高三生物《生态系统的能量流动》教案(整理5篇)
时间：2024-12-09
时间：2024-12-09
一、教材分析
《生态系统的能量流动》这部分内容是高中生物（必修）第二册第八章《生物与环境》第三节《生态系统》的核心内容。在教学中，本节知识起着承上启下的作用。本节知识和第三章《新陈代谢》的知识联系密切，又直接关系到《生态系统的物质循环》和《生态系统稳定性》的学习，学科内综合性强，理论联系实际紧密，需要提高灵活运用知识、分析解决问题和识图解图能力。
纵观04—07三年来的全国高考题，该部分知识为高考热点内容之一，历年高考都会考查。但近三年来天津卷涉及较少。从考查形式上看，既有选择题也有非选择题。往往涉及到图形、图表的分析。命题方式灵活多样，主要考察学生的理论联系实际能力、灵活运用知识能力及分析解决问题能力等。其中“能量流动的.特点”及各营养级能量传递的计算及综合运用本章的能量流动、物质循环等知识分析解决现实生活中的实际问题及热点问题，是高考命题的焦点。
二、教学目标
根据教学大纲和考纲的具体要求，结合学生知识水平，拟定教学目标如下：
1、知识目标
（1）了解生态系统中能量的来源、流动渠道和研究目的
（2）理解能量流动的特点
（3）应用食物链中各营养级能量传递进行计算
2、能力目标：
培养学生识图解图能力、观察和分析能力、理论联系实际能力等
3、情感目标
培养学生物质运动和物质普遍联系的辩证观点
三、重点难点
1、教学重点
生态系统能量流动的过程和特点
2、教学难点
生态系统的能量流动相关知识的计算
3、重难点的突破
利用多媒体课件为手段，借助于其形象、直观、动态等多种功能使知识结构一目了然，来突出重点。再通过经典例题跟进、教师详解、学生分析来强化知识，突破难点
四、教学方法
围绕本节课的教学目标与教学内容，在课前制定有针对性的复习目标，并要求学生提前复习，教师加以检查落实。授课中以多媒体为辅助手段，采用启发式、讨论式等各种教学方法。通过对近几年与本部分内容相关的高考题的分析研究，以及解题中如何确立关键词、关键点及解题思路、解题方法及技巧的讲解，使学生对本节知识有个系统的认识并加以掌握。
一、教学目标
1、使学生初步认识生态系统中的能量流动、物质循环对生物界的重要性。
2、使学生了解生态系统的能量流动与物质循环的特点。
3、使学生理解掌握能量流动和物质循环过程，以及它们在生态系统中的重要意义。
二、教学重、难点教学重点
1、生态系统的能量流动过程及特点。
2、碳循环过程。教学难点
1、生态系统能量流动的特点分析。
2、生态系统能量流动与物质循环的关系。
三、教学方法
讲述、讨论、演示
四、学时安排
1学时
五、教学过程
一、导入
师：请大家欣赏一段动画！并讨论后面的问题。（大屏幕出示这样的情境动画）
鲁宾逊流落到一个荒岛上，那里除了有能饮用的水以外，几乎没有任何食物，随身尚存的食物只有一只母鸡、１５kg玉米。然后出示问题：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？试说明理由。下面有两项选择：
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。
学生讨论。
师：大家都很聪明，都选择第二个答案，理由也比较充分，因为第二种吃法可以给他提供更多的能量，使他能维持更长的时间来等待救援。一切生命活动都伴随着能量的变化，没有能量的供给也就没有生命和生态系统。能量的流入、传递、转化和散失的过程就是能量流动，在能量流动的过程中伴随着物质循环。那么，生态系统中的能量是怎样流动的？物质是怎样循环的呢？这就是我们今天要研究的主要问题。
二、新课教学
活动一：生态系统的能量流动
1、学生阅读课文，思考问题：
生态系统能量的源头是什么？怎样流入生态系统的？能量流动的渠道是什么？能量是怎样流动的？
2、播放课件：生态系统中能量流动的示意图。
3、学生回答：生态系统中能量的源头是太阳能。
4、引导启发：不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动，只有被生产者固定的太阳能才能流动。
5、师生谈话：生产者是如何固定太阳能的呢？是生产者（绿色植物）通过光合作用，把太阳能固定在有机物中的。那么能量又是怎样流动的呢?是通过食物链和食物网进行流动的。我们把食物链和食物网中的各个营养层次称为营养级。那么能量是怎样逐级流动的呢？第一级是绿色植物，第二级是以植物为食的动物，第三级是以植食性动物为食的肉食动物。以此类推。
6、分组讨论：能量在流动过程中将发生怎样的变化呢？你能发现什么规律么？
7、播放课件：生态系统能量流向示意图。
（推荐一个同学归纳其中心内容，其他同学补充，老师点拨指导。）
8、师生交流：在能量流动的过程中，绿色植物固定的太阳能有三个去处：一部分被自身的生命活动消耗了，即通过细胞呼吸释放和生命活动利用了；储存在体内的能量一部分流入下一营养级；没被利用的枯枝落叶和下一营养级摄食未消化而排出的粪便中的这一部分被分解者释放出来。因此，可以看出，能量在流动的过程中是逐级递减的。
活动二：全课总结，课外延伸
师：生态系统的能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网实现的，物质是能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动，而能量又作为动力，使物质能够不断地在生态系统和无机环境之间循环往复，两者密不可分。
师：请大家阅读书后的课外探究，了解什么是水体富营养化，并且回去做模拟实验，或制作一个小的生态球。
【教后反思】
从学生喜欢的动画入手，给学生以生动形象的感性认识，引导学生思考，再加上教师语言的小结，直接切入本课主题，贴近学生生活，激发学生兴趣，调动学生学习的积极性，吸引学生注意，将枯燥的`问题形象化、生动化和趣味化。设计思想本部分内容是本节课的教学重点也是难点。本部分的教学策略是先设计问题情境，让学生带着问题阅读教材，然后播放教师自己制作的直观性较强的“能量流动图解”使学生对“能量流动”从感性认识上升到理性认识，再通过学生小组讨论与教师引导启发相结合、师生谈话等教学方法，使学生对“能量流动的过程”有深刻的理解，突出体现新课标“面向全体学生、提高学生生物科学素养”的理念，培养学生的逻辑思维、辨证思维和发散思维，对生态系统是中食物链和食物网的理解更加深刻，让学生感受到生物之间是紧密联系的，有利于培养学生辩证的生物学观点。
本节课的另一个教学重点也是难点。我采用的教学策略是：从回顾旧知入手，通过知识迁移把新旧知识融会贯通，再通过分析、讨论、交流、填空等形式加深对“碳的循环”知识的理解；通过“课堂延伸”引导学生利用新知识去解决实际问题，学以致用；运用科学知识解决实际的、现实生活和社会生活中的问题的理念，并展开科学、技术、社会的关系（STS）教育，并通过“温室效应”问题的讨论，增强学生的环境意识。
通过简单的语言对能量流动与物质循环之间的关系进行概括，使学生知道生态系统中的生物之间是彼此联系的，能量流动和物质循环也是密不可分的。有利于学生树立普遍联系的辩证的生物学观点。再加上课外探究的设计，使学生更加理解能量流动和物质循环的实际意义，将课堂内容引申至实际生活，有利于激发学生实践探索的欲望，有利于学生养成良好的科学思维习惯培养学生的科学态度和科学的世界观。
一、教学目标：
（一）知识目标
1、使学生初步学会运用生态学的基本观点来认识生态系统中的能量流动、物质循环对生物界的重要性。
2、使学生了解生态系统的主要功能和名词概念以及能量流动与物质循环的特点。
3、使学生理解掌握能量流动和物质循环过程，以及它们在生态系统中的重要意义。
4、通过设计“草场放牧方案”，为学生的后续学习打下基础。
（二）能力目标
1．通过电脑课件和课本的图（图解）的观察，培养提高学生的识图能力、观察和分析能力。
2．通过师生讨论交流、学生小组讨论与教师引导启发相结合，将知识化难为易，培养学生口头表达能力、相互合作能力以及培养学生发散思维和求异思维。
3．通过实例和结合课本上例子的分析总结，培养学生运用科学知识解决和分析实际问题等思维能力，从而培养理论联系实际的能力。
（三）情感目标
通过生态系统功能的学习，使学生热爱大自然、保护生态环境，热爱祖国的美好山河，培养高尚的爱国主义情操。
二、教材重点、难点分析：
1、重点：生态系统的能量流动过程及特点
2、难点：生态系统的能量流动具有单向性和逐级递减的原因
三、教学过程：
1、“能量流动的过程”：
问题情景：生态系统能量的源头是什么？怎样输入生态系统的？能量流动的渠道是什么？能量流动的过程是怎样的？
学生探索：阅读教材“能量流动的过程”部分，并思考讨论问题。
播放课件：生态系统中能量流动的图解
讨论回答：生态系统中能量的源头是太阳能。
引导启发：不是所有的太阳能都参与生态系统中的能量流动，必须是输入到生态系统的第一营养级的能量才能开始在生态系统中流动。
师生谈话：怎样输入？依赖于生产者的光合作用把太阳能转变成化学能。生产者固定的太阳能总量就是流经这个生态系统的总能量。
能量流动的主渠道是：食物链和食物网。
分组讨论：输入生态系统的能量是怎样流动的？或者说生产者固定的太阳能流向什么方向？
播放课件：生产者固定的太阳能、初级消费者同化的能量的能量流向示意图
（推荐一个同学归纳其中心内容，其他同学补充，老师点拨指导。）
引导启发：能量流动的过程：生产者固定的太阳能有三个去处：一部分被自身的生命活动消耗了，即通过细胞呼吸释放和生命活动利用了；储存在体内的能量一部分被初级消费者摄食同化流入下一营养级，没被初级消费者利用的枯枝落叶和初级消费者摄食未消化而排出的粪便中的这一部分被分解者释放出来。对于初级消费者所同化的能量，也是这三个去处。并且可以认为，一个营养级所同化的能量＝呼吸散失的能量十分解者释放的能量十被下一营养级同化的能量。但对于最高营养级的情况有所不同。
2、“能量流动的特点”：
问题引入：?为什么肉类食品的价格总比蔬菜价格高？
俗话说，“一山不能容二虎”，有没有道理？为什么？
引导探索：生态系统中能量流动有什么特点？形成这些特点的原因是什么？相邻两个营养级之间的能量传递效率是多少？
播放课件：美国生态学家林德曼“赛达伯格湖的能量流动图解”
学生分析：阅读教材，根据课本中提出的问题进行思考。
分组计算：?流入每个营养级的能量占上一个营养级所同化的能量的百分率是多少？
一个营养级所同化的能量，是怎样分配的？
（每组推荐一个同学回答，其他同学补充，老师点拨指导。）
引导分析：对能量流动过程的定量分析，是研究能量流动规律的关键。在赛达伯格湖，第二营养级只获得第一营养级同化能量的13．5％，第三营养级只获得第二营养级同化能量的20％。
引导探索：能量在相邻两个营养级间的传递效率只有10％～20％，那么，其余80％～90％能量哪里去了？
共同分析：一个营养级同化的能量，不能百分之百流向下一个营养级。这是因为自身要呼吸消耗、生物遗体等被分解者利用释放等，这就决定了能量越流越少，即传递率为10％～20％。一条食物链的营养级一般不会超过五个营养级，因营养级上升一级，可利用的能量相应要减少80％～90％，能量到了第五个营养级时，可利用的能量往往少到不能维持其生存的程度了。
师生谈话：学生思考、回答前面引入的问题。
引导探索：生态系统的能量流动特点除了逐级递减还有什么特点？
引导启发：对于单向流动来讲，是指能量只能从前一营养级流向后一营养级，而不能反向流动，即从生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者→……。食物链各个营养级的顺序是不可逆的，而各个营养级的能量总是以呼吸散失热能，即能量必须源源不断地输入，又不断地散失。
课堂延伸：“设计草场放牧方案”，怎样判断一个草场上是不是过度放牧？
（课后质疑讨论、学生相互启迪、探究学习）
3、碳的循环过程：
概念突破：生态系统物质循环概念中的物质是指什么、循环是指什么？概念中所说的生态系统指的是什么？
引导启发：概念中的物质不是指由C、H、O、N元素组成的糖类、脂肪和蛋白质等生物体内所特有的.物质。生态系统的物质循环是指组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境之间的往返运动，正因为物质可以重复利用，所以物质是永恒的（物质不灭定律）。
播放课件：碳的循环图解
知识迁移：学生回答有关生理过程
引导探索：
1、碳在无机环境中的存在形式是什么？碳在无机环境与生物群落之间以什么形式循环？碳进入生物群落的主要方式是什么？
2、碳在生物群落的存在形式、传递形式是什么？碳进入无机环境的方式是什么？
3、碳循环的范围怎样？
播放课件：光合作用和呼吸作用的反应式
学生讨论：光合作用过程和呼吸作用过程中碳的传递过程
（每组推荐一个同学回答，其他同学补充，老师点拨指导。）
师生归纳：大气中的CO2进入生物群落，主要依赖于绿色植物的光合作用，使无机“C”变为有机“C”，再通过食物链进入动物和其他生物体中，因此从“C”的循环可见绿色植物是生态系统的基石；除此之外，还有化能合成作用的微生物也能把CO2合成为有机物。另外，生物群落中的有机“C”，通过呼吸作用和分解作用变成无机“C”回到大气中；还有一部分生物遗体没有被分解者分解，转变成为地下的石油和煤，暂时脱离循环，但一经开采燃烧，便可产生CO2返回碳循环。
引导探索：在碳循环中，森林生态系统是碳的主要吸收者。但近年来由于人类大量地采伐森林，再加上燃烧化石燃料以及环境污染，因而使大气中CO2的浓度明显增加，这种趋势如果继续发展下去世界的气候就可能发生剧烈变化，后果令人担忧。
课堂延伸：“温室效应”是怎样引起的？有什么危害？怎样解决？
（小组讨论，推荐同学回答）
4、生态系统的能量流动和物质循环的关系：
师生谈话：完成缺项的内容
交流总结：能量流动和物质循环的因果关系
（推荐一个同学回答，其他同学补充，老师点拨指导。）
引导启发：生态系统的能量流动和物质循环都是通过食物链和食物网的渠道实现的，物质是能量的载体，使能量沿着食物链（网）流动，而能量又作为动力，使物质能够不断地在生态系统和无机环境之间循环往复，两者密不可分。
但是，能量流动和物质循环又有本质上的区别：能量流经生态系统各个营养级时是逐级递减，而且流动是单向的、不是循环的，最终在环境中消失。物质循环是带有全球性的，在生物群落与无机环境间物质可以反复出现，反复利用，循环运动，不会消失。总之，能量流动与物质循环既有联系，又有区别，是相辅相承、密不可分的统一整体。
课堂延伸：写小论文浅谈能量流动和物质循环与生物生存发展的关系。
（学生探究性学习，课外完成）
四、总结及反思
一、生态系统的能量流动的含义及能量流动分析的基本思路
1、生态系统的能量流动的含义
2、分析能量流动的基本思路
二、能量流动的过程
1、起点：从生产者固定太阳能开始
2、数量：流经生态系统的总能量，是生产者所固定的全部太阳能
3、渠道：食物链和食物网
4、过程：
三、能量流动的特点
1、单向流动（为什么？）
2、逐级递减（为什么？）
能量呈现金字塔型（生物数量呢？）
四、研究能量流动的实践意义
复习提问：
1、简述能量流动的'过程。
2、能量流动有何特点？调查当地农田生态系统中的能量流动情况
一）目的要求
1、调查当地的农田生态系统，明确它的组成成分。
2、分析农田生态系统中能量流动的情况，并作出评价。
3、对所调查的农田生态系统提出能量流动方面的改进建议。
二）活动建议
农村的同学要进行实地调查，城市的同学可以通过询问亲友、电话访谈、搜集资料、走访农业部门等方式进行调查。
调查过程中要注意对以下问题进行分析
1、当地农田生态系统中生产者的主体是什么？还有哪些种类的生物是生产者？农民是用什么方法抑制其他生产者的数量的？
2、初级消费者有哪些？其中哪些是对农业生产有益的？哪些是有害的？对这些初级消费者，农民分别采用了哪些措施？
3、次级消费者有哪些？它们与农作物是什么关系？
4、养殖动物的饲料来源是怎样的？
5、农民对作物秸杆是如何处理的？
6、人们通过什么方式来提高光能利用效率？
7、怎样才能使该生态系统中的能量得到更充分的利用？
三）撰写调查报告
整理调查结果，尽可能详尽地画出该农业生态系统的食物链和食物网，写一篇有关农业生态系统能量流动情况的调查分析报告。
四）交流
就调查报告的主要内容与农民进行交流。农民对你们的建议持什么态度？如果实施你们的建议，他们有什么现实困难？
根据和农民沟通交流的情况，对调查报告作进一步修改。
五）总结
六）作业布置
1、撰写调查报告。
2、教材P97技能训练。
一、知识目标
1、使学生理解能量流动是生态系统的两大功能量之一。
2、使学生了解生态系统能量流动的概念，掌握生态系统能量流动的过程和特点。
3、使学生体会研究人员研究生态系统能量流动的意义。
二、能力目标
通过引导学生定量地分析某个具体生态系统的能量流动过程和特点，培养学生分析、综合和推理的思维能力。
三、情感目标
通过讨论“研究生态系统能量流动的意义”这一教学内容，使学生理解科学是第一生产力的观点。
教学建议
教材分析
这部分教学内容主要从“生态系统中能量的流动过程”、“生态系统中能量流动的特点”和“人类研究生态系统能量流动的意义”这三个方面来阐明生态系统中的能量流动问题。
生态系统能量流动的过程和特点是本节的重点内容之一；能量流动具有单向性和逐级递减的原因是本节的难点之一。充分利用“赛达.伯格湖中能量流动定量分析”这一经典的生态学实验，是突破这一难点的关键，同时也是这部分教学内容的精华所在，因为在指导学生讨论这个实验数据的过程中，可初步训练学生的分析、推理能力。
“研究生态系统能量流动的意义”这一教学内容，紧密联系人类的生产生活实际，充分体现了“科学、技术、社会”观点。
重难点分析
重点：生态系统能量流动的过程和特点。
（1）能量是一切生命活动的动力，也是生态系统存在和发展的`基础。生物圈中每一个完整的生态系统都是一个能量输入、传递和输出的系统。生态系统内能量单向传递的全过程，叫做能量流动。这是生态系统功能的一个重要体现。
（2）指导学生分析生态系统能量流动过程和特点的过程，也就是培养学生分析综合和推理的思维能力的过程；同时，生态系统能量流动的过程，渗透着物质运动和物质普遍联系的辩证观点，是渗透辩证唯物主义观点教育的极好素材。
（3）研究能量流动的过程和特点，一方面可以巩固前面学习的食物链和食物网的知识，另一方面，也为研究生态系统的目的——服务于人类自身（能量流向对人类最有益的部分）打好基础。
难点：
（1）生态系统能量流动的过程和特点
①能量本身是一个抽象的概念，能量流动也是抽象的，在学生原有的认知结构中，对于能量的认识不是很充分，对于能量流动的过程和特点更是生疏，因而成为认知上的难点。教师引导学生分析时，应首先提示学生“能量是一切生命活动的动力”，生态系统存在和发展的基础也需要能量，再引导学生分析生态系统的能量输入、传递和输出过程。
②对于能量流动特点的分析，引导学生从具体的能量流动过程分析出抽象的能量流动特点，组织学生分析必须有很好的切入点，采用设计合理的问题或提示分析的角度的方式引导学生分析能量流动的特点，教师在组织教学时要仔细考虑。
（2）能量金字塔的概念
能量金字塔是生态系统能量传递效率的一种直观表示方法，能量金字塔概念的提出是教学的难点，教师可以从如何直观表示生态系统能量传递效率的角度提出能量金字塔的概念，既有利于对能量金字塔概念的理解，又有利于对生态系统传递效率知识的理解。
教法建议
“生态系统的能量流动是指生态系统中能量的输入、传递和散失的过程”，学生对这一概念的认识，是建立在对生态系统结构的理解基础上的，因此进入这部分学习之前，复习生态系统结构的有关概念是必要的，特别是要让学生理解：制约生态系统结构组成的重要因素之一是群落成员间的营养关系，即食物链和食物网。
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