“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”說課

楊星宇+盧曉梅+彭宇

摘要：本文對(duì)所選課題說教材、教法、學(xué)法、課時(shí)安排、教學(xué)過程以及板書設(shè)計(jì)，指明構(gòu)建概念模型和數(shù)學(xué)模型的優(yōu)勢(shì)，嘗試將問題探討編成數(shù)學(xué)計(jì)算題，引導(dǎo)學(xué)生定量分析問題，從宏觀角度掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)，認(rèn)同科學(xué)飲食的重要性。

關(guān)鍵詞：生態(tài)系統(tǒng)；能量流動(dòng)；定量分析；概念模型；數(shù)學(xué)模型

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）03-0197-02

一、說教材

1.教材分析?！渡鷳B(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)》是人教版必修三第五章第二節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)需要兩課時(shí)來完成，第一課時(shí)完成生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。學(xué)生已在必修一學(xué)習(xí)了光合作用、呼吸作用以及必修三中生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，這些內(nèi)容對(duì)理解本課能量固定和流動(dòng)方式起到了鋪墊作用。從高考角度看，通常定量考察生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的相關(guān)知識(shí)。

2.教學(xué)目標(biāo)。（1）知識(shí)目標(biāo)。闡明生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的概念；說出生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程和特點(diǎn)。（2）能力目標(biāo)。嘗試建構(gòu)能量流動(dòng)的數(shù)學(xué)模型；運(yùn)用能量流動(dòng)特點(diǎn)解釋具體生物鏈；嘗試分析生態(tài)系統(tǒng)中能量的輸入和輸出。（3）情感態(tài)度與價(jià)值觀。養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)問題、探索問題以及合作交流能力；關(guān)注資源利用的可持續(xù)原則，形成科學(xué)的世界觀。

3.教學(xué)重點(diǎn)。生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程；生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的特點(diǎn)。

4.教學(xué)難點(diǎn)。分析生態(tài)系統(tǒng)中能量的流入和流出；知識(shí)遷移的運(yùn)用和計(jì)算。

二、說教法和說學(xué)法

1.說教法。根據(jù)問題探討魯冰遜漂流記的故事，采用激趣法引導(dǎo)學(xué)生從能量流動(dòng)的角度分析問題；把定性地策略選擇題改編成數(shù)學(xué)計(jì)算題，運(yùn)用問題導(dǎo)學(xué)法引導(dǎo)學(xué)生數(shù)量計(jì)算，運(yùn)用分組討論法、多媒體輔助教學(xué)法指導(dǎo)學(xué)生完成課堂任務(wù)。

2.說學(xué)法。引導(dǎo)學(xué)生以草—兔子—老鷹這條食物鏈為載體，通過自主探究和小組合作的學(xué)習(xí)方法構(gòu)建能量流動(dòng)過程的概念圖，使知識(shí)系統(tǒng)化并將文字轉(zhuǎn)為概念圖。

三、說課時(shí)安排

本節(jié)內(nèi)容是重點(diǎn)內(nèi)容，分2課時(shí)完成，第1課時(shí)講生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)過程和特點(diǎn)，第2課時(shí)講能量流動(dòng)過程的計(jì)算問題和生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的實(shí)踐意義。

四、說教學(xué)過程

1.導(dǎo)入新課。（1）創(chuàng)設(shè)情境。讓學(xué)生假設(shè)自己是小說中的魯濱遜，流落到荒島上，除飲用水之外，只有一只母雞和15Kg玉米，如何利用現(xiàn)存食物存活更長(zhǎng)的時(shí)間呢？統(tǒng)計(jì)選擇策略一和策略二的人數(shù)，分組討論，選代表說明對(duì)應(yīng)策略食物鏈和食物網(wǎng)并給予理由，由此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，引入本節(jié)主題。（2）發(fā)散思維。將問題探討的文字編成數(shù)學(xué)題，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)不同策略對(duì)應(yīng)的食物鏈列出能量傳遞算式，到課堂結(jié)束后再回歸到這個(gè)算式，從而加深學(xué)生的理解。從數(shù)學(xué)角度定量分析能量傳遞的過程，運(yùn)用學(xué)科綜合的思維方式，學(xué)生可以更加牢固地掌握本節(jié)知識(shí)。

2.能量流動(dòng)的概念。從能量流動(dòng)概念的4詞8字，總結(jié)本節(jié)跟上節(jié)的重要重疊概念，使學(xué)生串聯(lián)新舊知識(shí)。

3.能量流動(dòng)的過程。帶領(lǐng)學(xué)生，以草—兔子—老鷹這條食物鏈的能量流動(dòng)過程為例，構(gòu)建屬于自己的概念圖，然后師生共同修正，最后與課本94頁(yè)給出的2個(gè)概念圖進(jìn)行對(duì)比分析，從而內(nèi)化吸收能量流動(dòng)的過程。（1）強(qiáng)調(diào)流經(jīng)生態(tài)系統(tǒng)的能量源頭是生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能。（2）生產(chǎn)者固定的太陽(yáng)能（即生產(chǎn)者同化能量）有呼吸消耗和自身生長(zhǎng)發(fā)育繁殖2個(gè)去路；自身生長(zhǎng)發(fā)育繁殖又有3個(gè)去路，即被初級(jí)消費(fèi)者（兔子）攝入、被分解者利用和未被利用。詳細(xì)講解這3個(gè)去路，尤其是未被利用的這部分能量，它不是永遠(yuǎn)不被利用，只是在一定時(shí)間內(nèi)未被利用；被分解者利用的說明包括兩部分，即本營(yíng)養(yǎng)級(jí)的遺體殘骸和下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)的糞便；初級(jí)消費(fèi)者攝入的能量包括糞便量和同化量。（3）初級(jí)消費(fèi)者同化量和生產(chǎn)者草的同化量就如出一轍了，次級(jí)消費(fèi)者的概念圖與初級(jí)消費(fèi)者基本一致。（詳見以下板書設(shè)計(jì)）。引導(dǎo)學(xué)生舉一反三，完成剩下的概念圖，結(jié)合課本94頁(yè)的兩個(gè)概念圖，生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程就一目了然了，這個(gè)教學(xué)重點(diǎn)在學(xué)生筆下就不攻而破了。

4.能量流動(dòng)的特點(diǎn)。完成能量流動(dòng)的過程分析后，引導(dǎo)學(xué)生從具體到抽象歸納其特點(diǎn)，讓思維螺旋上升。在投影儀上放映教材上賽達(dá)伯格湖的能量流動(dòng)圖解，指導(dǎo)學(xué)生閱讀相關(guān)數(shù)據(jù)。提出4個(gè)問題：請(qǐng)大家設(shè)計(jì)表格，整理數(shù)據(jù)；計(jì)算“流出”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量占“流入”該營(yíng)養(yǎng)級(jí)能量的百分比；流入某營(yíng)養(yǎng)級(jí)的能量，為何不會(huì)全部流入下一營(yíng)養(yǎng)級(jí)。通過以上分析，學(xué)生們能總結(jié)出什么規(guī)律呢？讓學(xué)生分組討論：請(qǐng)兩組同學(xué)分別以生產(chǎn)者、植食性動(dòng)物為標(biāo)準(zhǔn)，分析其能量的“流入”與“流出”。整理各數(shù)據(jù)，計(jì)算能量傳遞效率。據(jù)整理的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，各營(yíng)養(yǎng)級(jí)儲(chǔ)存的能量如何變化？其流動(dòng)方向如何？分析數(shù)據(jù)，以生產(chǎn)者和植食性為例，其流出能量與流入能量比分別為13.52%、20.06%，進(jìn)一步分析課外數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)能量流動(dòng)效率大概在10%—20%之間，從而引導(dǎo)學(xué)生概括能量流動(dòng)的兩大特點(diǎn)。以上教學(xué)過程體現(xiàn)了探究式教學(xué)理念，讓學(xué)生獨(dú)立分析食物鏈→小組合作討論→小組交流討論→師生共同構(gòu)建總結(jié)，層層深入，直至挖掘出知識(shí)的精髓。教師起引導(dǎo)者的作用，充分利用學(xué)生的就近發(fā)展區(qū)，培養(yǎng)了學(xué)生的綜合素質(zhì)。最后，結(jié)合能量流動(dòng)的特點(diǎn)，請(qǐng)學(xué)生對(duì)生存策略再次選擇，并說明理由。如此一來，通過構(gòu)建模型和解答經(jīng)典例題，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)能量流動(dòng)過程與能量傳遞效率的理解。

5.課堂總結(jié)。一堂出彩的生物課，不僅要讓學(xué)生掌握課標(biāo)要求的知識(shí)，還要讓學(xué)生獲取方法和思路及樹立情感態(tài)度價(jià)值觀。本節(jié)課通過學(xué)習(xí)能量流動(dòng)的過程，讓學(xué)生知道在日常生活中對(duì)植物性食物和動(dòng)物性食物的攝取比例要得當(dāng)，這樣既對(duì)身體好，還可以環(huán)保節(jié)能。

6.布置作業(yè)。定性作業(yè)，考慮中國(guó)國(guó)情，如何調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)使我們既吃得健康又經(jīng)濟(jì)環(huán)保？定量作業(yè)，人吃白菜和羊肉，羊可以吃白菜，將人對(duì)白菜和羊肉的攝取比例由1∶1調(diào)整為4∶1，那么可供養(yǎng)的人數(shù)將會(huì)變?yōu)樵瓉淼亩嗌俦叮芰總鬟f效率按15%計(jì)算）？

五、板書設(shè)計(jì)

1.概念。輸入→傳遞→轉(zhuǎn)化→散失。

2.過程：

3.特點(diǎn)。單向傳遞，逐級(jí)遞減。

參考文獻(xiàn)：

[1]魏允.《光合作用》說課[J].生物學(xué)雜志，2007，24（1）：79-80.

[2]慕曉茹，楊東輝.“生態(tài)系統(tǒng)能量流動(dòng)的過程”教學(xué)研究[J].大連教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2016，32（2）：40，47.

[3]霍永平.“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”的教材圖解的解析[J].生物技術(shù)世界，2013，（7）：150-151.endprint