科学·技术·社会生态农业教学设计一等奖

科学·技术·社会　生态农… 高中生物       人教2003课标版

知识目标

应用：（1）生态系统能量流动的过程和特点；

（2）研究生态系统能量流动的意义。

能力目标

1.通过分析生态系统中能量的输入和散失，即“光合作用”和“呼吸作用”与营养级之间的能量变化关系，发展学生的思维迁移能力。

2.学会分析、推算生态系统的能量传递效率，并学会应用“传递效率”解决相关问题，进而培养学生的运算能力和思维能力。

3.通过生态系统食物网中能量流动的渠道和数量的分析，培养学生耐心细致的观察能力和识图能力。

情感目标

1.通过分析生态系统能量流动的特点，培养学生用“普遍联系”的观点来分析事物。

2.站在生态道德角度，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的原则，为形成科学的世界观做准备。

重点

生态系统能量流动的过程和特点。

落实方案

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.运用能量流动的多媒体课件，形象地演示相邻两个营养级之间的能量变化关系，使学生直观形象地理解一个营养级的能量来源和去向，进而掌握能量流动的特点。

3.联系实际，实例分析运用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

难点

生态系统能量流动的特点及其形成原因。

突破策略

1.引导学生围绕思考题进行讨论，并对具体实例进行详细分析。

2.运用教材中“能量金字塔”形象地说明能量流动的特点是单向流动，逐级递减。

1.指导学生思维迁移。

2.指导学生分析过程。

3.指导学生理解研究生态系统能量流动的意义。特别是实例的分析方法和生态学观点的获得与养成，引导学生从小建立可持续发展的思想意识。

请大家回忆如下几个问题：

1.一个生态系统由哪几部分组成？

2．生态系统的营养结构是指________和_______.

3.请大家写出一个通用的食物链。

学生活动：部分学生回答概念性的前两个问题，请一位同学在黑板上书写一个通用的食物链。即：

生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者

教师设疑： 相邻两个营养级之间是什么关系呢？

学生讨论：

a.相邻两个营养级之间是捕食关系。

b.后一个营养级以前一个营养级为食。

c.后一个营养级从前一个营养级获得物质和能量。

教师评价：这些说法归根到底都是一个能量流动的问题。那么，生态系统的能量到底是怎样流动的呢？这就是这节课我们要了解的内容。

能量流动的概念

讲述：生态系统的能量流动指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。

（一）能量流动的过程

学生阅读：P94内容

教师设疑：

1、能量的源头是？流经生态系统总能量是？

能量流动的起点是 ？ 途经是？

2、能量是怎样流经第一、第二营养级的？

能量是如何输入和输出生态系统的？

教师演示 ：能量是怎样流经第一营养级的？

师生探讨：

a. 生态系统能量的源头是太阳能。

b. 流经生态系统的总能量是不是太阳辐射能？是不是照射到这个生态系统中所有植物体上的太阳能呢？

讲述：不是，太阳辐射能绝大部分都被地球表面的大气层所吸收、散射和反射掉了。

也不是照射到这个生态系统中所有植物体上的太阳能，因为有相当部分的太阳能没有被生产者所捕捉和固定。因此流经一个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。能量流动的起点是从生产者固定太阳能开始的。

c.流入第一营养级的能量有哪些去路呢？

屏幕显示：能量流经第二营养级示意图

设疑：初级消费者粪便中所含有的能量，属于第一营养级还是第二营养级？

讲述：属于第一营养级。被某一营养级生物摄入体内的能量，并不是该营养级生物的同化量，因为有一小部分能量存在于动物排出的粪便中，最终被分解者分解释放出来。因此真正流入下一营养级的能量，应该是该营养级生物的同化量。既  同化量=摄入量—粪便量。

屏幕显示：能量是如何输入和输出生态系统的 ？

演示能量流动过程的多媒体课件,并与学生共同讨论如下问题：

1、各营养级的能量来源是什么？

2、各营养级能量有哪些去路？

3、箭头的粗细表示？各营养级的方框大小表示？

实例分析：赛达伯格湖能量流动图解。

(1)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化能量的百分比是多少?第三营养级获得第二 营养级百分比呢?

(2)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？

(3)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大 范围内?

学生推算：（1）13.5％  （2）20％  （3）10％～20％

师生归纳：

a.能量流动的特点是：单向流动、逐级递减 

b.能量传递效率是：10％～20％

1．什么叫能量金字塔?

（单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高而绘制的图形）

2．能量金字塔可以说明什么问题?

（从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多）

3.如果以生物体的数目来表示能量金字塔，有无例外?

教师讲述：如果以生物体数目来表示能量金字塔，有时会出现倒置现象。如：海洋生态系统中，浮游植物（生产者）个体小、寿命短并不断被动物吃掉，某一时刻调查到的数量可能低于浮游动物。又如：成千上万只昆虫生活在一棵大树上的情况等。在这些情况下，数量金字塔的塔形将会发生倒置现象。

根据下图所表示的食物网,  结合能量流动的特点进行计算:

牧草      鼠      蛇      猫头鹰  

（1）如果牧草固定了1000焦耳的能量, 则猫头鹰最少能获得____1__焦耳能量, 最多能获得__40____焦耳能量

（2）若猫头鹰要获得1千焦能量, 则至少消耗掉牧草所固定的___25___千焦能量.

(3) 假设猫头鹰的食物有3/5来自鼠，2/5来自蛇，若其要获得1千焦能量, 则最多消耗草所固定的___460_____千焦能量.

学以致用：

（1）用能量流动的原理,  解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。

（2）“问题探讨”中的孤岛生存问题。

（三）、研究能量流动的实践意义

1、帮助人们科学规划、设计人工生态系统， 使能量得到最有效的利用。

如:生态农业

设疑：如何充分利用农作物秸秆中所含有的能量？

2、帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 如:草场放牧

设疑：草原牧民如何放牧，才能达到产畜量高，又不会导致草场退化？

书本P115  知识迁移

设计农业生态系统

科学·技术·社会　生态农业　

科学·技术·社会　生态农业　

请大家回忆如下几个问题：

1.一个生态系统由哪几部分组成？

2．生态系统的营养结构是指________和_______.

3.请大家写出一个通用的食物链。

学生活动：部分学生回答概念性的前两个问题，请一位同学在黑板上书写一个通用的食物链。即：

生产者→初级消费者→次级消费者→三级消费者

教师设疑： 相邻两个营养级之间是什么关系呢？

学生讨论：

a.相邻两个营养级之间是捕食关系。

b.后一个营养级以前一个营养级为食。

c.后一个营养级从前一个营养级获得物质和能量。

教师评价：这些说法归根到底都是一个能量流动的问题。那么，生态系统的能量到底是怎样流动的呢？这就是这节课我们要了解的内容。

能量流动的概念

讲述：生态系统的能量流动指生态系统中能量的输入、传递、转化和散失过程。

（一）能量流动的过程

学生阅读：P94内容

教师设疑：

1、能量的源头是？流经生态系统总能量是？

能量流动的起点是 ？ 途经是？

2、能量是怎样流经第一、第二营养级的？

能量是如何输入和输出生态系统的？

教师演示 ：能量是怎样流经第一营养级的？

师生探讨：

a. 生态系统能量的源头是太阳能。

b. 流经生态系统的总能量是不是太阳辐射能？是不是照射到这个生态系统中所有植物体上的太阳能呢？

讲述：不是，太阳辐射能绝大部分都被地球表面的大气层所吸收、散射和反射掉了。

也不是照射到这个生态系统中所有植物体上的太阳能，因为有相当部分的太阳能没有被生产者所捕捉和固定。因此流经一个生态系统的总能量是生产者固定的太阳能总量。能量流动的起点是从生产者固定太阳能开始的。

c.流入第一营养级的能量有哪些去路呢？

屏幕显示：能量流经第二营养级示意图

设疑：初级消费者粪便中所含有的能量，属于第一营养级还是第二营养级？

讲述：属于第一营养级。被某一营养级生物摄入体内的能量，并不是该营养级生物的同化量，因为有一小部分能量存在于动物排出的粪便中，最终被分解者分解释放出来。因此真正流入下一营养级的能量，应该是该营养级生物的同化量。既  同化量=摄入量—粪便量。

屏幕显示：能量是如何输入和输出生态系统的 ？

演示能量流动过程的多媒体课件,并与学生共同讨论如下问题：

1、各营养级的能量来源是什么？

2、各营养级能量有哪些去路？

3、箭头的粗细表示？各营养级的方框大小表示？

实例分析：赛达伯格湖能量流动图解。

(1)第二营养级获得第一营养级(生产者)所同化能量的百分比是多少?第三营养级获得第二 营养级百分比呢?

(2)上图中“未利用的能量”是指哪些能量呢？

(3)能量在相邻的营养级之间的传递效率在多大 范围内?

学生推算：（1）13.5％  （2）20％  （3）10％～20％

师生归纳：

a.能量流动的特点是：单向流动、逐级递减 

b.能量传递效率是：10％～20％

1．什么叫能量金字塔?

（单位时间内各营养级所得到的能量数值由低到高而绘制的图形）

2．能量金字塔可以说明什么问题?

（从能量金字塔可以看出，在一个生态系统中，营养级越多，在能量流动过程中消耗的能量就越多）

3.如果以生物体的数目来表示能量金字塔，有无例外?

教师讲述：如果以生物体数目来表示能量金字塔，有时会出现倒置现象。如：海洋生态系统中，浮游植物（生产者）个体小、寿命短并不断被动物吃掉，某一时刻调查到的数量可能低于浮游动物。又如：成千上万只昆虫生活在一棵大树上的情况等。在这些情况下，数量金字塔的塔形将会发生倒置现象。

根据下图所表示的食物网,  结合能量流动的特点进行计算:

牧草      鼠      蛇      猫头鹰  

（1）如果牧草固定了1000焦耳的能量, 则猫头鹰最少能获得____1__焦耳能量, 最多能获得__40____焦耳能量

（2）若猫头鹰要获得1千焦能量, 则至少消耗掉牧草所固定的___25___千焦能量.

(3) 假设猫头鹰的食物有3/5来自鼠，2/5来自蛇，若其要获得1千焦能量, 则最多消耗草所固定的___460_____千焦能量.

学以致用：

（1）用能量流动的原理,  解释谚语“一山不容二虎”隐含的道理。

（2）“问题探讨”中的孤岛生存问题。

（三）、研究能量流动的实践意义

1、帮助人们科学规划、设计人工生态系统， 使能量得到最有效的利用。

如:生态农业

设疑：如何充分利用农作物秸秆中所含有的能量？

2、帮助人们合理地调整生态系统中的能量流动关系，使能量持续高效地流向对人类最有益的部分。 如:草场放牧

设疑：草原牧民如何放牧，才能达到产畜量高，又不会导致草场退化？

书本P115  知识迁移

设计农业生态系统