一、教學(xué)背景分析
1. 教材分析本節(jié)內(nèi)容包括生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的過程和能量流動的特點兩部分。本節(jié)課以“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”為基礎(chǔ),直接關(guān)系到物質(zhì)循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的學(xué)習(xí),因此起著承上啟下的作用。
2. 學(xué)情分析“能量”是自然科學(xué)中的核心概念,學(xué)生通過物理已學(xué)習(xí)了能量守恒定律;在生物學(xué)中,已掌握了了“儲存能量的物質(zhì)”、“光合作用”、“呼吸作用”等知識,這些都是本節(jié)內(nèi)容的基礎(chǔ),在教學(xué)中要緊緊依托這些知識。
二、教學(xué)目標(biāo)和重點、難點
1. 教學(xué)目標(biāo)
(1)認(rèn)知目標(biāo):①了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的概念。②分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。
(2)能力目標(biāo):通過對賽達(dá)伯格湖能量流動的定量分析。提高學(xué)生分析問題和解決問題的能力。
(3)情感態(tài)度與價值觀目標(biāo):培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度。
2. 教學(xué)重點生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程和特點。
3. 教學(xué)難點生態(tài)系統(tǒng)的能量流動具有單向流動和逐級遞減的原因。
三、教學(xué)方法
1. 直接從教材中問題探討提供的素材引入。
2. 借助草——兔——狼食物鏈,分析每一營養(yǎng)級能量的輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失的過程。
3. 引導(dǎo)學(xué)生用數(shù)據(jù)來分析能量流動的特點,在學(xué)生歸納總結(jié)的基礎(chǔ)上,闡述生態(tài)系統(tǒng)能量流動具有的兩個特點。
四、教學(xué)過程設(shè)計
課前準(zhǔn)備:多媒體展示平臺,PPT,實物投影
1. 創(chuàng)設(shè)情景,導(dǎo)入新課PPT展示魯濱孫漂流記圖片,師問:假設(shè)你像小說中的魯濱孫一樣,也流落到一個荒島上,那里除了有能飲用的水以外,幾乎沒有任何食物。你隨身尚存的食物只有一只母雞、5千克玉米。你認(rèn)為以下哪種生存策略能讓你維持更長的時間來等待救援:A.先吃雞,再吃玉米;B.先吃玉米,同時用一部分玉米喂雞,吃雞產(chǎn)下的蛋,最后吃雞。讓學(xué)生討論選擇并解釋原因。
教師指出:要解決這個問題,除了要利用上一節(jié)課學(xué)習(xí)的“食物鏈和食物網(wǎng)”知識外,還要學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)中的能量流動的知識。由此引出本節(jié)課題“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”。
2. 能量流動的概念PPT展示草——兔——狼的圖片,提出問題:(1)兔子和草是什么關(guān)系?(2)草的能量是怎樣得來的?(3)草的能量將何去何從?全部被兔子利用了嗎?(4)兔子中的能量又到哪里去了?思考并分析,其實這種現(xiàn)象在生態(tài)系統(tǒng)中具有普遍性。展示“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動圖解”,指出:“像這樣生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入、傳遞和散失的過程,就稱為生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”。
3. 能量流動的過程閱讀教材P94,
分析提問:(1)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的起點?(2)流經(jīng)一個生態(tài)系統(tǒng)的總能量是什么?(3)生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的去向?(4)能量流動的渠道是什么?
分析歸納能量流動過程示意圖。學(xué)生結(jié)合前面分析獨立完成,教師對學(xué)生成果進(jìn)行投影展示評價。
4. 能量流動的特點
導(dǎo)入:從前面關(guān)于能量流動過程的闡述,可以對能量的流動方向以及能量在數(shù)量上的變化有一個感性上的認(rèn)識,那么能量在流動的過程中能否進(jìn)行定量分析呢?美國生態(tài)學(xué)家林德曼就對此進(jìn)行了深入研究。
展示:賽達(dá)伯格湖的能量流動圖解。(先出現(xiàn)里面的能量流動圖,簡單提一下該湖能量流動過程和能量的數(shù)值)
完成能量流動數(shù)據(jù)表
提出問題:(1)能量能夠逆向流動、循環(huán)流動嗎?通過以上分析,你能得出什么結(jié)論?(2)計算賽達(dá)伯格湖的生態(tài)系統(tǒng)中,能量從第一營養(yǎng)級流入第二營養(yǎng)級占生產(chǎn)者所固定能量的百分比是多少?第二營養(yǎng)級流入第三營養(yǎng)級的能量,占初級消費者所同化的能量總量的百分比是多少?(3)由此可見,在輸入菜+營養(yǎng)級的能量中,只有10%-20%的能量能夠流動到后一個營養(yǎng)級,還有80%-90%到哪里去了?通過以上分析,你能總結(jié)出什么規(guī)律?(展示能量金字塔模型)為了形象地說明這個問題,可以將單位時間內(nèi)各個營養(yǎng)級所得到的能量數(shù)值,由低到高繪制成圖,這樣就形成—個金字塔圖形,叫做能量金字塔。從能量金字塔可以看出,在一個生態(tài)系統(tǒng)中,營養(yǎng)級越多,在能量流動過程中消耗的能量就越多。(4)討論:再次圍繞荒島問題展開討論,讓學(xué)生自由辯論。討論后,根據(jù)題目意思畫出食物鏈進(jìn)行分析。
指出應(yīng)該選A
(1)指導(dǎo)學(xué)生分析并思考課本圖5-9中的問題:如果把各個營養(yǎng)級的個體數(shù)量關(guān)系,用繪制能量金字塔的方式表示出來,是不是也呈金字塔形?如果是,有沒有例外?(引出數(shù)量金字塔)繼續(xù)提問:數(shù)量金字塔是否還符合能量金字塔?指出能量金字塔和數(shù)量金字塔是不矛盾的。
(2)用能量流動的原理,解釋諺語“一山不容二虎”隱含的道理。
(3)能量流動逐級遞減這一特點與能量守恒定律相矛盾嗎?
分析:在生態(tài)系統(tǒng)中,能量的形式不斷轉(zhuǎn)換,如太陽輻射能通過綠色植物的光合作用轉(zhuǎn)變?yōu)閮Υ嬗谟袡C(jī)物化學(xué)鍵中的化學(xué)能;動物通過消耗自身體內(nèi)儲存的化學(xué)能變成運動的機(jī)械能。在這些過程中,能量既不能憑空產(chǎn)生,也不會消滅,只能按嚴(yán)格的比例由一種形式轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形式。
五、結(jié)束語
科學(xué)總是為人類生活實踐服務(wù)的,我們學(xué)習(xí)了能量流動的過程與特點,那么我們要科學(xué)設(shè)計和規(guī)劃生態(tài)系統(tǒng),調(diào)節(jié)生態(tài)系統(tǒng),使能量得到最有效利用,最終能持續(xù)高效流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠帧U埻瑢W(xué)們課后先預(yù)習(xí)教材剩下的內(nèi)容,具體我們下節(jié)分解。
六、教學(xué)反思
1. 創(chuàng)設(shè)自主探究的學(xué)習(xí)氛圍本節(jié)課實施的是探究教學(xué),在教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生自主探究,提高相互評價的能力。深受學(xué)生的喜愛。但概念的分析和規(guī)律的總結(jié)還需要教師適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo),而不是流于形式。
2. 激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣,提高教學(xué)的實效性學(xué)生是教學(xué)的主體,不是被動的接受知識,而是用科學(xué)的方法去親身探究,在探究中愉快的學(xué)習(xí)。在課堂教學(xué)中通過師生互動,生生互動,激發(fā)學(xué)生學(xué)生的興趣,讓課堂充滿活力,提高教學(xué)的實效性,使課改理念得到落實。
作者單位:廣東省佛山市南海區(qū)桂城