情分析 已掌握食物链食物网，但对同化量、能量去向、传递效率等抽象知识理解困难。 教学目标 1.通过分析能量在营养级间的流动情况和赛达伯格湖的能量流动，概述生态系统中能量流动的过程和特征。 2.用生态金字塔表征生态系统中各营养级间的能量、生物量或数量等关系。 3.概述研究生态系统能量流动的意义。 教学重点 生态系统的能量流动过程 教学难点 分析生态系统能量流动的过程 教学方法 讨论法、讲授法、图文分析法、定量计算法 教学准备 PPT课件、赛达伯格湖的能量流动图解、能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔的示意图 教学思路 复习导入→能量流动的特点→生态金字塔→研究能量流动的实践意义 教 学 过 程 教学环节 教学内容及教师活动 学生活动 设计意图 复习导入 复习能量流动的过程，提问能量可否循环、能否百分百传递？ 回顾旧知，思考能量流动方向与数量问题 衔接旧知，自然进入特点学习 新知探究：能量流动的特点 【思考.讨论】分析赛达伯格湖的能量流动 为了研究能量流经生态系统的食物链时，每一级的能量变化和能量转移效率，美国生态学家林德曼对一个结构相对简单的天然湖泊—赛达伯格湖的能量流动进行了定量分析。 讨论 1.用表格的形式，将图中的数据进行整理。例如，可以将每一营养级上的能量“流入”和“流出”整理成为一份清单(“流出”的能量不包括呼吸作用散失的能量)。 2. 计算“流出”该营养级的能量占“流入”该营养级能量的百分比。 3.流入某一营养级的能量，为什么不能百分之百流到下一个营养级？ 提示：各营养级的能量都有一部分通过呼吸作用散失；一部分被分解者分解利用；一部分未被利用。 4.从方向上看，能量流动是否会逆转，能不能循环流动？为什么？ 提示：不会逆转，不能循环流动。因为：食物链中各营养级之间的捕食关系是不可逆的；各营养级通过呼吸作用散失的热能不能再被生物利用。 【总结】能量流动的特点 1.生态系统中能量流动是单向的 2.能量在流动过程中逐级递减 能量传递效率：一般10 % ~20% 营养级数量：一般不超过5个营养级 任何生态系统都需要不断得到来自系统外的能量补充，以便维持生态系统的正常功能。 【问题探讨】 假设你像小说中的鲁滨逊那样，流落在一个荒岛上，那里除了有能饮用的水，几乎没有任何食物。你身边尚存的食物只有一只母鸡、15kg玉米。 讨论 你认为以下哪种生存策略能让你维持更长的时间来等待救援？ 1.先吃鸡，再吃玉米。 2.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。 讲解：选择1。如果选择2，则增加了食物链的长度，能量逐级递减，最后人获得的能量较少。 【知识讲解】能量流动的相关计算 在食物网中分析解决有关能量传递的计算问题时，需要确定相关的食物链，能量传递效率为10%～20%，一般从两个方面考虑： 整理数据、计算效率，归纳能量流动的去向。 识记特点，解释原因，理解营养级不超过 5 个。 培养定量分析能力，理解逐级递减原因。 建立规律认知，理解生态系统能量制约。 新知探究：生态金字塔 如果将单位时间内各营养级所得到的能量数值转换为用相应面积（或体积）的图形，并将图形按营养级由低到高排列。 【知识讲解】 （一）能量金字塔 表示各个营养级生物所含能量之间的关系。 （二）生物量金字塔 表示各个营养级生物量（每个营养级所容纳的有机物的总干重)之间的关系。 思考讨论：生物量金字塔在什么情况下，可能是上宽下窄倒置的金字塔形呢？ 提示：在海洋生态系统中，由于生产者(浮游植物)的个体小，寿命短，又会不断地被浮游动物吃掉，所以某一时刻调查到的浮游植物的生物量可能低于浮游动物的生物量。 （三）数量金字塔 表示各个营养级的生物个体的数目比值关系。 如果消费者个体小而生产者个体大，数量金字塔就会呈现上宽下窄倒置的金字塔形。 【小结】 想一想：哪一种指标构建的金字塔能更直观的表示生态系统的能量传递规律，并且不出现倒置现象呢？ 提示：能量金字塔能更直观、准确的表示能量在各营养级间的传递规律。 绘制能量金字塔，判断金字塔类型与倒置情形 直观理解能量规律，区分三类金字塔 新知探究：研究能量流动的实践意义 【知识讲解】 ①研究生态系统的能量流动，可以帮助人们将生物在时间、空间上进行合理配置，增大流入某个生态系统的总能量。 ②研究生态系统的能量流动，可以帮助人们科学地规划和设计人工生态系统，使能量得到最有效的利用。 实现了对能量的多级利用，提高了能量的利用率。 ③研究生态系统的能量流动，可以帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 牲畜过少，不能充分利用牧草所提供的能量。 牲畜过多，就会造成草场的退化，使畜产品的产量下降。 结合农业实例分析，提出增产措施 联系生产生活，提升知识应用与责任意识 巩固新课 小结回顾 梳理：能量流动的特点→生态金字塔→实践意义 课堂检测 PPT 原题，当堂订正。 作业设计 基础性作业 完成教材课后练习与应用 拓展性作业 设计简易农业生态方案 板书设计 3.2 生态系统的能量流动 1.特点：单向流动、逐级递减（10%~20%） 2.生态金字塔：能量金字塔永不倒置 3.意义：调整能量流向，使能量持续高效流向对人类最有益部分 教学反思 本课时承接上一节内容，从能量流动数据切入，引导学生自主分析得出单向流动、逐级递减的特点，注重定量分析与逻辑推理，符合学生认知规律。生态金字塔部分通过对比教学，学生能较好区分能量、生物量、数量金字塔，并理解能量金字塔不会倒置。 实践意义环节结合农业实例，学生能将知识与生产生活相联系，课堂参与度较高。但在能量传递效率计算和食物网综合题中，部分学生仍存在公式运用不熟练、食物链选择错误等问题。课堂时间分配较为合理，但习题讲解稍显仓促。今后需加强计算题型分层训练，强化解题步骤示范与方法总结，提升学生知识应用与解题能力。 学科网（北京）股份有限公司 $