本文以生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)為主線,圍繞《考綱》要求,引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主學(xué)習(xí)、推理探究、模型建構(gòu)、資料分析、比較歸納等方式,系統(tǒng)梳理生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念、過(guò)程、特點(diǎn)、意義等基礎(chǔ)知識(shí),并注重學(xué)生能力的培養(yǎng)與提升。
1 教材分析
本節(jié)選自人教版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)《生物(必修3)穩(wěn)態(tài)與環(huán)境》第五章第2節(jié)。本節(jié)課既以上一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),又與下一節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)緊密聯(lián)系,起到了承前啟后的作用。其內(nèi)容包括生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念、過(guò)程、特點(diǎn)以及研究能量流動(dòng)的實(shí)踐意義,在歷年高考中均屬于考查重點(diǎn)。
2 教學(xué)目標(biāo)
《全國(guó)新課標(biāo)高考生物考試大綱》對(duì)本節(jié)內(nèi)容考查的表達(dá)為:生態(tài)系統(tǒng)中能量流動(dòng)的基本規(guī)律和應(yīng)用,屬于Ⅱ級(jí)要求,即理解所學(xué)知識(shí)和其他相關(guān)知識(shí)之間的聯(lián)系和區(qū)別,并能在較復(fù)雜的情境中綜合運(yùn)用其進(jìn)行分析、判斷、推理和評(píng)價(jià)。根據(jù)考綱要求,我將教學(xué)目標(biāo)具體細(xì)化,設(shè)置為:
①根據(jù)能量流動(dòng)概念中的四個(gè)核心動(dòng)詞,提出概括性問(wèn)題,引領(lǐng)學(xué)生閱讀課本,自主復(fù)習(xí),簡(jiǎn)述能量流動(dòng)概念和研究方法,舉例說(shuō)出第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量流動(dòng)過(guò)程。
②參照第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量流動(dòng)模型,小組合作探究,歸納第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量流動(dòng)過(guò)程;掌握重點(diǎn)規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生分析推理的能力。
③通過(guò)觀察“賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解”,學(xué)生總結(jié)能量流動(dòng)特點(diǎn),繪制能量金字塔,并運(yùn)用能量流動(dòng)原理,解釋生活中的有關(guān)實(shí)例,提升學(xué)生遷移應(yīng)用的能力。
④學(xué)生聯(lián)系生活實(shí)際,區(qū)分能量金字塔和數(shù)量金字塔的差異,舉例說(shuō)出數(shù)量金字塔可能存在的塔形倒置現(xiàn)象。
⑤通過(guò)分析生態(tài)農(nóng)業(yè)模式,學(xué)生闡明研究生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的意義,培養(yǎng)學(xué)生分析總結(jié)的能力。
3 教學(xué)過(guò)程
3.1 挖掘核心概念,合理設(shè)疑,引領(lǐng)復(fù)習(xí)
在能量流動(dòng)一節(jié)中,貫穿教材始終的是能量流動(dòng)概念中的四個(gè)核心動(dòng)詞:輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和散失。逐一對(duì)這四個(gè)要素進(jìn)行分析,對(duì)于學(xué)生理解和應(yīng)用能量流動(dòng)規(guī)律具有重要作用。所以課堂開(kāi)始,首先提出一個(gè)概括性的問(wèn)題:“生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)中,包含了4個(gè)動(dòng)詞:輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化、散失。就某個(gè)營(yíng)養(yǎng)級(jí)而言(如生產(chǎn)者),你能說(shuō)出這4個(gè)動(dòng)詞的具體內(nèi)容嗎?”給學(xué)生3分鐘時(shí)間,閱讀課本相關(guān)內(nèi)容,自主復(fù)習(xí),回答上述問(wèn)題,培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科閱讀的能力。
學(xué)生結(jié)束自主學(xué)習(xí)以后,教師給出具體填空題目,帶領(lǐng)學(xué)生共同總結(jié)分析生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念和將各營(yíng)養(yǎng)級(jí)的生物視為一個(gè)整體進(jìn)行研究的研究方法。以第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)為例,詳實(shí)分析4個(gè)核心動(dòng)詞的具體內(nèi)容。例如,“輸入”包括:①輸入方式:生產(chǎn)者的光合作用;②能量流動(dòng)起點(diǎn):生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能;③流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的總能量:生產(chǎn)者固定太陽(yáng)能的總量?!皞鬟f”包括:①途徑:食物鏈和食物網(wǎng);②形式:有機(jī)物中的化學(xué)能?!稗D(zhuǎn)化”包括:①途徑:光合作用、呼吸作用;②形式:光能—化學(xué)能—熱能?!吧⑹А卑ǎ孩偻緩剑汉粑饔谩⒎纸庾饔?;②形式:熱能。當(dāng)學(xué)生將四個(gè)要素逐一分析透徹后,即可構(gòu)建出能量流經(jīng)第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的模型。
3.2 參照模型,合作探究,推理架構(gòu)
參照能量在第一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的流動(dòng)過(guò)程,小組合作探究,建構(gòu)能量流經(jīng)第二營(yíng)養(yǎng)級(jí)的過(guò)程模型。由學(xué)生代表描繪在黑板上,并進(jìn)行講解。在師生共同討論指正的過(guò)程中,滲透重要規(guī)律,概括三個(gè)等式:①攝入量=同化量+糞便量;②同化量=生長(zhǎng)發(fā)育繁殖量+呼吸量;③生長(zhǎng)發(fā)育繁殖量=流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)量+分解量。得出初級(jí)消費(fèi)者糞便中的能量屬于生產(chǎn)者的同化量;短時(shí)間內(nèi)存在未利用的能量,若從長(zhǎng)期看,可把未利用部分劃歸到被分解者利用等相應(yīng)結(jié)論。
3.3 結(jié)合資料,分析判斷,對(duì)比遷移
請(qǐng)學(xué)生分析教材P95“賽達(dá)伯格湖能量流動(dòng)圖解”,通過(guò)觀察和計(jì)算,得出能量流動(dòng)特點(diǎn)和能量傳遞效率。運(yùn)用以上規(guī)律,描繪能量金字塔,并解釋諺語(yǔ)“一山不容二虎”的生態(tài)學(xué)原理。聯(lián)想“樹(shù)—昆蟲(chóng)—鳥(niǎo)”的生活實(shí)例,啟發(fā)學(xué)生思考數(shù)量金字塔的倒置情況,繼而對(duì)比能量關(guān)系與數(shù)量關(guān)系的區(qū)別和聯(lián)系。
3.4 分析例題,歸納總結(jié),形成知識(shí)體系
教師例舉一道有關(guān)生態(tài)農(nóng)業(yè)的例題,請(qǐng)學(xué)生在作答過(guò)程中,分析生態(tài)農(nóng)業(yè)的行為模式和優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)學(xué)生討論分析,總結(jié)出研究能量流動(dòng)的意義是實(shí)現(xiàn)能量的多級(jí)利用,大大提高能量的利用率;調(diào)整能量流動(dòng)關(guān)系,使能量持續(xù)高效得流向?qū)θ祟愖钣幸娴牟糠?。歸納過(guò)程中,學(xué)生能夠?qū)Ρ竟?jié)復(fù)習(xí)課中所涉問(wèn)題進(jìn)行聯(lián)系,從而形成知識(shí)體系。
3.5 巧設(shè)圖例,靈活應(yīng)用,及時(shí)檢測(cè)
教師繪制兩幅有關(guān)能量流動(dòng)的典型圖例,請(qǐng)學(xué)生回答問(wèn)題。進(jìn)一步加深學(xué)生對(duì)能量流動(dòng)過(guò)程的理解,鍛煉學(xué)生對(duì)原理的應(yīng)用能力。例1:若B為該營(yíng)養(yǎng)級(jí)同化量,則A、C、D各為什么含義?例2:W1、A1、B1、C1、D1各為什么含義?通過(guò)分析圖例中字母表示的含義,可以對(duì)學(xué)生的掌握情況進(jìn)行時(shí)檢測(cè)和修正。
4 教學(xué)反思
作為一節(jié)高三一輪復(fù)習(xí)課來(lái)說(shuō),本節(jié)的設(shè)計(jì)緊緊圍繞《考綱》要求,梳理基礎(chǔ)知識(shí),全面閱讀教材,徹底掃除學(xué)生在知識(shí)結(jié)構(gòu)理解上的障礙,并幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)能力上得到不斷提升。針對(duì)不同的知識(shí)點(diǎn),采取不同的教學(xué)策略。重視核心概念的教學(xué),下大力度挖掘能量流動(dòng)的四大核心要素;擺脫傳統(tǒng)的講授式教學(xué)模式,開(kāi)展合作探究,建構(gòu)模型,分析資料等多種教學(xué)環(huán)節(jié)與評(píng)價(jià)方式,真正實(shí)現(xiàn)學(xué)生在“做中學(xué)”,培養(yǎng)學(xué)生獲取信息,推理判斷,分析與應(yīng)用的能力。
(作者單位:包鋼第一中學(xué))