5.1.2生态系统的结构和功能（教学设计）（含交互设计） 生物新教材人教版八年级上册

年级

八年级

  授课时间

1课时

课题

第2节　生态系统的结构和功能

教材分析

本节课选自新人教版八年级上册第五单元第一章第二节。在此之前，学生已经学习了生物与环境的关系，本节课将进一步从整体和系统的角度，探讨生态系统的组成成分、营养结构（食物链和食物网）以及功能（物质循环和能量流动）。这是理解生物圈稳态的基础，也是培养学生系统观和生态观的关键章节。

教学目标

【生命观念】认同生态系统是生物与环境构成的统一整体；初步形成物质循环与能量流动的系统观。

【科学思维】能运用归纳与概括的方法，分析食物链与食物网的营养结构；通过对比，辨析能量流动与物质循环的特点。

【探究实践】 参与 “组建生态舱部门” 小组角色扮演，自主归纳三类生物功能；

【态度责任】体会人造生态系统的脆弱性，树立保护地球生物圈、人与自然和谐共生的社会责任感。

教学重、难点

【教学重点】

1.生态系统三大生物成分、非生物环境的功能与相互关系；

2. 食物链规范书写、食物网识别，分析生物数量动态变化；

3. 物质循环、能量流动的特点，生物富集现象规律。

【教学难点】

1.理解能量流动逐级递减的原因，读懂能量金字塔；

2. 区分能量流动与物质循环的区别和内在联系。

教学过程

教学内容

教师活动

学生活动

新课导入

（3分钟）

1.播放火星探测短片，展示火星荒芜无稳定生命环境的画面。

 过渡语 1：“同学们，看完短片我们能发现，火星没有稳定空气、水源、食物，人类想要长期定居，不能只靠从地球运输物资，必须打造一套自给自足、能够循环运转的生命维持系统。”

 过渡语 2：“其实我们脚下的地球，就是一套天然、完美、长期稳定运转的生命维持系统，在生物学里，我们给它起了一个专业名字 —— 生态系统。今天我们就带着‘如何在火星复刻地球家园’这个核心问题，一步步拆解生态系统的结构与运转功能。”

1. 认真观看短片，直观感受火星恶劣生存条件；

2. 跟随教师引导思考：一套能长期养活生命的系统需要具备哪些条件；

3. 带着火星造家园的任务进入新课学习。

 2.板书课题：生态系统的结构和功能。

新知探究

一、生态系统的定义（5分钟）

1. 出示草原罩网实验图片，引导观察罩网内外昆虫、鸟类数量差异。

过渡语：“大家看这张罩网实验图，人为隔开鸟类和草地后，昆虫泛滥。这说明草地里的生物不能单独存活，必须和周围空气、土壤、水分共同构成整体，这就是生态系统的核心。”

2. 板书生态系统定义，圈画关键词：一定空间范围、生物、环境、统一整体。

3. 出示判断题：①池塘所有鱼 ②一截朽木 + 上面真菌、小虫，随机点名学生作答。过渡语：“判断是否为生态系统有两个硬性标准，缺一不可，我们一起总结：既要包含全部生物，也要包含生物生存的无机环境。”

1. 观察实验图片，自主说出鸟类制约昆虫数量的逻辑；

2. 标记定义关键词，理解概念核心；

3. 独立判断习题，举手说明对错理由，区分种群、群落、生态系统。

二、生态系统的组成（12分钟）

1. 出示森林实景图：树木、幼虫、啄木鸟、腐烂树桩。

过渡语：“我们知道生态系统由生物和环境组成，那里面的生物又各自承担什么工作？我们以这片森林为例，分小组讨论三种生物获取能量的方式。”

3. 组织小组活动：“组建生态舱部门” 角色扮演，归纳三类生物职能。过渡语：“如果把火星生命舱比作一家工厂，植物、动物、微生物分别是哪个部门？我们一起给它们命名：生产者、消费者、分解者。”
4. 抛出易错问题：菟丝子是植物却不能光合作用；蚯蚓是动物却分解腐殖质。过渡语：“很多同学会默认植物都是生产者、动物都是消费者，这两个特殊生物就能打破我们的思维定式，判断类别要看它获取有机物的方式。”
5. 提问假设：如果地球上没有分解者会发生什么？过渡语：“生产者制造有机物，消费者消耗有机物，只有分解者能把物质还给环境，它是循环的关键一环。”

1. 4 人小组讨论森林生物能量来源，记录观点；

2. 小组分工扮演生产者、消费者、分解者，阐述自身作用；

3. 交流讨论菟丝子、蚯蚓归类依据，纠正固有认知；

4. 大胆畅想无分解者的场景：动植物遗体堆积、养分无法回归土壤。

5. 板书梳理三者相互依存、相互制约的关系。

三、营养结构：食物链与食物网（10分钟）

1. 过渡语：“生态舱各个部门分工明确，还需要物资流转的通道，生物之间捕食、取食的物质能量通道，就是食物链。”2. 出示成语 “螳螂捕蝉，黄雀在后”，示范正确书写格式，强调三点规则：起点生产者、箭头指向捕食者、不含分解者与环境。过渡语：“很多同学写食物链容易漏掉植物、箭头写反，我们记住：能量流动方向就是箭头方向。”3. 出示草原生物素材：草、兔、狐、蛇、鹰，请学生上台连线绘制食物链。过渡语：“单一食物链太少，真实环境里多种捕食关系交织在一起，就形成食物网。大家数一数图中一共有几条食物链。”4. 深度设问：若蛇大量减少，鼠、鹰、青蛙数量会如何变化？过渡语：“食物网里生物互相牵制，一种生物数量改变，整条链条都会波动，这也说明生态系统具备一定自动调节能力。”

1.尝试书写成语食物链，对照教师示范修改错误；

2. 上台动手连线构建食物网，逐条数清食物链；

3. 小组交流推理各类生物数量增减趋势，理清捕食、竞争双重关系。

四、功能探究：物质循环与能量流动（10分钟）

1. 过渡语：“食物网搭建好了，物质和能量顺着链条传递，这就是生态系统两大核心功能，我们分开研究。”

2. 展示碳循环示意图，结合光合作用、呼吸作用讲解循环路径。过渡语：“碳元素在大气、植物、动物、微生物之间反复流转，不会消失，因此物质具有全球性、循环性。”

3. 出示能量流动图解，提问：能量可以循环利用吗？过渡语：“所有能量最终来自太阳，每传递一级都会消耗大量热能，无法回流，所以能量单向流动、逐级递减，这也是能量金字塔下宽上窄的原因。”

4. 拓展生物富集示意图：有毒物质沿食物链不断积累。过渡语：“能量越来越少，但毒素会不断堆积，营养级越高的动物体内毒素越多。”

5. 辩论议题：能不能彻底消灭苍蝇、蚊子？过渡语：“大家结合食物链、生物富集知识，辩证思考全部灭杀这类生物带来的连锁危害。”

1. 结合旧知，完整描述碳在生物与环境间的循环过程；

2. 对比总结物质循环、能量流动的不同特点，理解能量金字塔成因；3. 观察图片，记住生物富集规律；4. 自由发言，多角度分析消灭蚊蝇的负面影响。