资源简介

教学设计模板
课名
《生态系统的功能-能量流动》
一、教材分析（包括学情分析）
1.教材分析
《生态系统的能量流动》是上教版初中生命科学第二册第五章第二节中生态系统功能的第一课时。《课标》要求为B级，属于理解水平。主要讲述了生态系统的能量流动过程、生态系统能量流动的特点和生态（能量）金字塔等内容；本部分是在学习了生态系统的组成和食物链食物网的知识后，对生态系统功能的进一步深入理解，也为后续学习生态系统稳定性奠定基础。
2.
学情分析
（1）学生已有的知识技能
学生在初中的科学课程中已学过能量的形式、传递和转化等相关内容，在吸入空气和呼出气体比较一节中学过了呼吸作用；光合作用，生态系统的组成及食物链相关知识也在生命科学前面章节中提到了。
（2）学生的认知方式和习惯
初二年级同学具备了一定的逻辑思维能力，但主动学习的能力还相对薄弱，需要教师根据学生的反应设置一定梯度的问题串，才能有效引导他们进行理性思维，并在分析和解决问题的过程中学习新知识。
教学目标及难重点（知识与技能，方法和过程，情感态度与价值观）
教学目标：
通过比较生态系统输入和散失能的形式推测出能量流动是单方向的,不循环的
通过流入某一个营养级的能量为什么没有百分百被下一个营养级利用的原因分析，推测出能量流动是逐级递减的
通过经历用模型分析生态系统能量流动的过程，培养推理、迁移、归纳等思维能力
应用生态系统能量流动的特点，解释相关的生物学现象
感悟生态系统价值的意义
教学重点、难点：
重点：生态系统能量流动的过程和特点
难点：生态系统能量流动的过程和特点
三、教学策略选择与设计
本节课的教学重点是能量流动的特点，但是能量流动的特点（规律）是在科学的长期发展中形成的。探究一个规律性内容，如果没有具体的数值做定量分析，显得没有说服力。所以我把重点放在探究“流入某一个营养级的能量能否百分之百地流入下一个营养级”上，通过问题串降低难度，通过活动1，使学生理解为什么流入某一个营养级的能量没有百分之百被利用，也为能量流动是逐级递减的做好铺垫；分析了原因之后，顺势让同学用简练的语言描述生产者、初级消费者的能量来源和去路，在老师指导下，学生自主探究下完成活动2生态系统能量流动的过程分析；在分析能量流动的过程中使学生自己推测出能量流动的特点；最后学会用能量流动的特点解释一些生物学现象。
四、教学环境及设备、资源准备
卡片道具,PPT
五、教学过程
教师活动
学生活动
设计意图
情境导入：
展示图片：假如你像小说中的鲁滨逊那样流落在一个荒岛上，除了饮用水之外，岛上没有任何可供人类和动物食用的东西。你随身携带的食物只有一只母鸡，15kg玉米。
设疑：你认为以下哪种生存策略能让你活得更久来等待救援？
策略：
A.先吃鸡，再吃玉米
B.先吃玉米，同时用一部分玉米喂鸡，吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
思考和讨论。
引起学生的兴趣。希望学生产生不同的观点，但不深入讨论。以此引出课堂主题：《生态系统的功能-能量流动》。
能量流动的过程
出示图片：
问题1：请写出这条食物链；它们分别属于生态系统中的哪种生物成分？
老师讲解：食物链各个环节和营养级的关系。
问题2：生物体的生命活动是离不开能量的，生物需要不断地从外界获取能量来维持生存。食物链中各级消费者的能量从哪里来？
问题3：生产者的能量来自哪里？能是如何转化的？
问题4：兔子吃草，固定在草中的能量百分之百地被兔子利用了吗？
（根据学生的回答情况，给出相应的提示）
①草呼吸作用释放的能量只用于生长、发育和繁殖吗？
②草在生长的过程中，有些正常生长，有些出现“残枝败叶”，还有些死掉了；请问残枝败叶和遗体中的能量能被兔子利用吗？
③兔子能把一片草原上的草全部吃掉吗？得到的草多，还是未得到的草多？
④兔子会不会挑食？会不会吃剩下？
⑤即使把草吃到肚子里，就能被兔子全部消化吸收吗？
问题5：草固定的太阳能只有一部分流向了兔子，兔子没有利用到能量，可以归纳为几个去向？
呼吸作用以热能形式散失
微生物分解
未利用
老师讲解未利用的含义。
（即未被下一个营养级利用；未被呼吸散失；未被微生物分解利用）
问题6：未利用的能量留在了哪里？
问题7：用简练的文字表示草（生产者）的能量来源和去路。
投影仪展示学生答案。
问题8：用简练的文字表示兔子（初级消费者）的能量来源和去路。
问题9：我们刚才分析的是生态系统中生产者和初级消费者的能量来源和去路，以此类推，你认为其他消费者的能量来源和去路会是怎样呢？请同学们以小组为单位，利用卡片道具，尝试归纳生态系统的能量流动过程。
（提示：一种颜色的箭头表示一种能量去路；红色剪头表示能量沿食物链流动、蓝色箭头表示呼吸散失、黄色箭头表示分解者利用。）
学生思考、回答。
学生聆听。
学生利用《科学》学习的能量转化和传递的知识，分析食物链中各个营养级的能量来源。
学生小组讨论、交流。根据学习活动单上提示问题的顺序，利用卡片道具完成“流入某一个营养级的能量能不能百分之百地被下一个营养级利用”的原因分析。
（一组同学上台分享成果。）
学生思考、分析、回答。
学生聆听。
学生思考，回答。
学生思考并完成学习活动单活动二的相关内容。
学生思考并完成学习活动单活动二的相关内容。
学生利用卡片道具，完成活动2生态系统中能量流动的过程分析。一组同学上台分享成果。
（容易出现的问题有三：①漏了输入生态系统的光能；②除了生产者和消费者，分解者也要呼吸；③箭头的粗细没注意）
复习食物链、生态系统的组成相关知识。
引出“营养级”概念，为下面内容铺垫。
通过分析食物链中各个营养级的能量来源，为能量是沿食物链流动的做好铺垫。
通过设计问题串，降低思维难度；通过模型建构，帮助同学理解难点。
为学习“流入某个营养级的能量有哪些去路”做准备。
在活动1的基础上乘热打铁，培养学生归纳能力。
为归纳生态系统能量流动过程做准备，统一箭头指向表示的含义。
卡片道具设计：①设计了三种颜色的箭头，目的使学生了解流入某一个营养级的能量有三种去路；②每种箭头有四种粗细，目的使学生理解能量在流动过程中是逐级递减。
生态系统能量流动的特点
问题1：活动二中，从箭头的变化上，大家有没有发现能量流动有一个什么特点？
在学生回答基础上，规范术语。并请同学朗读课本中逐级递减的规律。
能量流动逐级递减的这个特点形象化的表示是能量金字塔。
展示图片：能量金字塔
老师讲解能量金字塔中能量和各个营养级的关系。
（PPT展示）
食物链越长，能量流动过程中损耗的能量就越________；
营养级越高，该营养级生物体内所含的能量就越______。
问题2：在生态系统能量流动过程中，从方向上看，散失的能量能不能被植物循环利用？从中能推测出能量流动有什么特点？
（引导学生分析生态系统比较输入、散失能的形式）
老师引导，学生读图：“生态系统能量流动过程”，加深理解能量流动的特点。
能量流动过程图中箭头由粗到细表示什么？方块面积越来越小表示什么？
呼吸散失的是什么能？生态系统输入的是什么能？能量沿食物链流动，食物链上各个营养级之间吃与被吃的关系会改变吗？
学生思考、回答。
（学生会回答能量流动过程中会越来越少。）
学生聆听。
学生回答。
学生思考，回答。
散失的主要是热能，热能很显然不能被绿色植物循环利用，光合作用需要的是光能。所以能量流动是不循环的。
学生回答：
表示能量流动越来越少，随着营养级的升高，该营养级生物体内含的能量越来越少。
散失的是热能，输入的是光能；食物链上各种生物之间的捕食关系是在长期自然选择的结果，不会改变。所以能量流动的特点是单方向的，不循环的。
培养学生推理能力。
生态金字塔（能量金字塔、数量金字塔和生物量金字塔）中，只有能量金字塔一定呈现正金字塔形，所以避开了数量金字塔和生物量金字塔。着重讲解能量金字塔。
培养学生的分析归纳能力。
课堂检测
练一练：
1.在食物链“浮游植物→浮游动物→虾→小鱼”中，假设能量传递效率为10%，如果要得到10kg小鱼，至少需要消耗浮游植物……（
）
A.10kg
B.100kg
C.1000kg
D.10000kg
2.为什么食物链一般不超过5个营养级呢？……（
）
A．营养级越高，该营养级生物所获得的能量越多
B．营养级越高，每个营养级生物的个体数量越多
C．食物链越长，最高营养级生物获得食物所需的面积越来越大
D.
食物链越长，损失的能量就越多，到达第六营养级时，传递到该营养级的能量不足以维持一个种群的生存了。
3.展示图片（课本83食物网图）
在“植物→蝇→蜻蜓→蛙→蛇→鹰”这条食物链中，鹰处于第几营养级？营养级越高，获得的能量就越少，这些能量是无法维持鹰的生存的，鹰是不是都会饿死了？在生态系统中，生物种类越多，个体数量越大，食物链就越多，这样便形成了复杂的食物网。人几乎能从每条食物链中获取食物，所以我们要保护物种的________。
4．
在下列食物链中，假设初级消费者从生产者处获得的能量数值相同，则提供给鹰的能量最多的一条食物链是…………………（
）
A．绿色植物→蚱蜢→蜘蛛→蜥蜴→蛇→鹰
B．绿色植物→鼠→蛇→鹰
C．绿色植物→蚱蜢→青蛙→蛇→鹰
D.
绿色植物→鼠→鹰
学生回答。
因为能量传递效率是10%，所以要得到10kg小鱼，就要虾100kg,浮游动物1000kg,浮游植物10000kg。
学生回答。
学生回答。
处于第6营养级，鹰不会饿死，因为鹰还可以以田鼠为食物，在“植物→田鼠→鹰”这条食物链中，鹰位于第三营养级。
学生回答。
保护物种的多样性。
学生回答。
能量在流动过程中是逐级递减的，所以食物链越长，流动过程中能量损耗越多；食物链越短，能量损耗越少，能量利用率就越高。其实这题就是比较食物链的长短。
知识巩固。
帮助学生理解食物链为什么不能无限延长。
感悟生态学价值的意义。
理解食物链越短，能量损失就越少，能量利用率就越高，为解决情境任务做准备。
四
、解决情境问题
提示：选择哪个策略能活更长的时间，可以让学生尝试把2种策略对应的食物链写出来，根据能量流动逐级递减的思路，可以发现食物链越长，损失的能量就越多，从而做出正确的选择。
学生思考，回答。
策略1：
策略2：
食物链越长，能量损失就越多，能量利用率就低。
学以致用。
小结
引导学生进行小结
梳理所学知识
小结梳理
六．课后思考
人们不能改变能量流动的客观规律，但人们能合理调整能量流动方向，使能量流向对人类最有益的部分。
从能量流动的角度思考：
如果你是一个农民，种一片庄稼时，为什么要经常除草和杀虫呢？
如果你是一个农场主，你会如何放牧，才能达到产畜量高，又不会导致草场退化？
学生课后思考。
产生新的问题，激发学生课后学习的动力。
六、教学板书
七、课后反思
本课从荒岛求生的问题情境引入，大大激发了学生的学习兴趣；从活动一“流入某一个营养级的能量有没有百分之百地流向下一个营养级”的原因分析，为能量流动是逐级递减的这个特点做好铺垫；接着分析“兔子没有利用到的这部分能量”，有哪几个去路，为“流入某一个营养级的能量去路”做准备；然后请同学归纳生态系统中生产者和初级消费者的能量来源和去路，并在此基础上提高难度，完成活动二“生态系统能量流动过程”的分析，并着重比较生态系统中能量输入和能量散失的形式，为能量流动是单方向的，不循环的特点做铺垫；在活动一和二的基础上，请同学推测、归纳能量流动的特点；最后学以致用，分析和解决情境问题。比较好地把握了学习管理和指导，适时适切地提供了问题导向式思维台阶，保障了学习任务的有效达成。

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