《生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)》設(shè)計(jì) 省賽一等獎(jiǎng)

《生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)》教學(xué)設(shè)計(jì)一、教材分析本節(jié)內(nèi)容是人教版必修三“穩(wěn)態(tài)與環(huán)境”中第五章第三節(jié)的內(nèi)容。本小節(jié)內(nèi)容包括四部分：一是生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)的概念；二是碳循環(huán)；三是能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系；四是探究“土壤微生物的分解作用”。本小節(jié)內(nèi)容是“生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)”“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動(dòng)”以及第三章中新陳代謝特別是綠色植物“光合作用”和“細(xì)胞呼吸”等知識(shí)的延伸，也為后面學(xué)習(xí)生態(tài)農(nóng)業(yè)的構(gòu)建奠定基礎(chǔ)。二、教學(xué)目標(biāo)1.以碳循環(huán)為例，分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。2.嘗試探究土壤微生物的分解作用。3.說(shuō)明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。三、教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)及解決方法1.教學(xué)重點(diǎn)及解決方法[教學(xué)重點(diǎn)]分析生態(tài)系統(tǒng)中的物質(zhì)循環(huán)。[解決方法]⑴物質(zhì)循環(huán)時(shí)時(shí)刻刻發(fā)生在我們身邊,讓學(xué)生聯(lián)系自身感受物質(zhì)循環(huán)的存在。⑵以碳循環(huán)為例，分析物質(zhì)循環(huán)過(guò)程。2.教學(xué)難點(diǎn)及解決方法[教學(xué)難點(diǎn)]說(shuō)明能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。[解決方法]通過(guò)討論，列表比較來(lái)學(xué)習(xí)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系。四、課時(shí)安排2課時(shí)。五、教學(xué)方法探究法、講解法。教具準(zhǔn)備：圖、探究材料。六、學(xué)生活動(dòng)1.討論、分析、比較相關(guān)問(wèn)題。2.完成探究活動(dòng)。七、教學(xué)程序⑴明確目標(biāo)⑵重點(diǎn)、難點(diǎn)的學(xué)習(xí)與目標(biāo)完成過(guò)程第1課時(shí)[問(wèn)題探究]引導(dǎo)學(xué)生討論教材P100的討論題。同時(shí)教師向?qū)W生講清：煤炭、石油等是人類從事現(xiàn)代工業(yè)活動(dòng)的物質(zhì)資源，而非生態(tài)系統(tǒng)中生命活動(dòng)所需的物質(zhì)資源；煤炭、石油等資源是有限的，這些資源的形成需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間，而消耗它們所需的時(shí)間卻要短得多。事實(shí)上，物質(zhì)循環(huán)時(shí)時(shí)刻刻發(fā)生在我們身邊。呈現(xiàn)教材P101碳循環(huán)模式圖，學(xué)生閱讀材料P100—101內(nèi)容，回答下列問(wèn)題：1.什么叫生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)？2.物質(zhì)循環(huán)中的物質(zhì)指的是什么？3.這里的生態(tài)系統(tǒng)指的是什么生態(tài)系統(tǒng)？4.物質(zhì)循環(huán)的范圍是什么？5.物質(zhì)在何種之間進(jìn)行循環(huán)？6.碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間物質(zhì)循環(huán)的主要形式是什么？7.碳在生物群落內(nèi)部主要以何種形式傳遞？8.連通物質(zhì)在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)的生態(tài)類群是什么？9.產(chǎn)生CO2的途徑有哪些？10什么叫溫室效應(yīng)？11.產(chǎn)生溫室效應(yīng)的原因有哪些？12.溫室效應(yīng)會(huì)導(dǎo)致什么后果？13.如何減輕溫室效應(yīng)？14.物質(zhì)循環(huán)有何特點(diǎn)？教師總結(jié)。能量流動(dòng)和物質(zhì)物質(zhì)循環(huán)是生態(tài)系統(tǒng)的兩大功能，二者有何關(guān)系呢？1.區(qū)別能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式主要以有機(jī)物形式流動(dòng)在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間以無(wú)機(jī)物形式循環(huán)，在群落內(nèi)部主要以有機(jī)物形式傳遞特點(diǎn)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減往復(fù)循環(huán)、反復(fù)利用范圍各種生態(tài)系統(tǒng)都可進(jìn)行生物圈（全球性）2.聯(lián)系：兩者同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割。⑴能量流動(dòng)不能離開(kāi)物質(zhì)循環(huán)而單獨(dú)進(jìn)行，能量的固定、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)移和釋放，離不開(kāi)物質(zhì)合成和分解。⑵物質(zhì)是能量的載體，使能量能沿著食物鏈（網(wǎng)）流動(dòng)，能量作為動(dòng)力，使物質(zhì)能不斷地在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間循環(huán)往返。⑶生態(tài)系統(tǒng)中的各種組成部分——非生物的物質(zhì)和能量、生產(chǎn)者、消費(fèi)者和分解者，正是通過(guò)能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)，才緊密聯(lián)系在一起，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體的，可以用圖解表示如下：（三）總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)中物質(zhì)循環(huán)的過(guò)程，物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系。（四）作業(yè)布置教材P104練習(xí)。（五）板書(shū)設(shè)計(jì)第3節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)一、碳循環(huán)1.物質(zhì)循環(huán)的概念2.碳循環(huán)⑴碳在無(wú)機(jī)環(huán)境與生物群落之間的物質(zhì)循環(huán)主要是以CO2的形式進(jìn)行的。⑵⑶⑷循環(huán)過(guò)程3.物質(zhì)循環(huán)的特點(diǎn)：具有全球性、反復(fù)出現(xiàn)、循環(huán)流動(dòng)4.溫室效應(yīng)⑴形成原因⑵影響⑶措施二、能量流動(dòng)和物質(zhì)循環(huán)的關(guān)系1.區(qū)別能量流動(dòng)物質(zhì)循環(huán)形式主要以有機(jī)物形式流動(dòng)在生物群落和無(wú)機(jī)環(huán)境之間以無(wú)機(jī)物形式循環(huán)，在群落內(nèi)部主要以有機(jī)物形式傳遞特點(diǎn)單向流動(dòng)、逐級(jí)遞減往復(fù)循環(huán)、反復(fù)利用范圍各種生態(tài)系統(tǒng)都可進(jìn)行生物圈（全球性）2.聯(lián)系：兩者同時(shí)進(jìn)行，相互依存，不可分割。第2課時(shí)復(fù)習(xí)提問(wèn)：1.生態(tài)系統(tǒng)中碳循環(huán)的過(guò)程如何？2.物質(zhì)循環(huán)與能量流動(dòng)的關(guān)系是什么？今天我們來(lái)探究一下土壤微生物的分解作用。1.引入探究?jī)?nèi)容“土壤微生物的分解作用”由于學(xué)生缺乏微生物方面的知識(shí)，在指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行該課題的探究時(shí)，教師可以先介紹有關(guān)知識(shí)背景，比如可以用卡遜《寂靜的春天》中如下一段話：土壤中最小的有機(jī)體可能也是最重要的有機(jī)體，是那些肉眼看不見(jiàn)的細(xì)菌和絲狀真菌。它們有著龐大的天文學(xué)似的統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)，一茶匙的表層土可以含有億萬(wàn)個(gè)細(xì)菌?？v然這些細(xì)菌形體細(xì)微，但在一英畝肥沃土壤的一英尺厚的表土中，其細(xì)菌總重量可以達(dá)到一千磅之多。長(zhǎng)得像長(zhǎng)線似的放線菌數(shù)目比細(xì)菌稍微少一些，然而因?yàn)樗鼈冃误w較大，所以它們?cè)谝欢〝?shù)量土壤中的總質(zhì)量仍和細(xì)菌差不多。被稱之為藻類的微小綠色細(xì)胞體組成了土壤內(nèi)極微小的植物生命。細(xì)菌、真菌和藻類是使動(dòng)、植物腐爛的主要原因，它們將動(dòng)植物的殘?bào)w還原為組成它們的無(wú)機(jī)物。假若沒(méi)有這些微小的生物，像碳、氮這些化學(xué)元素通過(guò)土壤、空氣以及生物組織的循環(huán)運(yùn)動(dòng)是無(wú)法進(jìn)行的。例如，若沒(méi)有固氮細(xì)菌，雖然植物被含氮的空氣“海洋”所包圍，但它們?nèi)詫㈦y以得到氮素。其他有機(jī)體產(chǎn)生了二氧化碳，并形成碳酸從而促進(jìn)了巖石的分解。土壤中還有其他的微生物在促成著多種多樣的氧化和還原反應(yīng)，通過(guò)這些反應(yīng)使鐵、錳和硫這樣一些礦物質(zhì)發(fā)生轉(zhuǎn)移，并變成植物可吸收的狀態(tài)。另外，以驚人數(shù)量存在的還有微小的螨類和被稱為躍尾蟲(chóng)的沒(méi)有翅膀的原始昆蟲(chóng)……2.提出問(wèn)題讓學(xué)生結(jié)合自己的生活經(jīng)歷，列舉土壤微生物分解作用的實(shí)例，提出想探究的問(wèn)題。教師予以啟發(fā)、指導(dǎo)。例如，落葉在土壤中能被分解掉，這究竟主要是土壤的物理化學(xué)因素的作用，還是土壤中微生物的作用呢？3.作出假設(shè)假設(shè)既可以是基于已有的知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)作出的解釋，也可以是想像或猜測(cè)。要鼓勵(lì)學(xué)生大膽提出假設(shè)，通過(guò)討論修正自己的假設(shè)。4.制訂計(jì)劃首先，要確定實(shí)驗(yàn)變量是什么？需要控制的變量有哪些？如何控制這些變量？等等。其次，要確定探究的地點(diǎn)或場(chǎng)所：在野外？還是在實(shí)驗(yàn)室中？第三，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案。教材中提供了兩則案例，供學(xué)生參考。5.實(shí)施計(jì)劃建議本