高中生物人教版选择性必修2 《3.2生命系统的能量流动》教案

《生态系统的能量流动》教学设计
一、设计指导思想
新课程改革的一个重要理念就是把学生的个人知识、直接经验、生活世界看成是重要的课程资源，这也是建构主义的重要思想；建构主义认为：知识不是通过教师传授得到，而是学生在一定的情境，即社会性背景下，借助他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习材料，通过意义建构的方式而获得。本教学案例就是在这种理念指导下设计实施的。
二、教学目标
1.运用模型与建模思维，构建生态系统中能量流动过程模式图。
（科学思维、科学探究）
2.运用演绎与推理思维，分析能量流动特点。
（科学思维、科学探究）
3.关注粮食问题，节约粮食，合理平衡膳食。
（生命观念、社会责任）
三、教学重点和难点
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的过程。
四、教学方法
引导法、自主—合作—探究法
五、教学用具
多媒体课件；袁隆平院士及其团队种植的杂交水稻再获高产；模型建构材料。
六、教学过程
【时事热点，引入课题】
首先向学生提问：谁是世界上最富有的人？启发学生思维。从粮食的角度来考虑，袁隆平是最富有的人，因为他种植的水稻养活了很多人，为我国乃至世界做出了巨大的贡献。接着像学生介绍时事新闻：11月2日上午，在湖南省衡阳市衡阳县的水稻基地，袁隆平院士团队成功冲关1500公斤。并且播放采访袁隆平院士的视频，增强学生的民族自豪感。以水稻为切入点，它作为我们的主食之一，在古代的诗句中就有过描述“稻花香里说丰年，听取蛙声一片”。向学生抛出问题：在这句古诗中有怎样的一条食物链呢？引导学生回答出“水稻—食虫螟—蛙”这条食物链。物质是能量的载体，以具体的食物链为切入点，研究能量流动。
【分级建模，研究“过程”】
（一）对于第一营养级能量流动情况的分析
以水稻为具体的研究对象
设问1：水稻的能量来自于哪里？
设问2：水稻中的能量可以有哪些去向呢？
第一个问题容易回答，但容易忽视对能量的利用程度。向学生补充自然界中的能量大约只有1%的光能能被利用。第二个问题难度较大。在学生回答完后，教师做进一步的讲解。通过植物可以从幼苗长到成熟，引导学生回答出“一部分能量可以用来生长和繁殖”这一去向。在利用食物链，食稻螟可以吃水稻，水稻的残枝败叶可以流向分解者，将用于生长发育和繁殖的能量分为两个方向。
设问3：食稻螟吃掉水稻后，水稻中的能量能全部被食稻螟利用吗？
让学生讨论回答，学生会有不同的答案。教师总结并指出“粪便是未消化的食物残渣，因此粪便中的能量属于水稻”，帮助学生理解这一难点。粪便同样会被分解者分解。
分析完水稻中的能量流动情况，由具体到抽象，在这一环节上所有生物的能量流动和水稻相同，因此可以把一个营养级作为研究对象。从而得出第一营养级的能量流动示意图。根据示意图，让学生根据课前提供的材料进行第一营养级的模型建构。并请一位同学到黑板上板画。
引导学生对板画结果做评析，教师再做进一步总结。
（二）对于第二营养级能量流动情况的分析
在详细分析了第一营养级能量流动的基础上，请学生回答，第二营养级的能量的来源与去向分别是什么？教师做评析。小组讨论交流，建构出第二营养级以及第三营养级的模型。请一位同学去讲台板画，完成对能量流动过程的模型构建。
【设置问题，总结“概念”】
通过模型构建以及对能量流动过程的分析，抛出问题串，让学生小组讨论，完成表格：
通过学生的回答，总结出概念：生态系统的能量流动是指能量输入、传递、转化和散失的过程。
【定量分析，得出“特点”】
引导学生思考，从能量输入的角度，在哪一营养级的能量最多，学生能够回答出生产者。并且根据对过程的理解可以定性分析出：逐级递减，单项流动的特点。教师进一步引导：要得到准确的答案，需要进行定量分析。从而引出林德曼对赛达伯格湖的定量研究。以生活实际入手，详细讲解“未利用”的含义。得出在一个时间点或较短时间内，有未利用的能量。而学生所建构的能量过程图，是长时间内的能量去向。
分组讨论，分析数据，计算出能量传递的效率，完善表格。
得出能量计算的公式，并总结能量“单向流动，逐级递减”的特点。进一步分析，形成这两个特点的原因。
【联系实际，学以致用】
根据能量流动特点，抛出问题串：
1、食物链上一般不超过五个营养级，为什么？
2、为什么说“一山不容二虎”?
3、在市场上，肉一般比蔬菜贵，试从生态系统能量流动的角度分析原因？
学生小组讨论，得出答案。并回顾本节内容，做出总结。