廣東省揭陽市高中生物 第5章 生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性 第2節(jié) 生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教案 新人教版必修3

廣東省揭陽市高中生物第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教案新人教版必修3科目授課時間節(jié)次--年—月—日（星期——）第—節(jié)指導(dǎo)教師授課班級、授課課時授課題目（包括教材及章節(jié)名稱）廣東省揭陽市高中生物第5章生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性第2節(jié)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動教案新人教版必修3教材分析本節(jié)課選自新人教版必修3高中生物第5章“生態(tài)系統(tǒng)及其穩(wěn)定性”中的第2節(jié)“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”。教材通過闡述生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程、特點和規(guī)律，旨在幫助學(xué)生建立能量流通過程中的定量思維，認(rèn)識生態(tài)系統(tǒng)中能量傳遞的重要性。課程內(nèi)容緊密聯(lián)系實際，以實例解釋能量在生態(tài)系統(tǒng)中的傳遞和轉(zhuǎn)化，強化學(xué)生對能量流動的認(rèn)識，培養(yǎng)學(xué)生分析生態(tài)問題的能力，為后續(xù)學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性打下堅實基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)分析本節(jié)課的核心素養(yǎng)目標(biāo)旨在深化學(xué)生對生物科學(xué)本質(zhì)的理解，培養(yǎng)其科學(xué)思維和生命觀念。通過學(xué)習(xí)生態(tài)系統(tǒng)的能量流動，學(xué)生將能夠：一是形成生態(tài)系統(tǒng)能量傳遞與轉(zhuǎn)化的定量思維，理解能量在生態(tài)系統(tǒng)中的流動規(guī)律，發(fā)展科學(xué)探究能力；二是建立能量流動與生態(tài)系統(tǒng)功能之間的聯(lián)系，形成生態(tài)整體觀和可持續(xù)發(fā)展觀，提升社會責(zé)任感和生態(tài)保護意識；三是運用所學(xué)知識分析生態(tài)問題，提出解決方案，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實踐能力。通過這些核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，學(xué)生不僅能夠掌握生態(tài)系統(tǒng)能量流動的知識，而且能在實際生活中運用所學(xué)，形成對生態(tài)環(huán)境的理性認(rèn)識和積極態(tài)度。教學(xué)難點與重點1.教學(xué)重點

-生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程及其特點：課程的核心是使學(xué)生理解能量如何從生產(chǎn)者傳遞到消費者，以及在每個轉(zhuǎn)化過程中的損失和效率。

-具體內(nèi)容包括太陽能的固定、食物鏈和食物網(wǎng)的能量傳遞、能量轉(zhuǎn)化的效率（如：10%能量傳遞規(guī)則）。

-生態(tài)系統(tǒng)功能與能量流動的關(guān)系：強調(diào)能量流動對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和生物多樣性的重要性。

-討論能量流動如何影響生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力、物種多樣性和營養(yǎng)結(jié)構(gòu)。

2.教學(xué)難點

-能量流動的定量分析：學(xué)生往往難以理解能量流動的定量數(shù)據(jù)和計算方法。

-難點舉例：能量金字塔的構(gòu)建、能量流通過程中各營養(yǎng)級的能量損失計算。

-生態(tài)系統(tǒng)復(fù)雜性的影響：生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性（如食物網(wǎng)的多樣性）對能量流動的影響是學(xué)生理解的難點。

-難點舉例：解釋為什么食物網(wǎng)比單一食物鏈更能反映生態(tài)系統(tǒng)能量流動的實際情況。

-生態(tài)系統(tǒng)能量流動的實際應(yīng)用：將理論應(yīng)用于實際問題的解決，如生態(tài)恢復(fù)和生態(tài)工程設(shè)計。

-難點舉例：如何根據(jù)能量流動原理設(shè)計減少能量損失和提高生態(tài)系統(tǒng)效率的措施。

在教學(xué)過程中，針對上述重點和難點，教師應(yīng)采用以下策略：

-使用圖表、模型和實例來直觀展示能量流動過程，幫助學(xué)生建立直觀認(rèn)識。

-通過問題驅(qū)動和案例研究，引導(dǎo)學(xué)生深入探討生態(tài)系統(tǒng)能量流動的復(fù)雜性和實際應(yīng)用。

-設(shè)計互動討論和小組活動，讓學(xué)生通過合作學(xué)習(xí)解決具體問題，如構(gòu)建能量金字塔、分析特定生態(tài)系統(tǒng)的能量流動。

-利用模擬實驗和戶外觀察，使學(xué)生能夠?qū)⒗碚撝R和現(xiàn)實世界聯(lián)系起來，增強學(xué)習(xí)的實踐意義。教學(xué)方法與手段1.教學(xué)方法

-講授法：通過清晰、系統(tǒng)的講解，向?qū)W生闡述生態(tài)系統(tǒng)能量流動的基本概念、過程和規(guī)律，確保學(xué)生對知識點的準(zhǔn)確理解。

-結(jié)合實際案例，如具體生態(tài)系統(tǒng)的能量流動分析，使理論講解更加生動有趣。

-討論法：組織學(xué)生進行小組討論，針對生態(tài)系統(tǒng)能量流動的難點問題進行深入探討，鼓勵學(xué)生發(fā)表見解，促進思維碰撞。

-設(shè)計具有挑戰(zhàn)性的問題，如探討能量流動如何影響生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，激發(fā)學(xué)生的探究欲望。

-實驗法：開展生態(tài)系統(tǒng)能量流動相關(guān)的實驗，讓學(xué)生親自動手操作，觀察現(xiàn)象，培養(yǎng)科學(xué)探究能力和實踐技能。

-例如，設(shè)計簡單的食物鏈模型實驗，觀察能量在其中的傳遞過程。

2.教學(xué)手段

-多媒體設(shè)備：運用多媒體課件、視頻等手段，展示生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程、圖表和數(shù)據(jù)，提高教學(xué)內(nèi)容的直觀性和趣味性。

-播放與生態(tài)系統(tǒng)能量流動相關(guān)的紀(jì)錄片，幫助學(xué)生更好地理解生態(tài)系統(tǒng)的復(fù)雜性。

-教學(xué)軟件：利用教學(xué)軟件（如模擬生態(tài)系統(tǒng)的軟件）進行能量流動的模擬實驗，讓學(xué)生在虛擬環(huán)境中體驗生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程。

-通過軟件模擬不同生態(tài)系統(tǒng)中能量流動的變化，使學(xué)生更直觀地理解能量流動的影響因素。

-網(wǎng)絡(luò)資源：利用互聯(lián)網(wǎng)資源，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)視野，提供更多生態(tài)系統(tǒng)能量流動的研究成果和實例。

-引導(dǎo)學(xué)生查閱相關(guān)科研論文、新聞報道等，提高學(xué)生的信息獲取和篩選能力。教學(xué)流程一、導(dǎo)入新課（用時5分鐘）

同學(xué)們，今天我們將要學(xué)習(xí)的是“生態(tài)系統(tǒng)的能量流動”這一章節(jié)。在開始之前，我想先問大家一個問題：“你們在日常生活中是否注意過食物鏈中能量的傳遞？”比如，我們吃的肉食來源于動物，而這些動物又是以植物為食的。這個問題與我們將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容密切相關(guān)。通過這個問題，我希望能夠引起大家的興趣和好奇心，讓我們一同探索生態(tài)系統(tǒng)能量流動的奧秘。

二、新課講授（用時10分鐘）

1.理論介紹：首先，我們要了解生態(tài)系統(tǒng)能量流動的基本概念。能量流動是指生態(tài)系統(tǒng)中能量輸入、傳遞、轉(zhuǎn)化和喪失的過程。它是維持生態(tài)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)，影響著生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.案例分析：接下來，我們來看一個具體的案例。以一個簡單的草原生態(tài)系統(tǒng)為例，分析草、兔子和鷹之間的能量流動關(guān)系，展示能量流動在實際中的應(yīng)用，以及如何幫助我們理解生態(tài)系統(tǒng)的運作。

3.重點難點解析：在講授過程中，我會特別強調(diào)能量傳遞的效率和能量金字塔構(gòu)建這兩個重點。對于難點部分，我會通過實例和圖示來幫助大家理解。

三、實踐活動（用時10分鐘）

1.分組討論：學(xué)生們將分成若干小組，每組討論一個與生態(tài)系統(tǒng)能量流動相關(guān)的實際問題。

2.實驗操作：為了加深理解，我們將進行一個簡單的能量流動實驗。通過構(gòu)建一個食物鏈模型，觀察和記錄能量在其中的傳遞過程。

3.成果展示：每個小組將向全班展示他們的討論成果和實驗操作的結(jié)果。

四、學(xué)生小組討論（用時10分鐘）

1.討論主題：學(xué)生將圍繞“生態(tài)系統(tǒng)能量流動在實際生活中的應(yīng)用”這一主題展開討論。他們將被鼓勵提出自己的觀點和想法，并與其他小組成員進行交流。

2.引導(dǎo)與啟發(fā)：在討論過程中，我將作為一個引導(dǎo)者，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題、分析問題并解決問題。我會提出一些開放性的問題來啟發(fā)他們的思考。

3.成果分享：每個小組將選擇一名代表來分享他們的討論成果。這些成果將被記錄在黑板上或投影儀上，以便全班都能看到。

五、總結(jié)回顧（用時5分鐘）

今天的學(xué)習(xí)，我們了解了生態(tài)系統(tǒng)能量流動的基本概念、重要性和應(yīng)用。同時，我們也通過實踐活動和小組討論加深了對這一知識點的理解。我希望大家能夠掌握這些知識點，并在日常生活中靈活運用。最后，如果有任何疑問或不明白的地方，請隨時向我提問。拓展與延伸1.拓展閱讀材料

-《生態(tài)學(xué)導(dǎo)論》（OdumE.P.著）：這本書詳細(xì)介紹了生態(tài)系統(tǒng)的基本原理，包括能量流動和物質(zhì)循環(huán)等內(nèi)容，是生態(tài)學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典之作。

-《生態(tài)系統(tǒng)的能量流動》（LindemanR.L.著）：這篇文章深入探討了生態(tài)系統(tǒng)能量流動的理論基礎(chǔ)，對理解能量流動的規(guī)律有重要參考價值。

-《生態(tài)學(xué)：概念與途徑》（MichaelL.Cain等著）：書中包含了對生態(tài)系統(tǒng)能量流動的現(xiàn)代研究和案例分析，有助于學(xué)生拓寬視野。

2.課后自主學(xué)習(xí)和探究

-研究特定生態(tài)系統(tǒng)的能量流動：鼓勵學(xué)生選擇一個感興趣的生態(tài)系統(tǒng)，如森林、湖泊或海洋，調(diào)查其能量流動的特點和影響因素。

-探索能量流動與生態(tài)保護的關(guān)系：學(xué)生可以研究能量流動在生態(tài)保護中的作用，例如如何通過優(yōu)化能量流動提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

-分析人類活動對能量流動的影響：引導(dǎo)學(xué)生思考人類活動（如過度捕獵、農(nóng)業(yè)開墾等）如何改變生態(tài)系統(tǒng)能量流動，進而影響生態(tài)平衡。

-設(shè)計能量流動實驗：鼓勵學(xué)生設(shè)計簡單的實驗，驗證能量流動中的某些規(guī)律，如能量傳遞效率的計算，或食物鏈中能量損失的研究。

-案例研究：學(xué)生可以選擇一個具體的生態(tài)問題，如生態(tài)入侵、生物多樣性喪失等，通過分析能量流動的角度來探討問題的成因和解決方案。典型例題講解例題一：

題目：在一個簡單的草原生態(tài)系統(tǒng)中，草、兔子和鷹構(gòu)成了一個食物鏈。如果草固定的能量為1000千焦，試計算兔子種群獲得的能量和鷹種群獲得的能量。

答案：根據(jù)能量傳遞效率通常為10%，兔子種群獲得的能量為100千焦，鷹種群獲得的能量為10千焦。

例題二：

題目：解釋為什么生態(tài)系統(tǒng)能量流動中的能量金字塔是倒置的。

答案：能量金字塔是倒置的，因為每個營養(yǎng)級的生物都需要消耗大量的能量來維持其生命活動，而能量在傳遞過程中的效率通常很低（大約只有10%）。因此，越往食物鏈的頂端，可利用的能量越少，生物的數(shù)量也越少。

例題三：

題目：如果一片森林遭受蟲害，導(dǎo)致樹木大量死亡，請分析這一事件對生態(tài)系統(tǒng)能量流動的可能影響。

答案：蟲害導(dǎo)致的樹木死亡會減少生態(tài)系統(tǒng)的初級生產(chǎn)者數(shù)量，從而降低生態(tài)系統(tǒng)的總能量輸入。這將影響到整個食物網(wǎng)，可能導(dǎo)致消費者種群數(shù)量減少，生態(tài)系統(tǒng)的能量流動和物質(zhì)循環(huán)受阻。

例題四：

題目：設(shè)計一個實驗，驗證生態(tài)系統(tǒng)能量流動中能量傳遞效率的大致范圍。

答案：實驗設(shè)計如下：

1.準(zhǔn)備三個不同營養(yǎng)級的生物（如草、蝗蟲、鳥）。

2.分別測量每個生物的能量含量（如通過燃燒法測定生物干重中的能量）。

3.計算能量從一個營養(yǎng)級傳遞到下一個營養(yǎng)級的效率（能量傳遞效率=消費者獲得的能量/生產(chǎn)者提供的能量）。

4.重復(fù)實驗多次，計算平均能量傳遞效率。

5.結(jié)果通常會發(fā)現(xiàn)能量傳遞效率在5%到20%之間。

例題五：

題目：論述生態(tài)系統(tǒng)能量流動與生物多樣性的關(guān)系。

答案：生態(tài)系統(tǒng)能量流動與生物多樣性密切相關(guān)。能量流動的效率決定了生態(tài)系統(tǒng)中能夠支持多少個營養(yǎng)級，以及每個營養(yǎng)級中能夠存在多少生物種類。能量流動越高效，生態(tài)系統(tǒng)中的生物多樣性通常越高，因為更多的生物可以獲取到足夠的能量來維持生存和繁衍。反之，能量流動受限可能導(dǎo)致生態(tài)位減少，生物多樣性下降。

補充和說明：

1.在解答例題一時，學(xué)生需要理解能量傳遞效率的概念，并能夠運用簡單的數(shù)學(xué)計算來估算能量在不同營養(yǎng)級之間的分配。

2.例題二要求學(xué)生能夠解釋能量金字塔的倒置現(xiàn)象，這是對生態(tài)系統(tǒng)能量流動特性的考察。

3.例題三通過實際案例考察學(xué)生對能量流動影響的理解，以及他們分析問題的能力。

4.例題四是一個實驗設(shè)計題，要求學(xué)生掌握實驗的基本原則和方法，能夠設(shè)計出符合科學(xué)原理的實驗方案。

5.例題五則是對生態(tài)系統(tǒng)能量流動與生物多樣性關(guān)系的深入探討，旨在培養(yǎng)學(xué)生的綜合分析能力。作業(yè)布置與反饋一、作業(yè)布置

1.畫出草-兔子-鷹的食物鏈，并計算兔子種群和鷹種群獲得的能量。

2.比較森林生態(tài)系統(tǒng)和草原生態(tài)系統(tǒng)能量流動的特點，說明其差異的原因。

3.閱讀課本相關(guān)章節(jié)，總結(jié)生態(tài)系統(tǒng)能量流動的規(guī)律及其對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。

4.設(shè)計一個簡單的能量流動實驗方案，并預(yù)測實驗結(jié)果。

二、作業(yè)反饋

1.對學(xué)生繪制的食物鏈進行檢查，指出其中存在的問題，如食物鏈的完整性、箭頭方向的正確性等。

2.對學(xué)生比較兩個生態(tài)系統(tǒng)能量流動特點的作業(yè)進行批改，關(guān)注其對生態(tài)系統(tǒng)能量流動規(guī)律的理解，以及能否從不同角度分析差異的原因。

3.對學(xué)生閱讀課本相關(guān)章節(jié)的總結(jié)進行評價，檢查其是否全面準(zhǔn)確地概括了生態(tài)系統(tǒng)能量流動的規(guī)律及其對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。

4.對學(xué)生設(shè)計的能量流動實驗方案進行評價，關(guān)注其是否符合科學(xué)原理，實驗步驟是否清晰，預(yù)測結(jié)果是否合理。內(nèi)容邏輯關(guān)系1.生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程及其特點：

-①能量輸入：太陽能的固定

-②能量傳遞：食物鏈和食物網(wǎng)

-③能量轉(zhuǎn)化：能量傳遞效率

2.生態(tài)系統(tǒng)功能與能量流動的關(guān)系：

-①生產(chǎn)力：能量流動對生態(tài)系統(tǒng)能量輸入的影響

-②物種多樣性：能量流動對生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)結(jié)構(gòu)的影響

-③穩(wěn)定性：能量流動對生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響

3.生態(tài)系統(tǒng)能量流動的實際應(yīng)用：

-①生態(tài)恢復(fù)：如何優(yōu)化能量流動提高生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

-②生態(tài)工程設(shè)計：基于能量流動原理的設(shè)計方法

-③生態(tài)保護：如何減少人類活動對能量流動的負(fù)面影響

板書設(shè)計：

1.生態(tài)系統(tǒng)能量流動的過程及其特點

-太陽能的固定

-食物鏈和食物網(wǎng)

-能量傳遞效率

2.生態(tài)系統(tǒng)功能與能量流動的關(guān)系

-生產(chǎn)力

-物種多樣性

-穩(wěn)定性

3.生態(tài)系統(tǒng)能量流動的實際應(yīng)用

-生態(tài)恢復(fù)

-生