课 题
第三节生态系统的物质循环
第1、2 教时
教学目标
1.以碳循环为例，分析生态系统中的物质循环。
2.尝试探究土壤微生物的分解作用。
3.说明能量流动和物质循环的关系。
4.关注碳循环平衡失调与温室效应的关系。
重、难点
教学重点
分析生态系统中的物质循环。
教学难点
说明能量流动和物质循环的关系。
教学过程
修改意见
引入：以“问题探讨”引入，学生思考回答师提示。
一、生态系统的物质循环：
1.概念：组成生物体的C、H、O、N、P、S等元素，都不断进行着从无机环境到生物群落，又从生物群落到无机环境的循环过程，这就是生态系统的物质循环。（生物地球化学循环）
思考：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）。
2．碳的循环过程：
播放课件：碳的循环图解
思考：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）
二、生态系统的能量流动和物质循环的关系：
播放课件：“能量流动和物质循环的关系”表
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。
比较：能量流动和物质循环的关系
能量流动
物质循环
形式
主要以有机物形式流动
组成生物体的基本元素在生物群落与无机环境间反复循环
特点
单向流动，逐级递减
反复循环维持生态平衡，据全球性生物圈
范围
生态系统的各营养级
生物圈
联系
能量流动和物质循环二者相互伴随，相辅相成，是不可分割的统一整体
三、反馈训练
金榜学案基础题和提升题.
教学
反思
注：课题用三号字加粗，其它用五号字，行距用固定值、20磅，双面打印。
第五章第3节 生态系统的物质循环
一、教材分析
在《课程标准》的具体内容标准中，与本节内容相对应的条目是“分析生态系统中的物质循环的基本规律及其应用”。由此可见，学生对本节内容的掌握需达到应用水平。
本小节内容包括四部分：一是碳循环；二是物质循环的概念；三是能量流动和物质循环的关系；四是探究“土壤微生物的分解作用”。
关于物质循环的概念，教材首先通过一个讨论题：为什么维持生态系统所需的大量物质，例如氧、水、氮、碳和许多其他物质，亿万年来都没有被生命活动所耗尽？把主题带入课堂，接着通过碳循环过程总结出物质循环的概念。
关于碳循环，这是本小节的重点内容。教材首先用碳循环模式图形象、生动地描述了碳循环的过程，紧接着，精辟地讲述了碳循环的形式和范围，教材用较长的篇幅，用“温室效应”的形成与危害讲述了人类对碳循环的影响。关于能量流动与物质循环的关系，教材首先站在生态系统的角度概括地指出；二者是生态系统的主要功能，接着辩论地分析了二者的关系，
关于探究性实验，课本中分步骤进行了详细的引导并设计了两个案例供参考，帮助学生突破这个难点。
本小节内容是以“生态系统的结构”“生态系统的能量流动”以及第三章中新陈代谢特别是绿色植物“光合作用”和“细胞呼吸”等为基础，本小节是第九章《人与生物圈》的基础，本小节对生态系统的内容具有承上启下的作用。
二、教学目标
1．知识目标：
（1）理解生态系统物质循环的概念；
（2）识记、应用碳循环的过程；
（3）比较得出能量流动与物质循环的关系。
2．能力目标：
（1）学会分析生态系统中碳循环的方法；
（2）通过分析“温室效应”的形成与危害，培养学生的推理，联想，思维迁移的能力。
（3）利用“能量流动和物质循环的关系”教学过程，培养学生比较，归纳以及对自己所持观点的总结表达能力。
（4）通过探究性实验，培养学生实验设计能力与实验操作能力。
3．情感、态度和价值观目标：
（1）通过学习人类对碳循环的影响，培养学生环境保护意识
（2）积累生态学知识，形成科学的世界观
三、教学重点难点
重点：分析生态系统中的物质循环。
难点：能量流动与物质循环的关系。
四、学情分析
学生对于这节课的学习，重难点是在碳循环的过程以及能量流动与物质循环的关系，学生对这块内容可能会较难掌握，根据这一情况，对于这部分内容，可以多通过练习看学生的掌握情况。
对于探究性实验的设计是学生的一个弱点，也是学生难掌握的地方，通过案例分析加以指导，建立良好的评价机制，总结出实验设计的一般方法。
五、教学方法
1．讲述与学生练习、讨论相结合
2．学案导学：见后面的学案。
3．新授课教学基本环节：预习检查、总结疑惑→情境导入、展示目标→合作探究、精讲点拨→反思总结、当堂检测→发导学案、布置预习
六、课前准备
学生：课前查找有关全球性温室效应对人类生产和生活影响的资料；草稿纸；笔。
教师：课件制作，包括光合作用示意图、呼吸作用示意图、碳循环文字图解示意图、物质循环与能量流动关系比较表格
七、课时安排：1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。
（二）情景导入、展示目标。
生态系统依靠太阳不断提供能量，而生态系统中的物质却都是由地球提供的。请学生讨论：为什么维持生态系统所需的大量物质，例如氧、水、氮、碳和许多其他物质，亿万年来却没有被生命活动所耗尽？（因为这些物质可以被循环利用）
教师评价：回答得很好，接下去我们首先来讨论碳循环的过程。
（三）合作探究、精讲点拨。
探究一：碳循环的过程
首先请学生阅读P100-101碳循环部分及图5-11，教师出示“光合作用”投影片，请同学们说出光合作用过程中的碳是如何传递的？[]接下去教师出示“细胞呼吸”投影片，请大家说出有氧呼吸过程中碳是如何传递的？[]
然后，请大家分析碳循环模式图，思考如下问题：（1）碳在自然界以什么形式存在？（CO2、碳酸盐）（2）碳在生物群落中以什么形式存在？（有机碳化合物）（3）碳在生机环境与生物群落之间以什么形式循环？（CO2）
[师生归纳]
最后，请学生独立得出碳循环文字示意图，教师将学生的答案投影并通过讨论纠正，得出正确的结果并投影：
总结、归纳物质循环的概念，分析碳循环的特点
教师提问；（1）我们所讲的碳循环是指在什么之间进行循环？（生物群落与无机环境之间）（2）除了碳以外，还有没有其他物质能在生物群落与无机环境之间循环？请同学们归纳物质循环的概念，并指出这里的物质是什么？（组成生物体的基本元素）循环的过程是怎样的？
（
循环的范围有多大？（全球性）（3）能量流动是单向流动，逐级递减的，那么，物质循环有什么特点呢？（全球性循环往复）
探究二：探讨、分析温室效应形成的原因，对人类的危害以及解决的办法
教师提问：（1）物质可以被循环利用，那么地球上的资源是不是用之不竭的呢？请大家思考问题：人们乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响？化石燃料的大量燃烧，对生态系统的碳循环有何影响？（化石燃料燃烧使碳在短时间内大量地释放出来，森林砍伐又使绿色植物吸收的CO2减少，打破了生物圈中碳循环的平衡使大气中CO2含量增加，导致温室效应。）（2）温室效应将 带来哪些危害呢？（加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。）（3）我们应该如何尽量避免温室效应的发生呢？（植树造林；减少化石燃料的燃烧，开发新能源。）
教师投影：（先投影空表格，再补充）
能量流动
物质循环
形式
以有机物形式
以无机物形式
过程
沿良物链（网）单向流动
在无机环境和生物群落间往复循环
范围
生态系统各营养级
全球性
特点
单向流动、逐级递减
全球性循环往复
联系
①能量的固定、转移、释放离不开物质的合成与分解
②物质是能量沿良物链（网）流动的载体
③能量是物质在生态系统中循环往复的动力
探究三：探究“土壤微生物的分解作用” （小组合作探究，讨论交流）
（1）介绍背景资料 首先介绍落叶在土壤中被微生物分解的时间是不同的，并分析哪些因素会影响土壤中微生物的分解作用。
（2）提出问题 根据小组内交流平时观察到的现象，提出自己感兴趣的问题，并对提出的问题进行分析，确定是由什么因素引起的，从而确认实验的变量。
（3）作出假设 小组内成员根据自己的知识和生活经验，尝试回答本组提出的问题，即做出假设。
（4）制定实验方案 通过对课本上两个案例的分析，小组成员通过讨论、整理出完整的实验方案，特别要注意实验中变量的控制（即遵守单一变量原则）以及实验的可操作性和安全注意事项。
（5）实施实验方案 这部分内容由学生课后完成，学生要做好有计划的观察和记录，并派代表将情况及时向老师反馈。???
（6）分析结果、得出结论 学生对实验结果进行分析，与自己所做的假设进行比较，得出相应的结论。
（7）表达和交流 每个小组派代表将本组的实验方案，结果以及得出的结论进行交流，教师需进行有效的点评。
（四）反思总结，当堂检测。
教师组织学生反思总结本节课的主要内容，并进行当堂检测。
设计意图：引导学生构建知识网络并对所学内容进行简单的反馈纠正。（课堂实录）
（五）发导学案、布置预习。
我们已经学习了生态系统的物质循环，那么，生态系统的信息传递是怎样进行的呢？在下一节课我们一起来学习生态系统的信息传递。这节课后大家可以先预习这一部分，着重分析信息的种类和作用。并完成本节的课后练习及课后延伸拓展作业。
设计意图：布置下节课的预习作业，并对本节课巩固提高。教师课后及时批阅本节的延伸拓展训练。
九、板书设计
十、教学反思
本小节内容虽不多，但与生态系统的成分、结构、能量流动及其他章节的联系很紧密，教学时还应特别注意以下几点：
（1）讲解物质循环概念时，多给学生时间理解：物质——组成生物体的基本元素，循环——生物群落与无机环境之间的循环往复。
（2）碳循环的形式、特点、过程的归纳，要用好投影片，直观地理解各个环节的生理变化，强化知识点在习题中的应用。
（3）能量流动和物质循环的关系，运用表格的形式既可以节省时间，也相当于自学提纲，有利于学生有序的思维活动，真正起到教师主导，学生为主体的互助作用。
（4）探究性实验能否确实完成是一个问题，千万不能走个过场，学生学了之后还是不会做实验设计，所以教师要给学生总结出实验设计的一般方法以及必须遵守的原则，落实到位。
在本节课的最后，教师应以小结的形式概括本小节内容，使学生对生态系统的物质循环形成一个完整的知识体系，培养学生对学习的兴趣与学会学习的方法。
第三节生态系统的物质循环
一．教学目标
1. 知识目标：
（1）理解生态系统物质循环的概念；
（2）识记、应用碳循环的过程；
（3）比较得出能量流动与物质循环的关系。
2. 能力目标：
（1）学会分析生态系统中碳循环的方法；
（2）通过分析“温室效应”的形成与危害，培养学生的推理，联想，思维迁移的能力；
（3）利用“能量流动和物质循环的关系”教学过程，培养学生比较，归纳以及对自己所持观点的总结表达能力。
3. 情感目标：
（1）通过学习人类对碳循环的影响，培养学生环境保护意识
（2）积累生态学知识，形成科学的世界观
二．教学重点：碳循环的过程
三．教学难点：能量流动和物质循环的关系
四. 教法与学法
教法：课前导学、启发式讲解、分析与归纳
学法：课前预习、质疑讨论、反馈矫正、迁移创新
五. 课时安排: 1课时
六．教学过程
1. 复习提问
(1)地球上最大的生态系统是什么？
(2)生态系统的组成成分？
(3)输入生态系统的总能量是什么？
(4)能量流动的特点？
2. 引入新课
生态系统依靠太阳不断提供能量，而生态系统中的物质却都是由地球提供的。讨论：生物为维持生命每天都要消耗大量的物质，如氧、水、氮、碳和许多其他物质，为什么这些物质亿万年来没有被生命活动所耗尽？（因为这些物质可以被循环利用）
碳是构成生命有机体的重要元素之一，没有碳就没有生命。——碳循环
3. 碳循环
出示“碳循环模式图”投影片。
(1)知识背景：光合作用
呼吸作用
(2)分析碳循环模式图，思考如下问题：
①碳在无机环境中的存在形式？ CO2和碳酸盐
②碳由无机环境进入生物群落的途径？ 绿色植物的光合作用（主要），化能合成作用
③碳由无机环境进入生物群落的形式？ CO2
④碳在生物群落内部的传递形式？ 含碳有机物； 传递渠道? 食物链（网）
⑤碳返回无机环境的途径：a.生产者、消费者的呼吸作用
b.微生物的分解作用
c.化石燃料的燃烧
⑥碳由生物群落回到无机环境的形式？ CO2
⑦碳在无机环境和生物群落间循环的主要形式？ CO2
[师生归纳]
4. 物质循环
（1）提问：①我们所讲的碳循环是指在什么之间进行循环？（生物群落与无机环境之间） ②除了碳以外，还有没有其他物质能在生物群落与无机环境之间循环？（了解氮循环和水循环，理解物质循环发生在生物群落和无机环境之间）
（2）归纳生态系统的物质循环的概念
生态系统：生物圈
物 质：化学元素
循环发生在：生物群落和无机环境之间
生态系统的物质循环具有全球性，因此又叫生物地球化学循环(生物地化循环)。
（3）物质循环的特点
思考：在农田中大量使用DDT杀虫剂为什么会殃及南极的企鹅?
特点：全球性，循环往复
5. 温室效应
提问：
（1）如果滥伐森林、大量化石燃料燃烧，对生态系统的碳循环及生态环境有何影响？（化石燃料燃烧使碳在短时间内大量地释放出来，森林砍伐又使绿色植物吸收的CO2减少，打破了生物圈中碳循环的平衡使大气中CO2含量增加，导致温室效应。）
（2）温室效应将带来哪些危害呢？（加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。）
（3）我们应该如何缓解温室效应？（植树造林；减少化石燃料的燃烧，开发新能源。）
6. 能量流动和物质循环的关系
(投影能量流动和物质循环同时进行的图,分析比较两者之间的区别与联系)
项目
能量流动
物质循环
形式
以有机物形式
以无机物形式
范围
生态系统的各营养级
生物圈
特点
单向流动、逐级递减
全球性，循环往复
联系
同时进行、相互依存、不可分割
①能量的固定、储存、转移、释放离不开物质的合成与分解
②物质是能量沿良物链（网）流动的载体
③能量是物质在生态系统中循环往复的动力
7. 联系生活(将所学知识用于生活实践中)
某农户有如下经营模式：
肥料（买） 水稻 猪
肥料（买） 桑 蚕
饲料（买） 鱼
请你根据所学的能量流动和物质循环的知识，建立新的经营模式，使农户减少投入，从而增加收入 。 (画出该生态系统的结构模型）
8. 小结
(1)物质循环的概念
(2)特点: 全球性，循环往复
(3)实例：碳循环
(4)与能量流动的关系
9. 练习
7．5 探讨、分析温室效应形成的原因，对人类的危害以及解决的办法
教师提问：（1）物质可以被循环利用，那么地球上的资源是不是用之不竭的呢？请大家思考问题：人们乱砍滥伐森林，对生态系统的碳循环有何影响？化石燃料的大量燃烧，对生态系统的碳循环有何影响？（化石燃料燃烧使碳在短时间内大量地释放出来，森林砍伐又使绿色植物吸收的CO2减少，打破了生物圈中碳循环的平衡使大气中CO2含量增加，导致温室效应。）（2）温室效应将 带来哪些危害呢？（加快极地和高山冰川的融化，导致海平面上升，进而对人类和其他许多生物的生存构成威胁。）（3）我们应该如何尽量避免温室效应的发生呢？（植树造林；减少化石燃料的燃烧，开发新能源。）
7．6 分析比较能量流动和物质循环
教师投影：（先投影空表格，再补充）
能量流动
物质循环
形式
以有机物形式
以无机物形式
过程
沿良物链（网）单向流动
在无机环境和生物群落间往复循环
范围
生态系统各营养级
全球性
特点
单向流动、逐级递减
全球性循环往复
联系
①能量的固定、转移、释放离不开物质的合成与分解
②物质是能量沿良物链（网）流动的载体
③能量是物质在生态系统中循环往复的动力
课程名称
生态系统的物质循环
教学目标
知识
1.知道物质循环的特点
2.能正确叙述碳循环的过程
3.能准确叙述碳循环的特点
4.能对比出物质循环与能量流动的区别与联系
1.能建立关于碳循环的概念模型，并对生态系统物质循环有形象的认识
2.通过对土壤微生物分解淀粉实验的探究，能切实体会土壤微生物的分解作用。
1.通过对土壤微生物对淀粉的分解作用的探究，能建立起清晰的实验思路，和严谨的实验作风以及对科学研究的兴趣。
2.通过对碳循环失衡而引起的环境问题的分析，能建立强烈的环保意识。
过程与方法
情感、态度和价值观
教学重点及解决方法
物质循环是本节重点，以碳循环为例通过构建物理模型和数学模型的方法让学生能充分理解它的过程及特点。
教学难点及解决方法
1.能量流动和物质循环的关系是本节的难点，通过将碳循环概念模型与能量流动概念模型相结合对比，并用表格进行归纳总结，帮助学生明确其中关系。
2.探究土壤微生物对淀粉的分解作用也是本节的难点。为了帮助学生更好体会分解者的作用，对比灭菌土壤的实验现象我们对实验进行了改进：对照组为土壤浸出液，实验组为灭菌后的土壤浸出液。学生亲自参与到实验中，体会自然更加深刻。
教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
引入
构建碳循环概念模型
小结
碳循环特点
小结
物质循环特点
构建碳循环数学模型
温室效应
低碳生活准则
物质循环与能量流动
小结
探究实验
多媒体展示视频：电影《后天》中的一些震撼的场面
总结：短片给我们带来的不是仅仅是视觉上的震撼，更多的是心灵上的震撼，我们的地球已经伤痕累累，急需我们的保护。近几年来环保的口号层出不穷，其中“低碳”叫得最响，为何“低碳”能叫得最响呢？这是因为碳在生态系统中占据重要的位置：碳是最基本元素，碳链是构成生物大分子的基本骨架。今天我们就以碳为例一块儿来学习生态系统的物质循环。
思考问题：
1.碳参与了我们学过的哪些生命过程？
2.那个过程能将无机环境中的碳转移到生物群落中？
3.那个过程能将生物群落中的碳转移到无机环境中？
板书：无机环境
生物群落
4.碳在生物群落的各成分之间如何进行转移的？同学们能用文字和箭头的形式表示出来吗？
请学生到黑板上写，将板书补充完整。
请同学们对比一下，是否还需要补充与完善？
完善后，这其实我们就在构建生态系统的碳循环的概念模型。
那么，从碳循环的概念模型中能发掘出碳循环的哪些特点呢？
PPT展示问题：
1、碳循环的主要形式：
2、碳在自然界中的存在形式：
3、碳在生物体内的存在形式：
4、碳进入生物体的途径：
5、碳在生物体之间传递途径：
6、碳进入大气的途径：
从中我们还可以总结出物质循环的特点：
1.碳的存在形式不同，那我们所说的碳循环指的是二氧化碳的循环？还是有机物的循环？
2.无机环境中的二氧化碳会不会因为生产者亿万年来的光合作用而枯竭？
3.“低碳”最先由英国2002年提出来的，一提出来就得到了全球多个国家的响应，这能说明物质循环具有什么特点？
板书：元素 循环反复 全球性
如果我们将碳循环的箭头数量化我们又能得到什么样的数量关系？
板书
a=b+c+d+e 生态系统相对稳定
a>b+c+d+e 发展中 向森林演替
a由于工业发展，e大量增加，导致大气中二氧化碳量大量增加，产生了温室效应。请大家找到相关概念
那么，温室效应有哪些危害呢？
教师总结：温室效应的危害绝不仅仅是我们书上所提到的这些，温室效应的危害是很长远的，将来会有多大的后果我们现在还不能准确预测，我们不能坐以待毙，要从产生温室效应的原因入手，缓解温室效应，措施都有什么呢？
教师总结：
同学说的都很贴切实际，措施的原则就是减少化石燃料的燃烧，植树造林。
我们在生活中也可以从身边的小事做起，减少二氧化碳的排放，避免影片中的悲剧发生。
PPT展示低碳生活的准则。
总结：低碳生活实际上就是节约生活，只要我们处处留心，我们就是环境的保护者。
我们再来看一下我们建立的概念模型，哪些箭头除了可以表示物质之外还可以表示能量呢？请同学指出来，补充完整
经过大家的补充我们可以发现，所有用来表示物质的箭头都可以用来表示能量，那么能量和物质是不是一块儿进行循环的呢？那么能量流动和物质循环有什么区别和联系呢？
PPT展示：
为了让同学们更好的体会土壤中微生物的分解作用，我们进行了土壤微生物分解淀粉的实验，但实验结果不太理想，尤其是斐林试剂检测实验结果不明显。大家分析一下出现这样的结果的原因是什么呢？
原因我们不能确定，如果有兴趣继续探究，实验室给大家提供条件来验证。
看到大家对实验的热情老师感到非常的欣慰，但是，通过这节课老师不仅希望你们能够得到相关的知识和勇于探究的精神，跟希望你们通过这节课能够从身边的小事做起，低碳生活，敬畏自然，保护我们唯一的家园—-----地球！
认真观看
兴趣盎然
回答
思考，书写，讨论
请一名同学到黑板上写
学生讨论
回答
思考回答
根据老师提示，总结物质循环特点
根据物质守恒分析数量关系
看书
发表意见
学生讨论
发表自己的见解
对比自己的生活，是否做到了低碳生活
思考，讨论
学生回答：不是
学生讨论
总结
七嘴八舌讨论
引起学生的兴趣，也引起学生对环境问题的关注
温故知新
引出重点内容
让学生发现很多内容本来就是他会的，只是自己不知道
完善概念模型
深入分析重点知识
培养学生充分发掘信息的能力
构建数学模型
引导学生关注温室效应，关注环保
宣传健康低碳的生活理念
引导学生对比分析易混点
利用实验失败的教育契机引导学生正视失败，勇于探索。
对学生提出低碳生活的希望
板书设计
生态系统的物质循环
教学反思：
本节课由《后天》的片段引入，引起学生对环境问题的关注。
通过对旧知识的回顾，帮助学生建立碳循环的概念模型和数学模型，能让学生们更好地理解碳循环的过程。遗憾的是没有帮助学生构建碳循环的物理模型。
探究实验由于分解落叶的时间太长，我们只进行了分解淀粉的实验。为了弥补对灭菌土壤的操作及结果的探究的缺失，我们对于实验进行了改进：对照组：土壤浸出液；实验组：灭菌的土壤浸出液。虽然用斐林试剂检测的结果不理想，但也极大地激发了学生们探究的热情。
总体来说，本节课知识结构将对简单，但更重要的是能够向学生宣传环保的意识，给学生长远的教育。
《生态系统的物质循环》教学设计
课标标准和解读：
1、课程标准要求
分析生态系统中物质循环的基本规律及其应用（应用）
2、课程标准解读
《生态系统的物质循环》对应的课程标准要求是“分析生态系统中物质循环的基本规律及其应用”，知识性目标行为动词“分析”为应用水平，即“在新的情境中使用抽象的概念、原则；进行总结、推广；建立不同情景下的合理联系等”。 生态系统的物质循环是生态系统功能的重要体现，碳循环是生态系统物质循环的代表性循环，将生态系统各个组成成分联系起来。以碳循环为例，总结得出生态系统物质循环的定义及其特点。通过理解生态系统物质循环的基本特征，可以为分析能量流动和物质循环的区别和联系奠定基础，并且将生态系统的稳定性和能量流动有效地衔接起来。
二、教材分析
1、内容分析
《生态系统的物质循环》是人教版《生物.必修3》第5章《生态系统及其稳定性》的第3 节，教材第5章是以生态系统为框架，主要讲述了生态系统的结构、能量流动、物质循环、信息传递及稳定性等知识，主要体现宏观的生态学的内容。物质循环是生态学的重点，衔接生态系统稳定性与能量流动的重要环节，并为生态系统的稳定性奠定了基础。本节课的知识包括三部分：碳循环、物质循环的概念及其特点、能量流动和物质循环的关系。教材由碳循环过程让学生探讨生态系统物质循环的特点形式等内容，并且与能量流动作比较探究两者的区别和联系，并且加入了温室效应的知识，让学生知道温室效应的产生、危害，让学生重视保护环境。
2、重难点分析
教学重点：分析生态系统中的物质循环
教学难点：说明能量流动和物质循环的关系
三、学情分析
学生已经掌握了必修一光合作用和细胞呼吸的知识，而生态系统的结构和能量流动是刚刚学过的知识，所以从知识上看，学生对本节课所涉及的内容有一定的储备，通过问题引导、小组合作探究等活动，能够顺利完成本节课的教学目标。从学生能力上看，高中学生已具备一定的阅读能力、观察力、思维能力和分析问题的能力，所以教材中有些内容可以采取自学和小组讨论的方式来达到教学目标。
四、学习目标
1、通过小组讨论交流，探究完成导学案中的问题创设，总结归纳碳循环的途径、方式，并以碳循环为例，能够分析出物质循环的定义及其特点。
2、阅读教材P103文字内容，完成能量流动与物质循环的关系图表，结合多媒体图解小组交流表达，通过分析比较总结得出二者之间的区别与联系。
3、阅读教材中的“与社会的联系”，结合观看视频、小组讨论，利用所学知识解释温室效应的成因、危害，并研究相应的缓解措施，关注全球面临的生态环境问题。
五、评价设计
目标一评价：通过小组代表的成果展示及解说情况评价小组合作探究学习情况，通过抢答情况评价学生掌握碳循环知识的程度；课堂提问结合典型例题考查学生对物质循环的概念及其特点的掌握情况。
目标二评价：通过学生能否正确填写“能量流动与物质循环的关系”表格进行课堂评价。
目标三评价：通过小组讨论的参与程度，针对温室效应的危害能否提出合理可行的解决办法进行评价。
六、教学过程
教 学
内 容
教师活动
学生活动
设计意图
情 境
导 入
问题引导：
生态系统中能量流动的特点是什么？
生态系统依靠太阳不断地提供能量，而生态系统中的物质却都是由地球提供的。但亿万年来，这些物质并没有被生命活动所耗尽，这是为什么？因为物质是循环的。这就是本节课我们要学习的内容。
首先以“我是小小一元素，生物圈中变化多，既能成链又成环，生命物质都有我。”这样的一个谜语开启本节课的学习，激发学生的学习兴趣。引导学生分析“生物圈中变化多”的含义，并通过观看几幅图片寻找碳的踪迹。
集体回答：
单向流动
逐级递减
学生观看学习目标
学生观看图片，发现碳的踪迹，总结碳在生物圈中的存在形式。
复习知识，问题引领导入新课
展示教学目标，明确学习任务
通过谜语引发学生的思考，激发学生学习的兴趣。
碳循环
活动1：创设问题情境：大气中的CO2分子想到全国各地旅游，请你帮助它设计出合理的旅游路线，旅游方式是光合作用、呼吸作用等生命活动。现在大家进行分组讨论设计合理旅游路线并画在学案上。
学生进行自主讨论，老师进行指导。讨论完成后由小组代表展示并讲解讨论结果，教师进行总结。
活动2：屏幕展示碳循环的模式图进行归纳总结
①碳在生物群落与无机环境之间循环的形式
②碳在生物体的存在形式
③碳从无机环境到生物群落的途径
④碳在生物体之间的传递途径
⑤碳从生物群落进入无机环境的途径
活动3：根据已学碳循环的知识，学生自主构建碳循环的模型，小组讨论结果，由小组代表进行交流。
小组合作交流，完成导学案活动1。
小组代表交流展示讨论成果，教师适时进行点拨。
通过观看碳循环的模式图，归纳总结，完成导学案活动2
根据已学知识，构建碳循环模型，完成导学案活动3
创设问题情境，培养学生合作探究的能力及语言表述能力。
培养学生自主分析问题的能力。
通过构建碳循环模型，加深对碳循环知识的理解。
物 质
循 环
活动4：归纳物质循环的概念
屏幕展示问题，通过问题分析，引导学生从“物质”、“循环范围”两方面归纳出物质循环的概念，并分析物质循环具有“循环往复”的特点。
屏幕展示实践应用：“在亚洲大陆使用农药DDT，一段时间后在南极大陆的企鹅体内发现了DDT”，提出问题：这说明物质循坏具有什么特点？
总结物质循环的特点：
全球性、循环往复
师生共同总结物质循环的定义，完成导学案活动4
学生思考并总结物质循环的特点。
以碳循环为例，通过问题探讨，引导学生分析出物质循环的定义。
培养学生归纳总结的能力。
能量流动与物质循环的关系
活动5：比较物质循环和能量流动的特点
我们学习了生态系统的物质循环和能量流动，那么二者之间具有什么样的关系呢？阅读课本P103，完成导学案中能量流动和物质循环的关系。师生集体订正答案。
能量流动
物质循环
特点
单向流动逐级递减
循环往复全球性
范围
生态系统的营养级
生物圈
联系
同时进行，彼此依存，不可分割。
能量的固定、储存、转移和释放离不开物质的合成和分解。
物质是能量流动的载体，能量是物质循环的动力。
学生阅读课本P103，完成导学案中的活动5
培养学生阅读、总结、归纳、比较的能力，理解能量流动与物质循环的关系
温 室
效 应
活动6：感知温室效应的危害
自然生态系统中绿色植物从大气中吸收二氧化碳的速率和通过生物的呼吸作用和分解作用而把碳释放到大气中的速率大致相同。而随着现代工业的发展碳循环的平衡被打破，对照碳循环的模式图，分析哪些活动可能造成碳循环的平衡被打破？碳循环的平衡被打破后会出现什么后果？
下面通过观看一段视频来学习一下温室效应的成因、危害，并分析解决的措施。
教师进一步引导学生联系个人实际情况，并结合当地的自然资源，提出缓解温室效应的有效措施：
开发新能源，减少化石燃料的燃烧
大力植树造林，
结合近几年一直倡导的低碳生活，交流如何从身边小事做起，维护我们共同的家园。
学生分析碳循环被打破的原因，通过观看视频理解温室效应的成因、危害，并探讨温室效应的措施。
学生交流如何从身边小事做起，践行低碳生活。
达成本节课的情感目标，培养学生的环保意识，倡导学生进行低碳生活。
巩 固
提 升
评价本节课的学习效果，完成导学案的巩固提升，自我检测。
学生独立完成目标检测题。
评价学生对本节课知识目标的达成效果。
延伸课外
活动7：将探究学习延伸课外
同学们根据所学的碳循环的相关知识，继续探究氮循环、磷循环、硫循环、水循环的相关知识，调查身边造成温室效应、水质富营养化、酸雨等的具体事例，并寻找可行的缓解方法
学生利用课外时间，通过网络、查阅书籍、调查等方式继续探究其他物质循环的方式。
拓展资源，丰富学生的课外知识
七、板书设计
第三节 生态系统的物质循环
一、碳循环
二、生态系统的物质循环
特点：循环往复、全球性
三、物质循环与能量流动的关系：同时进行、相互依存、紧密联系
生态系统的能量流动
课时：1课时
一.学情分析：
本节课的教学对象为高中二年级的学生。他们具备一定的生物学基础；具备抽象思维能力；具备独立分析、概括、归纳的能力，但是还不能将知识做到融会贯通。
他们已经在物理、化学的学习中逐步建立了能量、能量传递、能量守恒等一些基本概念；在生物学中，学生已学习了“储存能量的物质”、“能量代谢”等内容，这些知识都是理解本节内容的基础，非常有助于对生态系统的能量流动过程的分析。
二.教学内容分析：
该节是高中生物人教版必修3《稳态与环境》第五章第三节内容. 生态系统的主要功能是物质循环和能量流动，所以本节内容是本章的重点之一
本节内容主要有三部分组成1.能量流动的过程；2.能量流动的特点；3.能量流动的现实意义。这三部分环环相扣，只有弄明白能量在生物群落中流动时的去路，才能更好的理解在各个营养级之间能量流动时的特点，虽然学生们在前面已经学习了与生态系统能量有关的相关知识，比如细胞呼吸、光合作用及种群间的关系等，但是没有把这些知识构成一个系统，所以本节知识的处理上有必要对生态系统能量流动的过程进行详细分析。生物科学是自然科学，学习的目的之一是用于指导实践，所以只有很好的理解了能量流动的特点才能正真应用于生活实践当中。本节内容的学习对前面细胞呼吸、光合作用、种群和群落等知识内在联系从宏观方面呈现出来，有助于学生对前面知识的形成一个网络体系，能更深入的理解彼此关系，同时通过能量流动的光合作用、呼吸作用等知识的图示分析为后面的物质循环生态环境的保护的学习打好基础，并使学生明白我们国家为何要大力提倡植树造林，植被的破坏对物种多样性的影响。
三.学习目标
1.通过分析食物链说出生态系统能量流动的概念。
2.通过模型的构建描述生态系统能量流动的过程。
3.通过数据分析总结出生态系统能量流动的特点。
四.教学重点和难点
（1）重点：生态系统能量流动的过程和特点
（2）难点：生态系统能量流动的相关计算
五.课前准备：
1.查阅资料，熟悉教材内容，了解需要知识拓展的地方，做到精心备课。
3.生态系统能量流动过程图有多种表示方法，要找到比较全面的图，更有代表性。
4..学习研究能量流动的实践意义要准备例子。
教师制作多媒体课件
七.教学过程：
教学过程
教学内容
教 师 活 动
学 生 活 动
设计意图
情
境
导
入
教师PPT展示相关图片
师：第一幅图展示的是我国西南五省发生的大面积干旱情况，第二幅图展示的是青海省藏族自治州玉树县发生地震的情况。干旱、地震这些自然灾难会给人类带来很大的伤害，但是我们可以运用一些知识在灾害降临的时候增强自救的能力，减少损失。比如说，现在我们大家在自然灾难中被困在一个小山村中，食物只剩下一些玉米和几只饲养的鸡，面对这种情况，你将做何选择才能使自己生存更长的时间来等待救援？
A． 先吃鸡，再吃玉米
B． 先用玉米喂鸡，再吃鸡产下的蛋，最后吃鸡。
师：毫无疑问，人获得的能量越多，生存的时间会越长。那个策略更合理呢，通过《生态系统的能量流动》这节课的学习我们将解决这个问题。
学生观看PPT展示的图片，并思考老师提出的问题。
通过现实生活中的故事情节引出问题，从而引起学生对问题的关注，以及让学生带着疑问来学习，激发学生的求知欲和好奇心
︻
探
究
活
动
一
︼
能
量
流
动
的
过
程
师：请同学们利用上节课所学的知识把这两个策略中所蕴含的食物关系表示出来。
我们就以食物链为线索研究生态系统能量流动的过程。这两组策略中食物链较长的是：玉米→鸡→人。玉米、鸡和人在生态系统中的成分分别是什么？
首先我们来研究生产者的输入和输出。大家可以展开联想，在你面前是一片绿油油的玉米地，对玉米而言：（此时在ppt上展示课件）
1.它的能量来源于什么？
2.这些能量的去向有哪些？
3.最终去向是哪里？
请大家认真思考上述问题，也可以和你的同桌一起探讨。
教师辅助学生完成知识的讲解过程。
学生回答：
A：鸡 → 人
玉米↗
B：玉米→鸡→人
学生回答：
玉米—生产者
鸡—初级消费者
人—次级消费者
学生思考完毕，举手回答。
培养学生仔细阅读课文的好习惯
︻
探
究
活
动
一
︼
能
量
流
动
的
过
程
︻
探
究
活
动
二
︼
能
量
流
动
的
特
点
课堂小结
我们继续联想，在这片绿油油的玉米地里有一只野猪 ，野猪把成熟的玉米压倒，正津津有味地啃着玉米。
问题思考：
1．野兔获取能量的来源是什么？
2．野兔体内能量的去路有哪些？
请同学们在思考、小组讨论后，完成上述问题。
教师在辅助学生完成上述问题的探究之后，总结流向每一个营养级的能量的去向都大体相同：A. 呼吸作用以热能的形式散失；B .枯枝败叶或者遗体被分解者分解；C.进入下一营养级（最高营养级除外）。
并详细讲述生态系统能量流动的全过程
1.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，多媒体上显示的就是赛达伯格湖的能量流动图解，仔细观察、认真思考并回答多媒体上的问题
2.教师帮助并指引学生完成思考过程
3.让学生分析问题结果，总结该生态系统的能量流动规律
4.教师根据学生的回答，总结生态系统能量流动的特点
5.让学生联系生活实际，说说研究能量流动有什么实践意义
带领学生回顾本节课所学内容：生态系统能量流动的概念、过程、特点与实践意义。
学生思考、讨论后，将答案阐述给大家，并进行讲解。
学生认真听讲
学生在教师的帮助下解答问题
分析数据，总结规律
学生认真听讲
学生通过翻阅教科书回答老师问题
学生跟着教师思路回顾本节课内容
板书设计
5.2生态系统的能量流动
一、概念：生态系统中能量的输入、传递和散失过程。
二、过程：
光能
↓光合作用
生产者
↙ ↘
呼吸作用 ATP用于各
热能散失 项生命活动
↙ ↘
下一营养级 分解者
三、特点：单向流动：生产者到初级消费者到次级消费者
逐级递减：传递效率为10%——20%
四、研究意义
作业设计
1.流经生态系统的总能量是指（ ）
A．照射到该生态系统内所有植物体叶面上的全部太阳能
B．射进该系统的全部太阳能
C．该系统全部生产者所固定的太阳能的总量
D．生产者传递给消费者的全部能量
2.调查得知一年中流经某河流生态系统的4个营养级（以a、b、c、d表示）的数值如下，则该生态系统中初级消费者是（?????）??A.a????????? B.b???????? C.c?????? ??D.d
营养级
a?
b
c
?d
能量（J.m-2）
141.10×105
15.91×105
0.88×105
871.27×105
3.假设一个生态系统的总能量为100个单位，按最高传递效率计算，第二营养级和次级消费者所获得的能量应为多少个单位。（ ）
A．20和20 B．20和4 C．4和0.8 D．10和1
一片树林中，树、昆虫和食虫鸟类的个体数比例关系如下图所示。下列能正确表示树、昆虫、食虫鸟之间的能量流动关系的是（选项方框面积表示能量的大小） （ ）
十．教学反思
1．教学目的明确，重难点把握到位，教学内容安排详略得当，富有层次，保证了教学内容的顺利完成。
2．本节课始终贯穿新课程理念，突出学生的“学”。课堂中既有教师的讲解、启发引导、组织讨论、总结等，又有学生的思考、讨论、交流、合作、尝试构建模型等。多种方式的课堂教学有效地调动了学生学习的兴趣，激发了学生学习的主动性和创造性，保证了良好的教学质量。
3．情景导入是由现实灾难生活引出先吃鸡还是先吃玉米的问题，激发了学生学习的兴趣，调动了学生学习的积极性。
4．在引导学生尝试建立模型时，从简单的过渡到复杂的模型构建，学生容易操作，且能从中得到乐趣。?同时提高了学生观察、分析和解决问题的能力，培养了学生的创新思维，便于学生对知识的理解。
不足：
1．最大的不足之处在于，讲完这节课后，回顾情景再次选择答案的时候，很多学生还是选择B答案。在经过一番讨论，解释之后，才同意A答案。这说明学生还是不能将所学的知识应用到实践当中。
2．课堂容量较大，时间紧凑，留给学生巩固的时间少，练习也很少，导致学生不能掌握到位。
