《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；视频：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。《生态系统的能量流动》习题评测
1.根据生态学原理，使能量在流动过程中损耗最低，应采用的一组食物结构（
）
A.以淡水养殖的鱼类为主
B.以谷物与植物蛋白为主
C.以海洋鱼类为主
D.以禽肉与蛋为主
2.在生态系统中，关于食物链与能量流动的叙述,不正确的是（
）
A.能量沿食物链流动是单向的
B.食物链越长，最高营养级上获得的能量越少
C.初级消费者越多，次级消费者获得的能量越少
D.生物种类越多，生态系统中的食物链越多
3.大象是植食动物，有一种蜣螂则专门以象粪为食，设一头大象在某段时间所同化的能量为107kJ，则这部分能量中可流入蜣螂体内的约为(
)
A.0KJ
B.106KJ
C.5×106KJ
D.106～2×106KJ
4.右图是草原生态系统中的一条食物链及能量流动图解，回答问题。
①图中D表示__________。
②能量在逐级递减中，若狐获得的能量是
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千焦，传递给狼的能量最多为______千焦，草供给这条食物链的能量至少______千焦。
③图中各营养级通过A______作用被消耗，通过B________利用，而B又通过C_________被消耗。
5．如图是某个农业生态系统的结构模式图，该图中能表示生态系统能量流动的箭头的是( )
A．①③
B．②③⑤
C．①③④
D．②⑤
6．在一个草原生态系统中，如果要研究被第二营养级羊同化的能量去向，不应包括下列选项中的
( )
A．羊的呼吸消耗量
B．羊的粪便量
C．羊的生长量
D．部分死亡羊的重量
7．如图表示某草原生态系统中的能量流动图解，①～④表示相关过程的能量数值。下列有关叙述正确的是( )
A．①是流入该生态系统的总能量
B．分解者获得的能量最少
C．图中②/①的值代表草→兔的能量传递效率
D．③和④分别属于草和兔同化量的一部分(共21张PPT)
新课导入
职度还
水稻——食稻螟—青蛙
第三章生态系统及其
稳定性
第2节生态糸统的能量流动
山东省济南中学谢秀丽
新课讲授一、能量流动的过程
呼吸散失
大阳
水稻固定
的太阳能
食稻螟同化
用于生长、
发育、繁殖
残枝败叶
食稻螟的粪便量→解者
同化量=摄入量一粪便量
)知识链接
同化作用是指生物体把从外界环境中获取的
营养物质转变成自身物质,并且储存能量的
过程
、能量流动的过程能量流经第一营养级示意图
呼吸散失
大阳
产者固定
的太阳能
初级消费者同化
用于生长
发育、繁殖
残枝败叶
初消费者的粪便望者
同化量三摄入量一粪便量
能量流经第二营养级示意图
初级消费者的
同化量
呼吸
分遗体残骸
用于生长
解者分解呼吸
发育和繁殖
散失
次级消费者
的同化量
散失
针对性练习
1.如图表示某生态系统能量流动过程,甲、乙、丙、丁
代表生态系统的生物成分,①⑦代表过程。下列叙述错
误的是(
能量
光二甲⑥②西
粪便、遗体残骸等
A.甲代表生产者,丁代表分解者
B.甲同化的总能量大于乙、丙同化能量之和
C.过程②③④⑤是指生物的有氧呼吸
D.过程⑥⑦中流动的能量以有机物为载体
、能量流动的概念
输入(总来源)生产者固定的太阳能
传递渠道食物链和食物风
转化形式太阳能—化学能—热能
散失形式
热能
生态系统的能量流动是指生态系统的能量
流动是指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失
的过程
、能量流动的特点
分解者
12.5
14.6
微量
太阳能生产者
464.6[62.8)植食性动物
12.6
肉食性动物
62.8
12.6
293
8.8
未96.3
293
0
固定
呼吸作用
未利用
122.6
327.3
赛达伯格湖的能量流动图解
探究活动
根据赛达伯格湖能量流动图解完成下列表格
流出能量
营养级
流入能(输入后
量
出入比
个营养级)
生产者
464.6
62.8
13.52‰
植食性动物62.8
12.6
20.06%
肉食性动物12.6
想一想
根据“赛达伯格湖的能量流动图解”,计算相
邻两个营养级间能量传递效率。各营养级之间
的传递效率在多大范围内?
本营养级的同化量
传递效率
×100%
上一营养级的同化量
结论:相邻营养级的传递效率大约是0%20%
针对性练习
2.A为生产者,总能量为10×10kJ,B为初级
消费者,那么B最多可从A处获得2108k能量?
最少可获得1×10kJ能量?
