《生态系统的能量流动》教学设计
1. 教材分析
1.1 本节内容的地位：
该节是苏教版高中《生物》(必修本)第三册第四章第二节.第二节内容是生态系统中能量流动、物质循环、和信息传递、生态系统稳态的维持，均是本章的重点。从考试的角度来看，本节内容常作为考试热点，往往把分析和计算结合在一起。本节内容为1课时。
1.2 教学重点和难点
教学重点:生态系统能量流动的过程和特点。
教学难点:生态系统能量流动的过程和特点
1.3教学目标
知识目标:
（1）了解生态系统能量流动的概念。
（2）应用生态系统能量流动的过程和特点。
（3）体会研究生态系统能量流动的意义。
能力目标：
（1）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。
（2）通过探讨能量流动特点在生产、生活中实际应用，培养学生理论联系实际的能力。
情感目标：
站在生态道德的角度，理解一些生态学观点，使学生懂得对资源的利用应遵循生态学原理和可持续发展原则，为形成科学的世界观作准备。
2.教法分析
2.1教学方法：注重“学案导学”，贯彻“先学后教，当堂训练”的教学模式；引导数据分析，进行启发式教学法；采用多媒体的直观教学法；理论应用实际的知识迁移的教学法。
2.2 重难点突破策略:
（1）引导学生复习生态系统的成分和营养结构,为学习能量流动做好准备.
（2）提前给学生布置学案“预习指导”相关内容，完成①基本概念等的相关填空；②初步对每一营养级的能量来源和去路作一个简单归纳。
（3）对于学生预习中遇到的困难，教师通过实物投影的方式展现，组织学生分组讨论，教师引导，得出结论。彻底解决学生的疑难点问题。
（4）联系赛达伯格湖能量流动的实例,分析能量流动的传递效率,以验证和巩固生态系统能量流动的特点.重视对学生“分析和处理数据”技能的训练，让学生体验整理、分析数据，用数据说明生物学现象和规律的过程。
（5）通过设置几个命题进行分组讨论，加强理论联系实际。
2.3教学工具：学案，多媒体课件，实物展示台。
新课引入：
这节公开课后面坐满了老师，大家不免感到紧张。为了缓解紧张情绪，我们首先请大家做一个快乐竞猜游戏。
【PPT】假设你像鲁滨逊那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是：
1.先吃鸡，然后吃玉米
2.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡
学生：每组学生各选一名代表，做出选择。（绝大部分学生选择的是2）
教师：真理往往掌握在少数人手里。我们共同来看看鲁滨逊的选择是——先吃鸡，后吃玉米。
【PPT】母鸡提出抗议。
教师：对于母鸡的抗议，我们是可以理解的。我们必须给母鸡一个合理的解释，消除母鸡的不满情绪，这就得用到我们这节课的内容“生态系统的能量流动”。
新课内容：
【PPT】生态系统的能量流动
提问：什么叫做生态系统的能量流动？
学生回答：生态系统中能量的输入、传递和散失。
学生齐声朗读【学习目标】。
学生阅读教材、思考（时间5分钟）：
1、能量是如何“输入”生态系统的？
2、能量“传递”的途径是什么？
3、能量是通过什么方式“散失”的？
老师：朋友聚会的时候，经常玩一种“杠子-虫-老虎-鸡”的游戏，大家有没有知道这个游戏规则的？
学生讨论，回答游戏规则。
老师：在这个游戏中生物之间有制约作用。其中除了杠子对老虎的机械作用外，其他生物之间的关系是靠捕食起到制约作用的。它们之间的捕食可形成完整的食物链。
[PPT] “杠子-虫-鸡-老虎”的食物链
老师：说出食物链中各生物所属营养级，以及在生态系统中的具体成分。
学生讨论。
教师：请以食物链中以“生产者”为例，分析该营养级能量流动的来源和去路。
学生分析，完成学案中生产者能量来源和去路的表格填空。
【实物展示】部分学生 “能量来源和去路”的学案填写。
教师组织学生分组讨论，所展示的答案分析的是否正确，写法上有什么不足。
学生讨论，学生代表发言。
【PPT】以“生产者”为例的能量来源和去路。
来源：生产者通过光合作用固定的太阳光能
去路：（1）自身通过呼吸作用分解一部分有机物,释放能量（散失）；
（2）随残枝败叶等流入到分解者中（最终通过分解者的呼吸作用散失能量）；
（3）有一小部分有机物中的能量流入到下一个营养级。
学生以此类推，说出能量在该食物链各营养级的来源和去路。
教师提示：最高营养级老虎的能量去路只有两条，没有“流入下一营养级”的途径。
【PPT】食物链整体的能量流动图。
回顾读书思考的问题：
1、能量是如何“输入”生态系统的？
2、能量“传递”的途径是什么？
3、能量是通过什么方式“散失”的？
学生：1、能量是生产者通过光合作用将光能转化为有机物中化学能“输入”到生态系统；
2、能量“传递”是通过生物捕食的食物链和食物网进行；
3、能量最终通过各个营养级生物和分解者的呼吸作用，将有机物的化学能最总转化为热能散失。
教师：结合食物链的能量流动，分析、讨论以下内容：
1、生态系统中能量流动的源头在哪儿？
2、能量流动的起点是什么？
3、生态系统能量的总值为多少？
4、什么是能量流动的渠道？
学生分组讨论。
学生回答：1、阳光； 2、 从生产者固定的全部太阳能开始；
3、生产者所固定的全部太阳光能； 4、食物链、食物网。
教师：在“杠子-虫-鸡-老虎”的食物链中，能量是沿着“杠子-虫- 鸡-老虎”途径单方向流动的。该食物链能否发生能量逆向流动？或者是循环使用?
学生讨论。
学生回答：不会。生态系统内生物之间的吃与被吃的关系是不能逆转的，因而能量传递的方向也是不可逆转的；同时，各生物成分通过呼吸作用将有机物的化学能转化为热能散失，这部分散失的能量是不能被生物重新利用的。
【PPT】生态系统能量流动的特点一：单向流动
老师：以上对能量流动过程的分析，使我们对能量流动有了定性的认识。下面我们通过赛达伯格湖的学习，对生态系统的能量流动进行定量的分析。
【PPT—动画演示赛达伯格湖的能量流动】
老师：仔细观察赛达伯格湖的能量流动图解，请将图中的数据进行整理，完成学案中“知识探究”中的表格。
营养级
流入
能量
输入下一营
养级的能量
呼吸作用
散失
分解者分解
（呼吸散失）
未利用
能量传递
效率
生产者
植食性动物
肉食性动物
教师：在刚才的赛达伯格湖预习的过程中，有些同学对这样几个知识点不是很了解，现在我将这几个问题反映出来，我们大家共同讨论，研究。
1、能量传递效率如何计算？
2、赛达伯格湖中“未利用的能量”是哪一部分的能量？
学生展开讨论，说出自己的认识。
教师引导、总结：
1、能量传递效率=输入到后一营养级的能量（同化量）/本营养级的能量（同化量）
2、未利用的能量：未被呼吸消耗，也未被下一营养级和分解者所利用的能量，可依然存在于生物体内，也可能以煤、石油等形式存在。
【PPT——赛达伯格湖数据的整理】
学生思考讨论以下问题：
（1）分析每一营养级能量的 “流入” 和 “流出（包含未利用）” 是否平衡？
（2）随着食物链的延伸，能量在各营养级的含量上有什么特点？赛达伯格湖的能量流动图解中哪些方式表现了该特点？
学生讨论,回答：
（1）每一营养级能量的“流入”和“流出”总量是相等的，遵循了能量守恒定律。
（2）能量逐级递减。每个营养级的数字和箭头面积逐渐减小。
教师：表格中各营养级能量传递效率是多少？
学生：能量从第一营养级流入第二营养级占生产者所固定能量的百分比是13.5%；第二营养级流人第三营养级的能量，占初级消费者所同化的能量总量的百分比是20%。
结论：能量在两个营养级之间传递效率一般为10%--20%.
学生思考讨论：
（3）能量在两个营养级之间传递效率一般为10%--20%。为什么某一营养级的能量不能百分之百地流到下一个营养级？
学生讨论、回答：
①各营养级的生物都会因呼吸作用消耗相当大的一部分能量
②各营养级总有一部分生物的能量未被下一个营养级的生物所利用
③各营养级的尸体、粪便等流入到分解者被利用
教师：由此我们可以得出生态系统的能量流动另一个特点是什么？
学生：能量流动有逐级递减的特点。
【PPT】生态系统能量流动的特点二：逐级递减
【PPT】生态系统能量流动两大特点是：单向流动 逐级递减（能量传递效率为10%--20%）
教师：科学家林德曼研究发现，由一个营养级到下一个营养级能量传递效率一般为10%左右，称之为“林德曼10%定律”。
教师：如果“杠子—虫—鸡—老虎”的食物链是以10%的传递效率进行的，我们按照各营养级能量大小可将其堆积成一个特殊的形状——金字塔型。我们称之为“能量金字塔”。
教师：对于能量流动的过程和特点都进行了细致的学习，现在来检查我们对这部分知识掌握的情况。
课堂当堂训练：学案【思维训练】1、2、3、4、5。
教材“评价指南”第一题。
师生核对习题答案，当堂讨论有疑问的问题。
教师：时间过得真快，大半节课已经过去了。母鸡妈妈该等急了吧。
【PPT】母鸡的等待
【PPT】荒岛上的场景再现
教师：请大家利用已学知识分析，为什么鲁滨逊会选择“先吃鸡，后吃玉米”？
学生讨论···
学生回答：用玉米喂鸡，增加了人在食物链中的营养级数，增大了能量浪费，违背了人对有限能源的最大利用原则。
老师：结合鲁滨逊的实践经验，考虑到中国国情，在日常生活中我们如何调整饮食结构，做到粮食类能源的节约呢？
学生讨论：进餐应采用以谷物和植物蛋白为主的食物结构。比如,用豆浆取代牛奶，用豆腐等取代肉类等。
【PPT】以第一营养级为主的饮食结构
老师：除作为消费者我们对自身饮食结构有所要求外，我们还可以为我们提供食物的“农林牧副渔”等产业部门提出合理的农业结构调整建议。
【PPT】展示部分同学的设计图，请部分同学介绍设计理念。
师生共同探讨该设计图的科学性和合理性。
老师：生活中，中国农业部和各级地方政府正积极推广因地制宜的生态农业模式。这些农业模式既保证能量持续高效的流向人类，又注重了环保节约了能源。
【PPT】献言献策——请结合徐州实际情况，设计一个合理的、适合徐州发展的生态农业。
学生讨论···
总结：生态系统的概念、过程、特点、研究意义。
作业布置：学案【课后巩固】。作业完成时间约15分钟。
板书：生态系统的能量流动
课件29张PPT。快来参加欢乐竞猜游戏 假设 你像 鲁滨逊 那样流落在不毛的荒岛上，只有15Kg玉米和一只母鸡可以食用，那么使自己活的最长的办法是：
A.先吃鸡，然后吃玉米
B.先吃玉米，同时用部分玉米喂鸡，吃鸡生产的蛋，最后再吃鸡先吃鸡，再吃玉米我反对！为什么要先吃我？我们欠“鸡妈妈”一个解释······生态系统的能量流动徐州一中 吴艳 生态系统的能量流动能量流动的概念： 生态系统中能量的 输入、传递﹑散失。结合学案【学习目标】 读书、思考：能量是如何 “输入” 生态系统的？能量“传递” 的途径是什么？能量是通过什么方式 “散失” 的？生态系统的能量流动此“去路”呼吸能量从生产者体内流失的途径。初级初级（散失）（散失）（散失）（散失）（散失）（输入）生态系统的能量流动（传递）①生态系统能量的源头是什么?阳光能量流动过程分析：②能量流动的起点： 生产者③生态系统能量的总值： 生产者所固定的全部太阳光能④生态系统能量流动的途径： 食物链、食物网 生态系统的能量流动（散失）（散失）（散失）（散失）（散失）（输入）生态系统的能量流动（传递）生态系统中的能量具有
单向流动 特点能量传递效率
（输入下一营养级的能量与本营养级能量的比值）单位（焦/厘米2 ·年） 96.3 18.8 7.5 分解者
14.6 12.5 2.1 0.1 未利用
327.3 293 29.3 5.0赛达伯格湖的能量流动图解 呼吸
122.6 赛达伯格湖的能量流动图解的数据整理学案【知识探究】13.5％20.1％自身呼吸作用消耗分解者利用暂未利用13.5%20%96.318.87.5 分解者
14.6 12.52.1微量 未利用
327.3 29329.35.0 呼吸
122.6 能量传递效率10%～20%能量流动具有 逐级递减 特点能量金字塔在青草→食草昆虫→蜘蛛→食虫鸟→猫头鹰这条食物链中，占生态系统总能量比例最多和最少的消费者依次是 A.猫头鹰和食草昆虫 B.青草和猫头鹰C.食草昆虫和青草 D.食草昆虫和猫头鹰学案【思维训练】1恭喜你，答对了！再接再厉！不要灰心，再来一次！不要灰心，再来一次！不要灰心，再来一次！能量沿着食物链由一个营养级传递到下一个营养级时，呈逐级递减趋势的原因是 A．各营养级生物维持自身生命活动要
呼吸耗能 B．枯枝败叶、尸体或粪便被分解者利用 C．各营养级生物体内贮存部分能量 D．上述各个原因都是学案【思维训练】2不要灰心，再来一次！不要灰心，再来一次！不要灰心，再来一次！恭喜你，答对了！再接再厉！D.营养级越多，散失的能量越多学案【思维训练】3下面有关生态系统能量流动的表述，不正确的是A.能量流动是单向流动，逐级递减的B.食物链越短，可供消费者的能量越多C.初级消费者越多，次级消费者获得的
能量越少不要灰心，再来一次！不要灰心，再来一次！不要灰心，再来一次！恭喜你，答对了！再接再厉！某池塘生态系统的一条食物链为：浮游植物→浮游动物→鱼→水鸟。假如水鸟只依靠吃鱼来加体重，那么每增加体重1千克，假设能量传递效率为10%，该生态系统内的浮游植物的量为A．50千克 B．125千克 C．625千克 D．1000千克 学案【思维训练】4恭喜你，答对了！再接再厉！不要灰心，再来一次！不要灰心，再来一次！不要灰心，再来一次！下图是某生态系统能量流动过程图解，利用图中箭头的序号回答问题：（1）流经该生态系统的总能量是 。（2）图中哪些数字表示A、B、C、D各营养级所具有的能
量：A为 ；B为 ；C为 ；D为 。（3）图中哪个箭头是不应存在的？__________。学案【思维训练】5生产者固定的全部太阳光能①④⑨⑦下图是某生态系统能量流动过程图解，利用图中箭头的序号回答问题：（4）如果能量传递效率按10%计算的话， 的能量只有④的能量的几分之几？__________。（5）B属于_________动物，它的粪便中的能量会被图中
__________（填字母）利用。学案【思维训练】51/ 100植食性E生命在等待中逝去······
请给我们一个“先吃鸡”的理由！七嘴八舌食物链越短，能量到我体内的越多，我活的时间就越长呀！植物 -> 牛 -> 人植物 -> 人人们应采用以
谷物和植物蛋白
为主的食物结构如何调整饮食结构？高静远王冉郝再接张中慧杨凡雨张璇张正瀛刘臻梁笠智展示部分同学设计生态农业图桑基鱼塘研究能量流动意义---提高能量利用率献言献策请结合徐州实际情况，设计一个合理的、适合徐州发展的生态农业。不经历风雨 怎么能见彩虹？同学们，请继续努力！教材【评价指南】1一个池塘有生产者、初级消费者、次级消费者、分解者。其中生产者固定的全部能量为A，流入初级消费者、次级消费者、分解者的能量依次为B、C、D。下列表述正确的是A．A=B+CD．AB+C 不要灰心，再来一次！不要灰心，再来一次！不要灰心，再来一次！恭喜你，答对了！再接再厉！如果一个人的食物中有1/2来自绿色植物，有1/4来自小型肉食动物，1/4来自羊肉。假如传递效率为10%，那么该人每增加1千克体重，约消耗植物 A．10千克 B．28千克 C．100千克 D．280千克 学案【课后巩固】6不要灰心，再来一次！恭喜你，答对了！再接再厉！不要灰心，再来一次！不要灰心，再来一次！
